Đối với các dự án thi công đèn đường năng lượng mặt trời, đặc biệt là các dự án đèn đường lớn có ngân sách đầu tư lớn, hoặc các dự án chiếu sáng nội khu resort, khu nghỉ dưỡng cao cấp, sân golf,… thì việc tính toán chính xác các thông số về công suất của đèn, công suất tấm năng lượng, dung lượng pin lưu trữ, chiều cao lắp đặt, khoảng cách giữa 02 cốt đèn là vô cùng quan trọng. Nếu có thể tính toán được các con số ở trên thì dự án sẽ được tối ưu và sẽ đạt được hiệu quả cao nhất về chi phí đầu tư hạ tầng, chi phí nhân công,…

Để sử dụng được các thông số của đèn năng lượng mặt trời do các nhà cung cấp hiện nay công bố thì thật sự khó khăn với chủ đầu tư. Để hiểu đúng và đáp ứng đúng nhu cầu người sử dụng, DMT Solar xin phép phân loại thành 02 dòng đèn như sau:

• Đèn đáp ứng nhu cầu chiếu sáng sân vườn hộ gia đình, dân dụng, cá nhân: bạn không cần tìm hiểu nội dung dưới đây, nó chưa thật sự phù hợp với bạn.
• Đèn năng lượng mặt trời cho dự án đèn đường, chiếu sáng khu nghỉ dưỡng, resort cao cấp,… thì bài viết này sẽ giúp bạn tính toán một số thông tin quan trọng một cách chi tiết nhất: dung lượng pin lưu trữ, công suất của tấm pin, chiều cao cột đèn, khoảng cách giữa các cột đèn và cách tính diện tích chiếu sáng.

1. Cấu tạo chung của đèn năng lượng mặt trời

Đèn năng lượng mặt trời trong những năm gần đây không còn quá xa lạ với người dân tại Việt Nam. Bởi nó có quá nhiều lợi ích trong quá trình sử dụng mà bạn không thể nào bỏ qua. Đèn vận hành một cách tự động, không cần thao tác tay hằng ngày, không cần đục tường, đào đất để đi dây điện rườm rà, không tốn chi phí dây điện và tiền điện hàng tháng. Vậy đèn năng lượng mặt trời có cấu tạo như thế nào? Gồm những bộ phận nào? để có thể hoạt động mà không cần điện lưới:

(1) Tấm pin năng lượng mặt trời hay còn gọi là “Solar Panel”,  có chức năng chuyển đổi quang năng thành điện năng từ nguồn năng lượng mặt trời vào ban ngày để tích trữ vào Pin lưu trữ hoặc ắc quy lưu trữ. Các loại Panel thường hay sử dụng cho đèn năng lượng mặt trời trên thị trường hiện nay có 02 loại: Mono – Đơn tinh thể và Poly – Đa tinh thể, trong đó tấm Mono cho khả năng hấp thụ cao hơn nhưng chúng cũng có chi phí cao hơn nên thường được trang bị cho những mẫu đèn cao cấp.

• Tấm Pin năng lượng được gắn liền ở mặt trên của đèn được gọi là đèn liền thể. Những mẫu đèn này thường có công suất thấp, vì bị giới hạn về công suất của tấm năng lượng và dung lượng pin lưu trữ.
• Đối với đèn có tấm pin rời hoặc đèn có bộ lưu điện rời để chi những chiếc đèn có tấm pin năng lượng mặt trời tách riêng với đèn, giúp việc điều chỉnh góc nghiêng và hướng nhận nắng được thuận lợi hơn.

(2) Thân đèn: đây là bộ phận quan trọng, chứa bộ phận phục vụ công việc chiếu sáng của đèn:

• Các module LEDs: tùy vào mức công suất và thiết kế của đèn mà mỗi loại đèn sẽ có số lượng module LEDs khác nhau, và mỗi module sẽ chứa số lượng chíp LEDs khác nhau.
• Chíp LEDs: có nhiều loại chíp LEDs mà nhà nhà sản xuất sẽ sử dụng để trang bị cho đèn, một vài thương hiệu nổi tiếng có thể kể đến là: Phillips Lumileds của Hà Lan, Osram của Đức, Bridgelux và Cree của Mỹ. Đối với một số mẫu đèn dân dụng nhà sản xuất có thể sử dụng nhãn hiệu Epistar đến từ Đài Loan. Chíp LED có thời gian sử dụng hơn 50.000 giờ, tương đương 12 năm sử dụng.
• Thấu kính: có tác dụng khuếch đại ánh sáng và phân bổ ánh sáng đều trên điểm chiếu sáng. Thông thường thấu kính sẽ được trang bị riêng biệt cho từng Chíp LED.
• Vỏ đèn: hầu hết các mẫu đèn năng lượng mặt trời hiện nay đều được trang bị lớp vỏ bằng hợp kim nhôm để giúp tăng khả năng chịu lực và tản nhiệt tốt hơn.
• Công tắc: đối với một số mẫu đèn sẽ được trang bị thêm công tắc ẩn bên trong đèn. Bạn chỉ cần kích hoạt 01 lần trong lần đầu tiên sử dụng, sau đó đèn sẽ vận hành tự động mà không cần lặp lại công việc bât/tắt mỗi ngày.

(3) Bộ điều khiển và pin lưu trữ tích hợp: Bao gồm 02 bộ phận quan trọng của đèn năng lượng mặt trời.

• Bộ điều khiển:  bộ điều khiển sạc thường đi chung với bộ lưu điện, chúng có chức năng điều khiển cách mà đèn hoạt động. Đèn tự động sáng vào ban đêm và tắt vào ban ngày, đèn tự động dimming (tự điều chỉnh độ sáng), mức độ chuyển đổi và nạp xả cho pin lưu trữ,… là nhờ bộ điều khiển này.
• Pin lưu trữ: pin lưu trữ là bộ phận có thể nằm riêng biệt hoặc được tích hợp bên trong thân đèn (Khi chúng nằm riêng sẽ được gọi là đèn NLMT có bộ lưu điện rời). Đối với Pin lưu trữ hiện nay được sử dụng nhiều nhất là Pin Lithium sắt Photphat LiFePO4. Bởi chúng có thời gian sử dụng kéo dài từ 5 năm đến 8 năm, và khả năng nạp xả sâu.

(4) Cột đèn: cột đèn sử dụng cho năng lượng mặt trời sử dụng nhiều vật liệu khác nhau, sẽ tùy thuộc vào mức độ đầu tư và môi trường lắp đặt. Ví dụ như khu vực gần biển chắc chắn bạn phải sử dụng trụ mã kẽm để chống ăn mòn tốt nhất. Lưu ý, cột đèn và cần đèn là 02 bộ phận khác nhau.

(Tùy chọn) Remote điều khiển từ xa: tùy theo từng mẫu đèn có được trang bị remote điều khiển từ xa hoặc không hoặc phụ thuộc vào tùy chọn của người sử dụng là có mua chúng hay không.

2. Cách tính dung lượng pin lưu trữ cho đèn năng lượng mặt trời:

Khi sử dụng đèn năng lượng mặt trời bạn luôn lo lắng về vấn đề thời gian chiếu sáng của chúng có thực sự đảm bảo hay không, có thể chiếu sáng liên tục trong nhiều ngày hay không, cụ thể là có sử dụng được trong 3 ngày mưa hay không,… để có thể giải đáp được những thắc mắc này. Bạn hãy tham khảo cách tính dung lượng pin lưu trữ dưới đây để có thể tự mình xác định và lựa chọn một chiếc đèn phù hợp với mình.

Các thông tin, dữ liệu mà bạn cần có để phục vụ tính toán gồm:

• Công suất đèn
• Điện áp hệ thống
• Mức độ sáng của đèn – Chế độ sáng mà đèn đã được cấu hình
• Số ngày sáng – Số ngày mà đèn có thể sáng mà không cần sạc Pin trong trường hợp thời tiết xấu
• Độ xả sâu của pin lưu trữ (DoD)

Để hiểu rõ hơn về cách tính dung lượng pin lưu trữ cho đèn năng lượng mặt trời chúng ta cùng cụ thể hóa các thông tin để dễ hình dung nhé.

Đầu bài:

• Công suất của đèn là 40W
• Điện áp hệ thống là 12V
• Thời gian chiếu sáng theo khung thời gian sau:
  • 0,5 giờ đầu có độ sáng 20% (từ 18h00 – 18h30)
  • 1,5 giờ tiếp theo có độ sáng 100% (18h30 – 20h00)
  • 3 giờ tiếp theo có độ sáng 50% (20h00 – 23h00)
  • 7 giờ tiếp theo có độ sáng 20% (23h00 – 6h00)
• Số ngày sáng là 03 ngày.
• Độ xả sâu của pin lưu trữ (DoD) là 90%.

Cách tính chi tiết từng bước:

• Tổng thời gian tiêu thụ năng lượng của đèn ở mức sáng 100%: 0,5h * 20% + 1,5h * 100% + 3h * 50% + 7h * 20% = 4,5h. Mặc dù đèn sáng liên tục trong 12 giờ nhưng nếu quy ra mức sáng 100% thì tương đương với 4,5 giờ chiếu sáng.
• Năng lượng tiêu thụ: 40W * 4.5h = 180Wh
• Với điều kiện đèn cần duy trì trong 03 ngày chiếu sáng thì tổng năng lượng tiêu thụ là: 180Wh * 3 = 540Wh
• Độ xả sâu của Pin 90% nên điện năng tiêu thụ sẽ là: 540 / 90%= 600Wh
• Dung lượng pin lưu trữ: 600Wh / 12V = 50Ah = 50.000mAh

Tính nhanh:

• Dung lượng Pin lưu trữ = 40W * (0,5h * 20% + 1,5h * 100% + 3h * 50% + 7h * 20%) * 3 / 90% / 12 = 50Ah

DMT Solar đã cung cấp công thức tính nhanh và chi tiết, dựa trên yêu cầu thực tế bạn chỉ cần thay đổi các con số trong đầu bài và áp dụng theo tuần tự để tính dung lượng pin lưu trữ cho đèn năng lượng mặt trời cao cấp nhé. Đối với nhu cầu khác nhau, con số có thể sẽ khác nhau rất nhiều.

Lưu ý:

• Độ xả sâu của pin lưu trữ:
  • Pin axit chì thường có có độ xả sâu (DoD) là 50%.
  • Pin Lithium-Ion có chỉ số DoD cao hơn, với độ xả sâu là 80%.
  • Pin Lithium sắt photphat hoạt động tốt hơn bất cứ loại pin Lithium nào khác và có thể đạt tới 90%.
• Công suất của đèn năng lượng mặt trời là vấn đề quan trọng mà người sử dụng dễ mắc sai lầm nhất, vì hiện nay có rất nhiều mẫu đèn có công suất công bố chưa thật sự chuẩn xác. Bạn hay lưu ý vấn đề này, để hiểu rõ hơn, hãy liên hệ với chúng tôi qua số điện thoại:  0978.126.123 để được tư vấn.

3. Cách tính công suất cho tấm pin năng lượng mặt trời:

Sau khi đã có thể xác định được dung lượng của pin lưu trữ thì câu hỏi tiếp theo là cần phải sử dụng tấm năng lượng bao nhiêu watt để có thể nạp đủ năng lượng cho Pin lưu trữ. Trong phần này DMT Solar sẽ giúp bạn tính công suất cho tấm pin năng lượng mặt trời nhé!

Nếu tấm pin năng lượng mặt trời không phù hợp có thể sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực cho pin lưu trữ, có thể dẫn đến sunfat hóa và gây lãng phí đầu tư.

Đầu bài:

Để có thể tính được công suất của tấm pin năng lượng mặt trời thì ngoài những thông số đã xác định ở phần đầu bài của mục II chúng ta cần thêm các thông tin sau:

• Số giờ nắng giả định tại Việt Nam: 4 giờ/ngày
• Hao tổn do bụi bẩn bám trên tấm pin: 55%
• Dung lượng dự trữ của pin lưu trữ: 30%

Tính nhanh:

• 40W * (0,5h * 20% + 1,5h * 100% + 3h * 50% + 7h * 20%) / 55% / 4h * (1+30%) = 106W

Lưu ý:

• Số giờ nắng sẽ khác nhau tại từng khu vực và vị tri lắp đặt đèn. Tùy thuộc vào tình hình thực tế để lựa chọn số giờ phù hợp.
• Hao tổn công suất do bụi bẩn cũng phụ thuộc rất nhiều vào môi trường như vị trí lắp đặt có gần nhà máy, công xưởng hay không, có gần với những đồi cát hay không và chúng có được vệ sinh thường xuyên hay không.

Như vậy bạn đã biết cách tính công suất cho tấm pin năng lượng mặt trời để phù hợp với nhu cầu sử dụng cũng như lựa chọn mẫu đèn có mức pin lưu trữ phù hợp cho dự án của mình, nếu có bất cứ thắc mắc nào khác hãy liên hệ với chúng tôi.

4. Cách tính chiều cao cột đèn

Chiều cao lắp đặt đèn là bao nhiêu? hay chiều cao cột đèn là bao nhiêu? luôn là câu hỏi đầu tiên mà DMT Solar sẽ đặt ra cho khách hàng cần tư vấn mức công suất phù hợp. Tuy nhiên, đây mới chỉ là một khía cạnh trong mối tương quan giữa chiều cao cột đèn và công suất. Nó chỉ được áp dụng khi chiều cao lắp đặt là không đổi do cột đèn đã có từ trước hoặc do lắp đặt trên cột điện, tường nhà đã có sẵn.

Với trường hợp bạn cần tính chiều cao cột đèn để gia công thì không phải là dễ dàng với đại đa số người sử dụng. Ngoài công suất của đèn thì chiều cao còn có thể được tính dựa vào chiều rộng của đường, tức diện tích mà đèn cần chiếu sáng hoặc căn cứ vào mô hình lắp đặt. Dưới đây DMT Solar sẽ nêu ra cách tính chiều cao cột đèn cho đèn năng lượng mặt trời, hãy cùng tham khảo nhé!

4.1 Căn cứ vào công suất của đèn năng lượng mặt trời

Nếu xét đến công suất của đèn năng lượng mặt trời ta có thể tham khảo bảng thông tin bên dưới. Nếu ngoài mức này có thể dẫn đến tình trạng thiếu sáng hoặc gây lãng phí đầu tư.

• Bảng thông tin trên chỉ phù hợp với những Chíp LEDs có chỉ số Lumen đạt mức 170LM/W.
• Tính toán bên dưới áp dụng tốt nhất cho đèn năng lượng mặt trời Sokoyo

>>> Tham khảo đầy đủ và chi tiết: Đèn năng lượng mặt trời Sokoyo

4.2 Căn cứ vào chiều rộng đường và mô hình lắp đặt

• Sẽ tùy thuộc vào chiều rộng của đường và mô hình lắp đặt chúng ta sẽ tính được chiều cao của cột đèn.
• Một số mô hình lắp đặt phổ biến là:
  • Lắp một bên.
  • Lắp hai bên đối xứng nhau.
  • Lắp đặt hai bên kiểu zic zắc.
  • Lắp đặt trên dãi phân cách
• Tính toán dưới là gợi ý từ hãng đèn năng lượng mặt trời Sokoyo.

Ví dụ:

• Ta có chiều rộng của đường là 10m, theo yêu cầu kỹ thuật sẽ lắp đặt 02 bên đối xứng thì chiều cao cột đèn năng lượng mặt trời là 10/2=5m.
• Ta có chiều rộng của đường là 12m, mô hình lắp đặt một bên thì chiều cao cột đèn cũng sẽ là 12m.

5. Khoảng cách giữa 02 cột đèn và diện tích chiếu sáng

5.1 Cách tính khoảng cách giữa 02 cột đèn

Công thức: Khoảng cách giữa 02 cột đèn = Chiều cao cột đèn * 3

Ví dụ:

• Nếu cột đèn có chều cao 5m thì khoảng cách giữa 02 cột đèn là: 5 * 3 = 15m
• Cột đèn có chiều cao 7m thì khoảng cách giữa 02 cột đèn nên ở mức: 7 * 3 = 21m

5.2 Cách tính diện tích chiếu sáng của đèn năng lượng mặt trời

Công thức: Diện tích chiếu sáng = Y * 3Y. Trong đó Y là chiều cao cột đèn

Ví dụ:

• Đèn 40W với chiều cao lắp đặt là 6m thì diện tích chiếu sáng sẽ là 6 * 3 * 6 = 108m2
• Đèn 60W có chiều cao cột đèn là 8m thì diện tích chiếu sáng = 8 * 3 * 8 = 192m2

Lưu ý: 

• Thông tin mang tính chất tham khảo, đối với từng dự án khác nhau, yêu cầu khác nhau sẽ điều chỉnh dữ liệu phù hợp.
• Cách tính chỉ ứng dụng với một số mẫu đèn thông dụng, không áp dựng với tất cả các sản phẩm vì mỗi nhà sản xuất sẽ có cách tính khác nhau.