14m ветро-солнечная гибридная умная опора - умное сообщество

14m ветро-солнечная гибридная умная опора · умное сообщество — это интегрированный умный уличный светильник 10-в-1 для жилых районов, кампусов, муниципальных дорог и многофункциональных сообществ, где с одной опоры требуются освещение, зарядка электромобилей, видеонаблюдение, датчики, связь и публичные сообщения. Каждая 14m восьмигранная коническая стальная опора объединяет вертикально-осевую ветровую турбину Savonius 300W, 2 × 200W монокристаллических фотоэлектрических модуля, аккумулятор LFP 5kWh, 2 × 80W светодиодных светильника, зарядное устройство переменного тока Type 2 7kW, светодиодный экран P3 1000 × 2000mm и подключение 5G + WiFi 6 + LoRaWAN.

Система разработана для проектов, где 109 опор с шагом 35m могут создать около 3.8km покрытия умного сообщества с распределенными узлами энергии, безопасности и цифровых сервисов. В отличие от обычного уличного светильника плюс отдельного шкафа зарядки электромобилей, нижние 2.2m этой опоры являются самим шкафом зарядки, сваренным как 1 непрерывная стальная конструкция, что сокращает отдельные гражданские фундаменты, отдельное крепление шкафа и открытые кабельные трассы примерно на 30-50% в зависимости от планировки площадки.

Определение продукта и сценарий применения

Этот вариант относится к линейке умных уличных светильников SOLARTODO и предназначен для умных сообществ, которым нужны 10 интегрированных функций в 1 придорожном объекте. Архитектура продукта охватывает светодиодное освещение, ветровую генерацию, солнечную генерацию, аккумуляторное хранение, зарядку электромобилей, видеонаблюдение, экологический мониторинг, аварийный SOS, IP-систему оповещения, светодиодную рекламу и сервис беспроводного шлюза; покупатели могут посмотреть все продукты умного уличного освещения (многофункциональная опора 10-в-1) при сравнении конфигураций 6m, 8m, 10m, 12m и 14m.

Опора 14m использует восьмигранный конический стальной ствол с диаметром основания 45cm и диаметром вершины 15cm, с отделкой под античную бронзу RAL8011 для улиц сообществ, площадей и въездов в жилые комплексы. Шаг опор 35m поддерживает практическую расчетную плотность около 28.6 опор на погонный километр, поэтому пакет из 109 единиц может покрыть около 3,815m дороги или пешеходной трассы до учета ответвлений, парковочных карманов и перекрестков.

Архитектура системы

Гибридная энергетическая система размещает ковшовую вертикально-осевую ветровую турбину Savonius 300W на вершине, используя 2 изогнутых ковша в габарите ротора 60cm × 90cm с красным авиационным светодиодом для видимости сверху. Солнечный ввод обеспечивают 2 × 200W глубокого черного монокристаллических панели на симметричных восточно-западных A-образных кронштейнах под углом 15 градусов, что дает 400W номинальной фотоэлектрической мощности на опору и 43.6kW паспортной фотоэлектрической мощности на 109 опор.

Хранение энергии использует литий-железо-фосфатный аккумулятор 5kWh внутри основания опоры с контроллером MPPT для управления зарядкой от фотоэлектрических модулей и ветра. Для площадки из 109 опор общий объем распределенного хранения составляет 545kWh, что позволяет владельцу сообщества распределить резервную емкость по множеству точек вместо концентрации всего хранения в 1 электрощитовой.

Умная опора включает резервное подключение к сети для надежности, а проектирование присоединения должно координироваться с местной энергокомпанией по той же дисциплине, которая применяется к распределенным энергетическим ресурсам. IEEE 1547 определяет требования к характеристикам и совместимости распределенных энергетических ресурсов, подключенных к электроэнергетическим системам, поэтому он является релевантной ссылкой, когда сообщество подключает 109 гибридных опор к фидеру с резервом от сети, а не эксплуатирует их как полностью автономные объекты IEEE 1547.

Технические характеристики

Схема с двумя светильниками использует симметричные консоли 1.5m с подъемом +8 градусов и 2 × 80W светодиодные головки с эффективностью 150 lm/W и нейтрально-белым светом 4000K. Общая светодиодная нагрузка составляет 160W на опору, а конструкция обеспечивает 24,000 люмен на опору до потерь оптического распределения, что подходит для дорог сообщества, парковочных полос и пешеходных общественных зон после проверки фотометрического шага в Dialux или эквивалентном ПО.

Подсистема камеры использует 1 фиксированную цилиндрическую камеру 4MP с инфракрасной дальностью 50m на коротком кронштейне 30cm, обеспечивая зону видеонаблюдения, соответствующую типичному расстоянию между опорами 35m. Для 109 опор количество камер составляет 109 фиксированных видеоточек, поэтому при планировании сети восходящую полосу видеопотока следует закладывать отдельно от телеметрии, общественного WiFi, OCPP и трафика экологических датчиков.

Экологический блок измеряет 8 параметров: температуру, влажность, ветер, давление, шум, PM2.5, PM10 и освещенность. Эти измерения поддерживают панели сообщества, аварийные сигналы обслуживания и осведомленность о качестве воздуха, а шлюз 5G + LoRaWAN опоры позволяет маломощным полевым устройствам передавать данные без добавления второй мачты или шкафа.

Интегрированный шкаф зарядки электромобилей

Нижние 2.2m опоры — это не навесная зарядная стойка; это шкаф зарядки электромобилей, сваренный в тот же непрерывный стальной корпус опоры. Зарядное устройство обеспечивает одноразъемный выход переменного тока 7kW с разъемом Type 2, связью OCPP 1.6J, спиральным кабелем 5m, сенсорным экраном, аварийной остановкой и дверью обслуживания, что уменьшает загромождение тротуара по сравнению с 1 опорой плюс 1 отдельной зарядной колонной.

IEC 62196-2:2022 является релевантной ссылкой по разъемам, поскольку охватывает требования к размерной совместимости вилок переменного тока, розеток, автомобильных разъемов и автомобильных вводов, используемых при проводной зарядке электромобилей IEC 62196-2. Для сообществ со 109 опорами теоретическая установленная мощность зарядки переменным током составляет 763kW, если каждое зарядное устройство 7kW запитано, хотя практический расчет фидера обычно применяет коэффициенты одновременности на основе оборота парковки и тарифной политики.

Кабель 5m поддерживает зарядку у бордюра без необходимости выравнивать зарядный порт автомобиля в пределах 1m от поверхности опоры. Для закупки интегрированная конструкция также сокращает число отдельных наружных корпусов с 2 до 1 на точку зарядки, что может снизить количество точек проверки гидроизоляции, заземления и вандалостойкости на 50% в каждой локации.

Освещение, безопасность и публичная коммуникация

Подсистема освещения спроектирована с учетом принципов безопасности светильников IEC 60598, поскольку IEC 60598-1 охватывает общие требования безопасности для светильников с напряжением питания до 1,000V IEC 60598-1. Целевой корпус IP66, рабочий диапазон -40°C to +55°C и расчетный срок службы 25-year соответствуют муниципальным ожиданиям к наружным объектам, которые должны выдерживать жару, пыль, дождь, циклы очистки и сезонные тепловые перемещения.

Аудиоколонка IP-сети 30W интегрирована заподлицо с плоской гранью опоры как тонкая перфорированная алюминиевая трубка 10cm × 50cm, подобранная по цвету к RAL8011, чтобы устройство воспринималось частью опоры, а не отдельным акустическим коробом. Уровень 93dB поддерживает регулярные объявления, аварийные оповещения и согласованные сообщения сообщества по TCP/IP.

Аварийная функция использует кнопку SOS с 1 нажатием и связкой с камерой, позволяя оператору площадки сопоставить событие с геометкой с видеопотоком камеры 4MP. В развертывании из 109 опор каждое местоположение SOS можно привязать к ID опоры, сегменту фидера, ID зарядного устройства, ID шлюза и потоку камеры, повышая точность диспетчеризации по сравнению с анонимными точками экстренного вызова.

Светодиодный дисплей и цифровая вывеска

Вертикальный светодиодный рекламный дисплей — это наружный модуль P3 размером 1000 × 2000mm с яркостью выше 6000 cd/m2. Требуемый контент дисплея строго “SOLARTODO Smart City” белым текстом без засечек на темно-синем фоне, без иных изображений, поэтому экран можно специфицировать как контролируемую поверхность идентичности и информации, а не как неограниченный рекламный щит.

При шаге 35m 109 дисплеев создают 218m2 общей цифровой дисплейной поверхности, рассчитанной из 2.0m2 на опору. Закупочные команды должны определить рабочие расписания, местные ограничения яркости и правила разрешенного контента до ввода в эксплуатацию, поскольку наружные дисплеи выше 6000 cd/m2 могут требовать ночного затемнения и муниципального согласования во многих городских юрисдикциях.

Облачный мониторинг

Каждая опора подключается через двухрежимный шлюз WiFi 6 и 5G с восходящим каналом GbE и поддержкой LoRaWAN, установленный заподлицо на высоте 8.7m на плоской грани опоры. Корпус подобран по цвету так, чтобы окраска визуально переходила через границу устройства, подобно заподлицо установленному заднему модулю камеры на цельном корпусе, уменьшая визуальную раздробленность объекта уличного ландшафта 14m.

Облачный уровень может мониторить статус ламп, зарядку от фотоэлектрических модулей, ветровой ввод, состояние заряда аккумулятора, сессии зарядки, события OCPP, состояние камер, тревоги SOS, аудиоконечные точки, время безотказной работы шлюза и расписания дисплеев. Для проекта из 109 единиц реестр активов должен отслеживать как минимум 109 ID опор, 109 ID зарядных устройств, 109 ID аккумуляторов, 218 светодиодных головок, 109 камер, 109 дисплеев и 109 экологических датчиков.

Модель NREL PVWatts широко используется для оценки выработки фотоэлектрической электроэнергии по размеру массива, местоположению, наклону и погодным данным, что делает ее полезным инструментом ранней стадии для проверки фотоэлектрической подсистемы 400W до детального проектирования NREL PVWatts. IRENA сообщает, что базы данных стоимости возобновляемой энергии теперь охватывают более 25,000 проектов, что дает девелоперам более широкий ориентир для допущений по фотоэлектрике, ветру, хранению и балансу системы IRENA Renewable Costs 2024.

Репрезентативный сценарий

Для репрезентативного сценария умного сообщества MENA предположим, что 109 опор установлены вдоль 3.8km внутренних дорог, при 5.5 пиковых солнечных часах в день, умеренном вечернем ветре и графике освещения 11 часов за ночь. Фотоэлектрический массив 43.6kW может производить на уровне планирования 239.8kWh/day до системных потерь, а паспортная ветровая мощность 32.7kW обеспечивает вторичный источник в пасмурные или ночные периоды при наличии местного ветра.

В этом сценарии спрос на светодиодное освещение составляет 160W × 109 опор × 11 часов, или около 191.8kWh/night до диммирования. Если адаптивное диммирование снижает среднюю мощность на 35%, нагрузка освещения падает примерно до 124.7kWh/night, оставляя больше емкости аккумуляторов для датчиков, шлюзового сервиса, аварийного аудио и ограниченных функций поддержки зарядки; зарядка электромобилей остается преимущественно с резервом от сети, потому что 1 полный час 7kW требует 7kWh.

По сравнению с традиционной альтернативой, использующей 109 уличных светильников только от сети, 109 отдельных зарядных стоек для электромобилей, 109 отдельных креплений CCTV и несколько шлюзовых коробов, интегрированная опора может сократить видимое количество придорожных объектов примерно на 40-60% в зависимости от того, сколько функций объединено в каждой локации. Это сравнение является плановой оценкой, а не гарантированным результатом площадки, поскольку гражданские работы, глубина траншей, расстояние до фидера, ставки труда и местное правоприменение норм различаются по странам и муниципалитетам.

Инвестиционный анализ EPC и структура цен

Поставка EPC включает проектирование, закупку, строительство, ввод в эксплуатацию и гарантию 1-year для полностью установленной системы умных опор. Проектирование охватывает расчет фундамента опоры, проверку ветровой нагрузки, трассировку кабелей, заземление, молниезащиту, светотехническую схему, сетевую топологию, ввод зарядных устройств электромобилей и интеграцию платформы OCPP для 1 площадки или многоэтапного пакета сообщества.

ROI следует оценивать по 4 измеримым потокам: предотвращенные затраты на традиционное оборудование, экономия энергии освещения, выручка от сервиса зарядки и сокращение выездов на обслуживание. Например, если адаптивное освещение экономит 67.1kWh/night на 109 опорах, а энергия сети стоит $0.14/kWh, годовая экономия освещения составляет около $3,429; если 20 зарядных устройств в среднем имеют 2 платные сессии в день по 12kWh/session и маржу $0.10/kWh, годовая валовая маржа зарядки добавляет около $17,520 до комиссий платформы и местных налогов.

Практическая модель окупаемости должна сравнивать стоимость EPC под ключ с отдельными опорами уличного освещения, отдельными зарядными устройствами электромобилей, опорами CCTV, колоннами оповещения, экологическими станциями, шлюзами, траншеями, фундаментами и трудом по вводу в эксплуатацию. IEA сообщает, что развертывание общественной зарядки должно идти в ногу с внедрением электромобилей и что общественные зарядные точки выросли на 40% в 2023, что поддерживает аргумент объединения доступа к зарядке с обычным обновлением инфраструктуры сообщества IEA Global EV Outlook 2024.

Стандартные условия оплаты: депозит 30% T/T плюс 70% против коносамента или 100% безотзывный L/C по предъявлении. Проектное финансирование может обсуждаться для заказов выше $1,000K, а инженерные команды могут настроить систему онлайн или запросить индивидуальное коммерческое предложение с чертежами площадки, целевым количеством, напряжением, ветровой зоной и требованиями к телекоммуникациям; коммерческий контакт — [email protected].

Стандарты, соответствие и инженерные примечания

Применимые ссылки включают IEC 60598 для светильников, IEC 62196-2 для интерфейсов зарядки электромобилей переменным током Type 2, GB/T 37024 для терминологии и управленческих ссылок систем умных опор, а также IEEE 1547, когда гибридная DER-система взаимодействует с коммунальной сетью. Для моделирования фотоэлектрики и допущений по выработке следует использовать NREL PVWatts и местные наборы данных TMY до фиксации окончательных значений автономности аккумуляторов и одновременности зарядных устройств.

Анализ стоимости IRENA 2024 отмечает, что установленные затраты солнечной фотоэлектрики коммунального масштаба снизились на 86% между 2010 и 2023, что помогает объяснить, почему 400W фотоэлектрики теперь можно интегрировать в уличную мебель без превращения фотоэлектрического модуля в главный фактор стоимости IRENA 2023 Cost Report. Однако для гибридных опор гражданские работы, сталь, безопасность электромобилей, телекоммуникации, яркость дисплея и ввод в эксплуатацию могут доминировать в полной установленной стоимости сильнее, чем сами 2 фотоэлектрических модуля.

Области применения

Гибридная опора 14m подходит для умных сообществ, университетских дорог, промышленных парков, многофункциональной застройки, набережных променадов, общественных парковочных улиц и муниципальных демонстрационных коридоров с готовностью к электромобилям. Покупатель, планирующий 109 единиц, должен зарезервировать чертежи для 109 фундаментов, 109 точек заземления, 109 подключений фидера, 109 сетевых записей зарядных устройств и 1 централизованной панели платформы до заводских приемочных испытаний.

SOLARTODO поставляет солнечную энергетику, накопители энергии, умное освещение, безопасность, телекоммуникации, энергетические башни и инфраструктуру умного сельского хозяйства, поэтому эту опору можно координировать с более крупными пакетами площадки, такими как распределенные фотоэлектрические навесы, аккумуляторные помещения, центры управления CCTV и сети периферийных шлюзов. Покупатели могут изучить связанные технические материалы в базе знаний по теме и сравнить соображения закупки умных опор через ту же базу знаний по теме.

Для финализации спецификации рекомендуемый пакет данных покупателя содержит 6 файлов: план площадки, поперечный профиль дороги, требование к скорости ветра, данные напряжения и фаз сети, политику зарядки электромобилей и топологию связи. С этими 6 входными данными SOLARTODO может согласовать высоту опоры 14m, нагрузки фундамента, емкость фидера, настройки OCPP, углы камер, транзитный канал шлюза и работу светодиодного дисплея до выпуска производственных чертежей.