1. Giới Thiệu Chung
Đèn đường năng lượng mặt trời là hệ thống chiếu sáng sử dụng điện từ tấm pin mặt trời, lưu trữ trong ắc quy và tự động hoạt động vào ban đêm. Giải pháp này tiết kiệm điện, thân thiện môi trường, không cần đấu nối lưới điện, phù hợp cho đường giao thông, khu đô thị, nông thôn, công viên, khu công nghiệp.
2. Cấu Tạo Chi Tiết Của Đèn Đường NLMT
2.1. Tấm Pin Năng Lượng Mặt Trời (Solar Panel)
-
Chức năng: Hấp thụ ánh sáng mặt trời → chuyển thành điện năng (DC 12V/24V).
-
Loại phổ biến:
-
Pin Mono (Monocrystalline): Hiệu suất cao (18–22%), tuổi thọ 25+ năm, giá đắt.
-
Pin Poly (Polycrystalline): Hiệu suất 15–17%, giá rẻ hơn.
-
Pin Thin-Film (Màng mỏng): Nhẹ, linh hoạt nhưng hiệu suất thấp (10–12%).
-
-
Công suất thông dụng: 50W – 300W (tùy công suất đèn).
2.2. Bộ Điều Khiển Sạc (Solar Charge Controller)
-
Chức năng:
-
Điều chỉnh dòng sạc từ pin mặt trời vào ắc quy, ngăn sạc quá tải/xả sâu.
-
Tự động bật/tắt đèn theo ánh sáng môi trường (cảm biến quang).
-
-
Loại phổ biến:
-
PWM (Pulse Width Modulation): Giá rẻ, phù hợp hệ thống nhỏ.
-
MPPT (Maximum Power Point Tracking): Tăng hiệu suất 30%, tiết kiệm pin, dùng cho hệ thống lớn.
-
2.3. Bình Ắc Quy (Battery)
-
Chức năng: Lưu trữ điện để cung cấp cho đèn vào ban đêm.
-
Loại ắc quy phổ biến:
-
Ắc quy Gel/AGM (12V/24V): Không cần bảo dưỡng, chịu xả sâu (Deep Cycle), tuổi thọ 3–5 năm.
-
Pin Lithium (LiFePO4): Nhẹ, tuổi thọ 8–10 năm, xả sâu 80–90%, giá cao.
-
-
Dung lượng tính toán:
-
Ví dụ: Đèn 30W, hoạt động 10h/đêm → Cần 30W × 10h = 300Wh.
-
Nếu dùng ắc quy 12V → Dung lượng = 300Wh / 12V = 25Ah (nên chọn 50Ah để dự phòng ngày ít nắng).
-
2.4. Bộ Đèn LED
-
Chip LED:
-
LED SMD: Giá rẻ, tuổi thọ 30.000–50.000 giờ.
-
LED COB: Ánh sáng mạnh, đồng đều, tiết kiệm điện hơn.
-
-
Công suất phổ biến: 20W – 100W (tùy nhu cầu chiếu sáng).
-
Nhiệt độ màu:
-
3000K – 4000K (Ánh sáng vàng ấm): Dân dụng, khu đô thị.
-
5000K – 6500K (Ánh sáng trắng lạnh): Đường cao tốc, khu công nghiệp.
-
2.5. Cột Đèn & Vỏ Bảo Vệ
-
Chất liệu cột:
-
Thép mạ kẽm: Chống gỉ, chịu gió bão.
-
Nhôm hợp kim: Nhẹ, bền, giá cao.
-
-
Chiều cao cột: 5m – 12m (tùy khu vực).
-
Vỏ đèn: IP65 (chống bụi, nước).
3. Nguyên Lý Hoạt Động
-
Ban ngày:
-
Tấm pin NLMT hấp thụ ánh sáng → chuyển thành điện DC.
-
Bộ điều khiển sạc nạp điện vào ắc quy.
-
-
Ban đêm:
-
Cảm biến quang tự động bật đèn LED.
-
Đèn hoạt động bằng điện từ ắc quy.
-
-
Sáng hôm sau:
-
Đèn tự tắt, chu kỳ sạc lại bắt đầu.
-
4. Tính Toán Hệ Thống (Ví Dụ Cụ Thể)
Yêu cầu: Lắp đèn đường 50W, hoạt động 10h/đêm, ở khu vực có 5h nắng/ngày.
4.1. Tính Toán Điện Tiêu Thụ
-
Điện tiêu thụ/ngày = 50W × 10h = 500Wh.
4.2. Chọn Tấm Pin Mặt Trời
-
Công suất tấm pin = (500Wh / 5h nắng) × 1.3 (hao hụt) = 130W → Chọn tấm 150W.
4.3. Chọn Ắc Quy
-
Dung lượng ắc quy (12V) = 500Wh / 12V = 42Ah → Chọn ắc quy 50Ah (dự phòng 2 ngày ít nắng).
4.4. Chọn Bộ Điều Khiển
-
Dòng sạc = 150W / 12V = 12.5A → Chọn bộ điều khiển 15A (MPPT nếu muốn tối ưu).
5. Ưu & Nhược Điểm
5.1. Ưu Điểm
✅ Không tốn điện lưới, tiết kiệm chi phí vận hành.
✅ Dễ lắp đặt, không cần đào đường đi dây điện.
✅ Hoạt động tự động, không cần can thiệp thủ công.
✅ Tuổi thọ cao (10–15 năm với pin Lithium).
✅ Chống quá tải điện lưới, phù hợp vùng sâu vùng xa.
5.2. Nhược Điểm
❌ Chi phí đầu tư ban đầu cao (nhưng tiết kiệm lâu dài).
❌ Hiệu suất giảm vào mùa mưa/ít nắng.
❌ Cần bảo trì ắc quy (thay sau 3–5 năm nếu dùng ắc quy Gel).
6. Ứng Dụng Thực Tế
-
Đường giao thông (quốc lộ, đường liên xã).
-
Khu đô thị, công viên, bãi đỗ xe.
-
Khu công nghiệp, cảng biển.
-
Vùng núi, hải đảo không có điện lưới.
7. Bảo Trì & Lưu Ý
🔧 Vệ sinh tấm pin 3–6 tháng/lần để tránh bụi bám giảm hiệu suất.
🔧 Kiểm tra ắc quy định kỳ, thay thế khi dung lượng giảm.
🔧 Chọn đèn LED chất lượng để tránh chập cháy sau thời gian dài.
🔧 Lắp đặt đúng góc nghiêng tấm pin (tối ưu hướng nắng).
8. Kết Luận
Đèn đường năng lượng mặt trời là giải pháp chiếu sáng bền vững, phù hợp cả đô thị lẫn nông thôn. Để hệ thống hoạt động ổn định, cần tính toán chính xác công suất pin, ắc quy và chọn thiết bị chất lượng.
