Aktualności
Panele w wieży mobilnej a zużycie paliwa – Kilka słów od projektanta
W skrócie: CAMSAT policzył rok pracy wieży mobilnej CCTV o poborze 60 W z trzema zestawami paneli: 1350 W, 900 W i 600 W. Agregat i akumulator były te same. Przy 1350 W agregat pracuje ok. 10 godzin w roku i spala 16 litrów paliwa, przy 600 W 42,5 godziny i 64 litry, czyli cztery razy więcej.
Moc paneli w ofercie na wieżę mobilną to jedna linijka specyfikacji. 600 W czy 1350 W, gdzieś między wysokością masztu a liczbą kamer.
To najdroższa linijka w całej ofercie i prawie nikt jej nie liczy. My policzyliśmy.
Jak to policzyliśmy?
Symulacja godzina po godzinie, cały rok, trzy zestawy paneli: 3×460 W, 3×300 W i 2×300 W. Wieża pobiera stale 60 W. Agregat, akumulator LiFePO4 i algorytm sterowania są wszędzie te same. Zmieniamy wyłącznie panele.
Dlaczego decyduje grudzień?
Bo w grudniu żaden zestaw paneli nie pokrywa zapotrzebowania wieży. Wieża 60 W potrzebuje 1,52 kWh na dobę, latem i zimą tyle samo.
Tabela 1. Średnia dobowa produkcja energii z paneli
| Zestaw paneli | Listopad | Grudzień | Styczeń | Zapotrzebowanie |
| 3×460 W (1350 W) | 1,51 kWh | 1,02 kWh | 1,39 kWh | 1,52 kWh |
| 3×300 W (900 W) | 0,99 kWh | 0,67 kWh | 0,91 kWh | 1,52 kWh |
| 2×300 W (600 W) | 0,66 kWh | 0,44 kWh | 0,61 kWh | 1,52 kWh |
Źródło: symulacja CAMSAT, panele na południe, kąt 60–65°, bez zacienienia.
Agregat jest więc potrzebny w każdym wariancie, jeśli na wieży pracuje prądożerna kamera PTZ. Różnica polega na tym, jak długo pracuje. Przy 1350 W od listopada do lutego. Przy 600 W od września do kwietnia, czyli dwa miesiące dłużej po każdej stronie zimy.
Dlaczego duże panele lepiej łapią zimowe słońce?
Bo zima w Polsce nie daje równych, słabych dni. Daje serię pochmurnych dni, a potem trzy godziny prawdziwego słońca w środę po południu.
Panele 1350 W w te trzy godziny naładują akumulator na kolejne pochmurne dni. Panele 600 W zdążą wprowadzić ułamek tej energii, a o 15:30 słońce zachodzi. Zimą nie liczy się średnia, tylko to, ile zdążysz wziąć, kiedy jest co brać.
Dlatego liczy się łączna moc, a nie liczba paneli. „3 panele” w ofercie mogą oznaczać 900 W albo 1350 W.
Liczyliśmy panele jednostronne. Panele bifacjalne zimą zbierają dodatkowo światło odbite od śniegu, więc realny wynik zestawu 1350 W jest lepszy niż w tabelach.
Dlaczego panele muszą patrzeć na południe?
Bo panel skierowany na wschód, zachód czy północ przez większość dnia patrzy w cień. Widuję wieże z panelami przykręconymi do dwóch ścian bocznych, a w ofercie to dalej „zestaw 600 W”.
Nasze założenie: wszystkie panele na południe, kąt zimowy 60–65°, bez zacienienia. Stromy kąt latem traci kilkanaście procent, ale latem energii jest w nadmiarze. Zimą zyskuje kilkanaście procent, a śnieg sam się zsuwa.
Ciężarówka zaparkowana od południa albo drzewo potrafią zrobić z zestawu 1350 W zestaw 300 W. To najczęstsza przyczyna zgłoszeń serwisowych, jakie do nas trafiają.
Dlaczego mocniejszy agregat spala mniej paliwa?
Bo pracuje krócej. Silnik spala część paliwa na własne tarcie, pompy i prądnicę, niezależnie od tego, ile energii oddaje. Podwojenie mocy ładowania podnosi spalanie na godzinę tylko o około jedną trzecią, a na każdą kilowatogodzinę w akumulatorze wychodzi około 30% mniej paliwa.
Przykład: 3 kWh ładowarka 1,5 kW wprowadza w dwie godziny, ładowarka 3 kW w godzinę.
Warunek: agregat musi pracować pod dużym obciążeniem. Nasz agregat 3,3 kW ładuje akumulator prądem 60 A, czyli mocą prawie 3 kW. Startuje sam przy 20% i kończy na 70–80%, bo ostatnie 20–30% ładuje się wolno i szkoda na nie paliwa. To miejsce zostawiamy słońcu.
Przed startem system sprawdza prognozę słońca na 24 godziny i doładowuje tylko tyle, ile trzeba. Przy dużych panelach skraca to pracę agregatu o kolejne 17%.
Ile agregat pracuje w ciągu roku?
Tabela 2. Wieża 60 W, ten sam agregat i akumulator
| Panele | 1350 W (3×460) | 900 W (3×300) | 600 W (2×300) |
| Motogodziny w roku | ok. 10 h | 25 h | 42,5 h |
| Paliwo przy 1,5 l/h | 16 l | 37 l | 64 l |
| Udział słońca w roku | 95% | 88% | 80% |
| Udział słońca w grudniu | 65% | 43% | 28% |
| Miesiące pracy agregatu | XI–II | X–III | IX–IV |
Źródło: symulacja CAMSAT, zapotrzebowanie 553 kWh rocznie.
Cztery razy więcej paliwa. Cztery razy więcej godzin pracy silnika. Trzy razy więcej zimnych rozruchów (57 zamiast 18). Ten sam agregat.
A jeśli wieża pobiera 80 W?
Wtedy agregat pracuje od dwóch do prawie trzech razy dłużej. 60 W to efekt świadomych decyzji: dysk SSD, kamery dobrane pod pobór, oszczędny rejestrator i router. Większość wież na rynku nikt tak nie liczy i realny pobór wychodzi 80 W i więcej.
Tabela 3. Wieża 80 W, wszystko inne bez zmian
| Panele | 1350 W (3×460) | 900 W (3×300) | 600 W (2×300) |
| Motogodziny w roku | 29 h | 52 h | 85 h |
| Paliwo przy 1,5 l/h | 43 l | 77 l | 127 l |
| Udział słońca w roku | 90% | 81% | 69% |
Pobór wzrósł o jedną trzecią, a praca agregatu podwoiła się, przy panelach 1350 W nawet prawie potroiła, bo każdy dodatkowy wat uderza w grudzień. Dwie kamery dołożone bez liczenia potrafią podwoić roczne zużycie paliwa.
Ile razy w roku trzeba zatankować?
Przy zbiorniku 100 litrów praktycznie każda konfiguracja robi zimę na jednym tankowaniu. Dwa razy tankuje się tylko wieżę 80 W z panelami 600 W. Przy zbiorniku 50 litrów ta sama wieża potrzebuje czterech tankowań.
Skoro liczba wyjazdów jest podobna, gdzie jest różnica? W czterech miejscach:
Zapas na gorszą zimę. Wieża 60 W z panelami 1350 W zużywa w roku jedną piątą paliwa dostępnego w zbiorniku. Wieża 80 W z panelami 600 W opróżnia zbiornik i sięga po drugi.
Termin wyjazdu. Duże panele: tankowanie przy planowym przeglądzie. Małe: telefon w styczniu, w śniegu.
Zużycie silnika. Cztery razy szybciej wymiana oleju, trzy razy więcej zimnych rozruchów.
Koszty ludzi. Samo paliwo to różnica ok. 370 zł rocznie przy wieży 60 W i ok. 640 zł przy 80 W. Jeden wyjazd do wieży 200 km od bazy kosztuje więcej niż całoroczne paliwo.
A wieża, która w nocy wyłączyła się z braku energii, jest strachem na wróble, a nie monitoringiem.
Jakie pytania zadać dostawcy wieży mobilnej?
Jaka jest łączna moc paneli i czy wszystkie patrzą na południe?
Ile wynosi pobór wieży z kamerami, rejestratorem i routerem?
Ile motogodzin i uruchomień agregatu przewidujecie w roku?
Ile litrów ma zbiornik i z jakim wyprzedzeniem wieża zgłosi potrzebę tankowania?
Jeśli słyszycie liczbę paneli zamiast ich mocy, a na dwa ostatnie pytania nikt nie odpowiada, to nikt tego nie policzył. Policzy to Wasz dział finansowy przez najbliższe pięć lat.
W następnym odcinku: dlaczego agregat z marketu budowlanego nie nadaje się do wieży i co musi się w nim zmienić, żeby sam odpalił przy −20°C.
Czy wieża mobilna może przetrwać polską zimę na samych panelach fotowoltaicznych?
Nie przy poborze 60 W i żadnym z trzech sprawdzonych zestawów paneli. W symulacji CAMSAT nawet panele 3×460 W produkują w grudniu średnio 1,02 kWh na dobę przy zapotrzebowaniu 1,52 kWh. Od listopada do lutego potrzebny jest agregat albo regularna wymiana akumulatorów.
Ile razy w roku trzeba tankować wieżę monitorującą?
Przy zbiorniku 100 litrów zwykle raz w roku. Dwa tankowania wychodzą tylko przy wieży 80 W z panelami 600 W. Przy zbiorniku 50 litrów ta sama wieża potrzebuje czterech tankowań w sezonie.
Do ilu procent ładować akumulator LiFePO4 z agregatu?
Do 70–80%. W wieży CAMSAT agregat startuje, gdy akumulator spadnie do 20%, i kończy ładowanie na 70–80%, bo ostatnie 20–30% ładuje się wolno i szkoda na nie paliwa. Tę część akumulatora uzupełnia słońce.
Dlaczego mocniejszy agregat spala mniej paliwa niż słabszy?
Bo pracuje krócej. Część paliwa idzie na tarcie silnika, pompy i wzbudzenie prądnicy niezależnie od oddawanej mocy, więc podwojenie mocy ładowania podnosi spalanie na godzinę tylko o około jedną trzecią. Na każdą kilowatogodzinę w akumulatorze wychodzi około 30% mniej paliwa, pod warunkiem że agregat pracuje blisko pełnego obciążenia.
Jaką moc paneli fotowoltaicznych wybrać do wieży monitoringu?
Liczy się łączna moc paneli, a nie ich liczba. Przy poborze 60 W zestaw 3×460 W (1350 W) pokrywa ze słońca 95% rocznego zapotrzebowania, 3×300 W 88%, a 2×300 W 79%. W grudniu różnica jest największa: 65%, 43% i 28%.
