ハイブリッドソーラー街灯
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風力タービンハイブリッドソーラー街灯の技術的動作原理
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エネルギーハーベスティング
- ソーラーパネルの動作(昼間):
- 日中、単結晶または多結晶のソーラーパネルは太陽光を吸収し、光起電力効果によって直流電力に変換します。発電された電力は、MPPT(最大電力点)制御によって制御されます。
- 充電効率を最適化し、電流をバッテリーに導くソーラー充電コントローラー(ラック型)です。
- 風力タービンの稼働(昼夜)
- 風速がカットイン風速(通常2.5~3m/s)を超えると、風力タービンが回転を開始します。風の運動エネルギーはブレードによって機械エネルギーに変換され、さらに電気エネルギーに変換されます。
- 永久磁石式オルタネーターを介してエネルギーを供給します。交流出力はハイブリッドコントローラーによって直流に整流され、バッテリーの充電にも使用されます。
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バッテリー充電とエネルギー貯蔵
- 太陽光と風力エネルギーは両方ともハイブリッド スマート充電コントローラによって管理され、可用性 (日中は太陽光、いつでも風力) に基づいて充電電流をインテリジェントに分配します。
- LiFePO₄ またはディープサイクル GEL バッテリーは、サイクル寿命が長く、温度安定性と安全性に優れているため、エネルギー貯蔵に使用されます。
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LEDランプへの電源供給(夜間または日照不足時)
- 周囲光が設定されたしきい値(フォトセンサーまたは RTC タイマーによって検出)を下回ると、コントローラは蓄えられたバッテリ電力を使用して LED 街灯をアクティブにします。
- ライトはプログラムされた調光プロファイル(例:最初の 4 時間は 100% の明るさ、その後日の出まで 50% の明るさ)に基づいて動作し、効率的なエネルギー使用を保証します。
- エネルギー管理と保護
- ハイブリッド コントローラーは以下も提供します。
- 過充電および過放電保護
- 照明スケジュールと調光の負荷制御
- 強風時の風力ブレーキ機能(機械式または電子式)
- オプション: GPRS/4G/LoRa 経由のリモート監視 (IoT 統合)
ハイブリッドシステムの動作概要
時間 | ソース | プロセス |
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昼間 | 太陽光(主)、風力(利用可能な場合) | MPPTソーラー充電コントローラーによるバッテリー充電 |
風の強い日/夜 | 風力タービン | 太陽光に依存せずにバッテリーを充電 |
夜間 | バッテリー | 蓄電したエネルギーを使ってLEDライトに電力を供給する |
いつでも | コントローラ | 充電、放電、保護、照明の動作を管理します |
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ハイブリッド風力・太陽光街路灯設置の最適な適用シナリオ
- 沿岸地域: 曇りや嵐の天候時には風力が太陽エネルギーを補完し、電力の供給が途切れないようにします。
- 山岳地帯または高地: ハイブリッド システムは、日光が不十分な場合に風力エネルギーを活用します。
- 遠隔地およびオフグリッド地域: 完全に自立しており、高価なインフラストラクチャの必要性が軽減されます。
- 公園や観光地: 運用コストを削減しながら環境に優しいイメージを高めます。
- 高速道路、国境道路、橋梁: ハイブリッド照明は悪天候でも動作し、安全性を確保します。

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よくある質問: 風力と太陽光のハイブリッド街灯
- ハイブリッド風力・太陽光街灯とは何ですか?
- ハイブリッド街灯は、太陽光パネルと風力タービンを組み合わせて再生可能エネルギーを生成します。発電したエネルギーはバッテリーに蓄えられ、LED街灯に供給されます。曇りや無風時でも24時間365日点灯します。
- ハイブリッドシステムは夜間や曇りの日にどのように動作しますか?
- 曇りの日や夜間など太陽光パネルが作動していないときでも、風力タービンは(風があれば)発電を続け、バッテリーの充電と照明の動作が中断されないようにします。
- ハイブリッドライトにはグリッド電源またはケーブルが必要ですか?
- いいえ。ハイブリッド風力・太陽光街路灯は完全にオフグリッドで自立しており、溝掘りや配線、電力網への接続は一切不要です。
- 数日間太陽も風もなかったらどうなるでしょうか?
- このシステムは、十分なバッテリーバックアップ(2~3日間の稼働時間)を備えています。さらに、スマートコントローラーは、バッテリー残量が少なくなると、照明を暗くして電力を節約します。
- どのようなメンテナンスが必要ですか?
- 最小限です。太陽光パネルの定期的な清掃と、風力タービンとバッテリーの点検で十分です。システムには、風力ブレーキ、過負荷、過放電などの安全機構が備わっています。
- インストールは複雑ですか?
- 設置は簡単で、多くの場合1日で完了します。ポールの固定、ソーラーパネルと風力タービンの設置、コントローラーとライトヘッドの接続が含まれます。
- これらのハイブリッドライトはどれくらい持続しますか?
- LEDライト:50,000時間以上
- ソーラーパネル: 25年以上
- 風力タービン:15~20年
- バッテリー: 5~10年(種類によって異なります)