Zgodnie z raportem GreenTech za 2023 rok, w przestrzeniach publicznych corocznie instaluje się o około 23 procent więcej ekranów LED zasilanych energią słoneczną, głównie dlatego, że te oświetlenia zużywają o około 40% mniej energii w porównaniu do tradycyjnych wyświetlaczy. Nowa generacja tych systemów wyświetlania osiąga jasność na poziomie od 1500 do 2500 nitów i pozostaje widoczna przez cały dzień, nawet przy długotrwałym narażeniu na silne światło słoneczne. Weźmy pod uwagę ostatni eksperyment przeprowadzony w metrze w Paryżu, gdzie zmniejszono zużycie energii elektrycznej z głównej sieci o blisko dwie trzecie. Imponujący ten wynik osiągnięto dzięki połączeniu specjalnej adaptacyjnej technologii LED z wysoce wydajnymi panelami słonecznymi monokrystalicznymi. Ten test w warunkach rzeczywistych pokazuje, jak praktyczne jest skalowanie takich kombinacji słoneczno-LED na różnych obszarach naszych rozwijających się smart city.
Operatorzy osiągają oszczędności w zakresie 55–70% na kosztach energii w ciągu 12 miesięcy dzięki wdrożeniu hybrydowych systemów kioskowych zasilanych energią słoneczną i diod LED. Kluczowe korzyści efektywnościowe wynikają z:
W ramach projektu Barcelona Smart City osiągnięto oszczędności w wysokości 8,2 tys. USD rocznie na każdym słonecznym kiosku TOTEM z diodami LED poprzez całkowite wyeliminowanie zależności od sieci energetycznej.
Zgodnie z najnowszym raportem Solar Signage z 2024 roku, przejście na wyświetlacze LED zasilane energią słoneczną redukuje emisję dwutlenku węgla o około 4,8 tony metrycznej rocznie dla każdej zainstalowanej jednostki w porównaniu do tradycyjnych tablic zasilanych prądem przemiennym. Nowsze wersje są również imponujące, wykonane w większości z materiałów, które można ponownie wykorzystać w okolicach 87% i zwykle działają około dziesięć lat przed wymianą. Istnieje nawet coś, co nazywa się systemami odzysku energii, co idzie o krok dalej. Gdy wiele paneli słonecznych działa razem jako część układu, nadmiarowa energia wytworzona w godzinach szczytowego nasłonecznienia pomaga faktycznie zmniejszyć zapotrzebowanie innych pobliskich budynków na energię z sieci o około 15%. Taka efektywność naprawdę się sumuje z czasem.
Wyświetlacze LED zasilane energią słoneczną wymagają 7 000+ nitów jasności zapewniać czytelność w warunkach bezpośredniego nasłonecznienia, ponieważ niższe poziomy jasności są narażone na odblaski i wysycenie. Powłoki antyodblaskowe oraz dynamiczne współczynniki kontrastu zachowują przejrzystość obrazu bez utraty efektywności energetycznej. Dla porównania, komercyjne ekrany wnętrzowe pracują z jasnością 1500–3000 nitów – co jest niewystarczające w środowiskach zewnętrznym.
Ekrany LED do użytku zewnętrznego muszą być wyposażone w Obudowy ocenione IP65 ochronę przed pyłem oraz strumieniami wody pod wysokim ciśnieniem. Kompozyty z aluminium morskiego i poliwęglanu zapobiegają korozji w strefach nadmorskich lub wilgotnych. Zintegrowane zarządzanie termiczne gwarantuje stabilną pracę w temperaturach od -30°C do 50°C (badanie NREL 2023), zapobiegając wyłączeniom podczas ekstremalnych upałów.
Baterie LiFePO4 wytrzymują około 6000 cykli ładowania, co jest o około dwa do trzech razy lepsze niż standardowe akumulatory kwasowo-ołowiowe. Mogą zasilać ekrany LED przez ponad 72 godziny, działając na zgromadzoną energię słoneczną. Połączenie zestawu paneli słonecznych o mocy 300 watów z systemem magazynowania energii o pojemności 2,4 kWh zapewnia około 10 godzin działania dziennego przy jasności 400 nits. Te dane pochodzą z informacji branżowych zebranych przez Solar Energy Industries Association na temat rzeczywistej produkcji energii przez panele słoneczne w warunkach rzeczywistych.
Chmurowe platformy CMS dostosowują jasność za pomocą czujników światła otoczenia, zmniejszając zużycie energii o 40% (DOE 2022). Sieci wielodostępowe umożliwiają jednoczesną aktualizację oprogramowania układowego w ponad 500 TOTEMach, a integracje API z inteligentnymi sieciami miejskimi umożliwiają przenoszenie obciążeń w czasie szczytowego zapotrzebowania.
System łączy panele LED o jasności 2500 nitów z wysoko wydajnymi monokrystalicznymi ogniwami słonecznymi, o których mówiliśmy, które przetwarzają światło słoneczne na energię elektryczną z wydajnością około 22%. Te panele pozostają wyraźnie widoczne nawet w warunkach silnego słońca. Testy przeprowadzone na rzeczywistych instalacjach wykazały, że zintegrowane matryce zmniejszają zużycie energii z sieci o około 40%, co jest całkiem imponujące. Warto również wspomnieć o skutecznym systemie zarządzania ciepłem, który zapewnia bezawaryjną pracę nawet przy temperaturach dochodzących do około 50 stopni Celsjusza. Jedna agencja w Europie faktycznie wykorzystała tę technologię do wyświetlania rozkładów jazdy pociągów i stwierdziła, że w godzinach dziennej pory wyświetlacze niemal wcale nie potrzebują dopływu energii rezerwowej. Ich raporty wskazują na autonomię na poziomie około 98% wyłącznie dzięki światłu dziennemu.
Modułowe panele o wymiarach 2’x2’ z szybką, bezśrubową blokadą umożliwiają skalowalne instalacje od 32 do 320 stóp kw. Każdy moduł pobiera 80 W przy maksymalnej jasności i dzieli nadmiar energii słonecznej w obrębie sieci. Czas wdrożenia skraca się o 60% w porównaniu do niestandardowych rozwiązań, a moduły można wymienić w mniej niż 10 minut – idealne dla dużych inteligentnych tras miejskich.
Ten ekran został wykonany z użyciem hartowanego szkła o grubości 6 mm w połączeniu z powłoką przeciwodblaskową, wszystko umieszczone w obudowach o klasie odporności na udary IK10. Urządzenie potrafi wytrzymać bardzo poważne uderzenia, odpierając siłę spadającego obiektu o masie 5 kg z wysokości 40 cm. Oznacza to, że jest trzy razy bardziej odporne niż standardowe modele IP65 dostępne obecnie na rynku. Gdy ktoś próbuje naruszyć urządzenie, natychmiast uruchamiają się elektromagnetyczne zamki, sprawiając, że ekran staje się nieprzezroczysty. Wbudowane są również czujniki pyłów zawieszonych, które automatycznie zwiększają chłodzenie, gdy poziom zanieczyszczeń rośnie w określonych obszarach. Firmy, które zainstalowały około 150 takich ekranów w dzielnicy Shinjuku w Tokio, odnotowały drastyczny spadek kosztów konserwacji, o około 73% w porównaniu z poprzednim rokiem, według raportów.
Sieci neuronowe analizują prognozy pogody, ruch pieszy oraz poziom naładowania baterii, aby dynamicznie dostosowywać jasność w zakresie 800–2200 nitów, zapewniając przy tym 16-godzinny czas pracy. Podczas testu przeprowadzonego latem w Madrycie system zmniejszył marnowanie energii o 31% w porównaniu do stałych harmonogramów przyciemniania, a także zwiększył zaangażowanie podczas ulewy poprzez wzmocnienie komunikatów, gdy wzrost zachowań związanych z poszukiwaniem schronienia wyniósł 22%.
System łączy zestaw paneli słonecznych o mocy 600 watów z rezerwowym podłączeniem do sieci, co dobrze działa nawet w miejscach, gdzie światła słonecznego nie jest tak obficie. Gdy wszystko działa prawidłowo w dobrych warunkach pogodowych, około siedemdziesięciu procent energii pochodzi wyłącznie ze słońca. Ekran osiąga nadal imponujące poziomy jasności na poziomie 1900 kandel na metr kwadratowy, zużywając przy tym o około trzydzieści pięć procent mniej dodatkowej energii w porównaniu do większości hybrydowych systemów. Początkowe wydatki są aż o czterdzieści procent tańsze niż najdroższe alternatywy dostępne na rynku. W przypadku tablic informacyjnych i znaków drogowych w przestrzeni publicznej miasta São Paulo odnotowano zwrot inwestycji w ciągu sześciu lat.
Miasto Barcelona wykonało około 72 ekranów LED zasilanych energią słoneczną w centrach transportowych i popularnych miejscach w ramach swojego projektu inteligentnego miasta. Te wyświetlacze typu TOTEM łączą wydajne panele słoneczne z technologią monokrystaliczną i są zarządzane przez chmurę. Większość z nich znajduje się tam, gdzie naturalnie gromadzą się tłumy, na przykład na placu Plaça Catalunya lub wzdłuż ożywionej Alei Diagonal. Co czyni te ekrany przydatnymi? Pokazują one aktualne godziny odjazdu autobusów i metra, nadchodzące wydarzenia w pobliżu oraz pomagają ludziom odnaleźć drogę po mieście, gdy się zgubią. Niektóre posiadają nawet mapy przedstawiające lokalne festiwale lub koncerty organizowane w tym tygodniu.
| Metryczny | Przed instalacją | Po instalacji | Poprawa |
|---|---|---|---|
| Roczne koszty energii | €86,400 | €54,300 | 37% |
| Emisje CO2 | 28,1 tony | 9,7 tony | 65.5% |
| Awarie wyświetlaczy/miesiąc | 4.2 | 0.8 | 81% |
Miesięczne dane użycia pokazują około 4,7 miliona interakcji w całej sieci, a blisko 7 na 10 ankietowanych mieszkańców stwierdziło, że te wyświetlacze TOTEM są niezwykle pomocne w codziennym poruszaniu się. System zwrócił się już po nieco ponad trzech latach, ponieważ mniej osób odwiedza centra informacji turystycznej (o prawie 19% mniej), a coroczne oszczędności wynoszą blisko 290 tys. euro na drukowanych broszurach i mapach. Renomowani producenci wskazują ten projekt jako rzeczywisty dowód skuteczności technologii LED zasilanej energią słoneczną, nawet w środowiskach miejskich, gdzie przestrzeń i dostęp do energii mogą być ograniczone.
Inteligentne systemy zarządzania energią wykorzystują obecnie algorytmy predykcyjne, aby utrzymać czas działania na poziomie 98% w trakcie wielodniowych zachmurzonych okresów, dostosowując jasność do 700 nitów (z 1500 nitów), co zmniejsza pobór mocy o 40%, zachowując jednocześnie czytelność. Te systemy optymalizują zużycie energii na podstawie rzeczywistych rezerw i przewidywanych warunków.
Najlepsze wyświetlacze solarno-LED są wyposażone w antystatyczne i hydrofobowe powłoki powierzchniowe, które zmniejszają roczne koszty konserwacji o 12 USD/m² (Raport Konserwacji Wyświetlaczy Zewnętrznych 2023). Pojawiają się systemy czyszczenia wspomagane robotyką, których prototypy w klimacie pustynnym utrzymują 90% jasności przez 18 miesięcy.
W miastach takich jak Oslo i Reykjavík, ekrany słoneczne-LED osiągają 76% wydajność zimą dzięki odbijającemu śniegowi i kątowi ustawienia paneli wynoszącemu 180°. Jednak ich zapotrzebowanie na magazynowanie energii jest 3,2 razy większe niż w przypadku instalacji równikowych. Nowe systemy termoregulacji oparte na zmianie fazy pozwalają północnym wdrożeniom zmniejszyć częstotliwość wymiany baterii o 50% (Nordic Solar Tech Journal 2024).
Perowskitowe ogniwa słoneczne osiągają obecnie sprawność konwersji na poziomie 29,8% – poprawa o 63% od 2021 roku – umożliwiając pracę przez całą dobę przy zaledwie 4 godzinach dziennego światła słonecznego. W połączeniu z ekranami LED oferują niezawodną wydajność w zachmurzonych obszarzach miejskich, takich jak Londyn czy Seattle.
Wyświetlacze LED z ogniwami słonecznymi nowej generacji obsługują aktualizacje treści w czasie rzeczywistym poprzez połączenia LPWAN, zużywając jedynie 8 W podczas transmisji. Programy pilotażowe wykazały o 38% większy udział, gdy reklamy kontekstowe zostały połączone z czujnikami środowiskowymi monitorującymi jakość powietrza i poziom hałasu.
Globalny rynek wyświetlaczy LED zasilanych energią słoneczną ma osiągnąć wartość 12,3 miliarda USD do 2028 roku, napędzany wzrostem wdrożeń inteligentnych miast o wskaźniku CAGR na poziomie 16,4% (Allied Market Research 2024). Nowe innowacje obejmują przezroczyste szkło fotowoltaiczne do okien z wbudowanymi ekranami oraz samonaprawiające się złącza lutowane, które wydłużają żywotność produktu do ponad 15 lat.
Gorące wiadomości
EN
