Согласно отчёту GreenTech за 2023 год, в общественных местах ежегодно устанавливается на 23 процента больше светодиодных экранов на солнечной энергии, в основном потому что эти дисплеи потребляют примерно на 40 % меньше электроэнергии по сравнению с обычными. Новое поколение таких систем отображения может достигать уровня яркости от 1500 до 2500 нит и оставаться видимыми в течение всего дня, даже при длительном воздействии яркого солнечного света. Возьмём недавний эксперимент в парижском метро, где удалось сократить потребление электроэнергии из основной сети почти на две трети. Этот впечатляющий результат был достигнут благодаря сочетанию специальной адаптивной светодиодной технологии и высокоэффективных монокристаллических солнечных панелей. Этот реальный тест показывает, насколько практично масштабировать такие комбинации солнечных светодиодных систем в различных частях наших быстро растущих умных городов.
Операторы достигают экономии на энергозатратах в размере 55–70% в течение 12 месяцев за счёт внедрения гибридных солнечно-светодиодных систем киосков. Основные преимущества эффективности включают:
Проект «Умный город Барселона» показал экономию в размере 8,2 тыс. долларов США в год на один солнечно-светодиодный киоск TOTEM за счёт полного отказа от подключения к электросети.
Согласно последнему отчету Solar Signage за 2024 год, переход на светодиодные дисплеи со солнечным питанием снижает выбросы углекислого газа примерно на 4,8 метрической тонны в год для каждого установленного устройства по сравнению с традиционными знаками, работающими от сети переменного тока. Более новые версии также впечатляют: они в основном изготовлены из материалов, пригодных для вторичной переработки примерно на 87 %, и служат около десяти лет до замены. Существуют даже так называемые системы рекуперации энергии, которые продвигают технологии ещё дальше. Когда несколько солнечных панелей работают вместе в виде массива, избыточная электроэнергия, вырабатываемая в часы максимальной солнечной активности, фактически помогает снизить потребление электроэнергии другими близлежащими зданиями из сети примерно на 15 %. Такая эффективность значительно возрастает с течением времени.
Светодиодные дисплеи со солнечным питанием требуют 7000+ нит яркости оставаться читаемым при прямом солнечном свете, поскольку при более низких уровнях возникает блик и выцветание. Просветляющие покрытия и динамические соотношения контрастности сохраняют четкость без потери энергоэффективности. Для справки, коммерческие дисплеи для помещений работают с яркостью 1500–3000 нит — этого недостаточно для наружного применения.
Наружные светодиодные дисплеи должны иметь Корпуса с рейтингом IP65 защиту от пыли и струй воды под высоким давлением. Композиты из алюминия морского класса и поликарбоната предотвращают коррозию в прибрежных или влажных зонах. Встроенная система терморегулирования обеспечивает стабильную работу в диапазоне температур от -30 °C до 50 °C (исследование NREL 2023 года), предотвращая отключение при экстремальной жаре.
Аккумуляторы LiFePO4 рассчитаны примерно на 6000 циклов зарядки, что в два-три раза превышает показатели обычных свинцово-кислых аккумуляторов. Они могут обеспечивать питание светодиодных дисплеев более 72 часов за счёт накопленной солнечной энергии. В комбинации установка солнечных панелей мощностью 300 Вт и система хранения энергии ёмкостью 2,4 кВт·ч обеспечивают около 10 часов ежедневной работы при яркости 400 нит. Эти данные основаны на отраслевой информации, собранной Ассоциацией производителей солнечной энергии, о реальной выработке энергии солнечными панелями в реальных условиях.
Облачные CMS-платформы регулируют яркость с помощью датчиков окружающего света, снижая энергопотребление на 40 % (DOE 2022). Мультитенантные сети позволяют одновременно обновлять прошивку на более чем 500 TOTEM, а интеграция через API со смарт-городскими сетями обеспечивает перераспределение нагрузки в периоды пикового спроса.
Система объединяет светодиодные панели яркостью 2500 нит вместе с высокоэффективными монокристаллическими солнечными элементами, о которых мы говорили, преобразующими солнечный свет в электричество с КПД около 22 %. Эти панели остаются четко видимыми даже при прямом полуденном солнце. Испытания реальных установок показали, что встроенные солнечные массивы сокращают потребление электроэнергии из сети примерно на 40 % — довольно впечатляющий результат. Также стоит отметить, что конструкция включает эффективные системы управления тепловым режимом, обеспечивающие стабильную работу даже при температуре до 50 градусов Цельсия. Одно агентство в Европе внедрило эту технологию для расписания поездов и выяснило, что в дневное время дисплеям практически не требуется резервное питание. Согласно их отчётам, автономность системы в дневное время достигает около 98 % только за счёт естественного освещения.
Модульные панели размером 2'x2' с быстросборным соединением без инструментов позволяют создавать установки площадью от 32 до 320 кв. футов. Каждое устройство потребляет 80 Вт при максимальной яркости и передаёт избыточную солнечную энергию по сети. Время развертывания сокращается на 60 % по сравнению с индивидуальными решениями, а модули можно заменить менее чем за 10 минут — идеально подходит для крупномасштабных городских маршрутов умного города.
Этот дисплей изготовлен с использованием закалённого стекла толщиной 6 мм и антибликовым покрытием, всё это размещено в корпусе с классом защиты от ударов IK10. Устройство способно выдерживать значительные механические воздействия, эквивалентные падению объекта массой 5 кг с высоты 40 см. Это делает его в три раза прочнее по сравнению с обычными моделями IP65, представленными сегодня на рынке. При попытке несанкционированного доступа сразу же срабатывают электромагнитные замки, которые делают экран непрозрачным. Также имеются встроенные датчики частиц, которые автоматически увеличивают охлаждение при повышении уровня загрязнения в определённых районах. Компании, установившие около 150 таких дисплеев по району Синдзюку в Токио, сообщили о резком снижении расходов на техническое обслуживание — примерно на 73 % по сравнению с предыдущим годом.
Нейронные сети анализируют прогнозы погоды, потоки пешеходов и уровень заряда батареи, чтобы динамически регулировать яркость в диапазоне от 800 до 2200 нит, обеспечивая при этом 16 часов бесперебойной работы. Во время испытаний летом в Мадриде система сократила энергопотери на 31% по сравнению с фиксированными графиками затемнения и повысила вовлеченность во время дождливой погоды, усиливая сообщения, когда количество людей, ищущих укрытия, возросло на 22%.
Система сочетает в себе комплект солнечных панелей мощностью 600 Вт и резервное подключение к электросети, что обеспечивает эффективную работу даже в условиях недостаточного количества солнечного света. При благоприятных погодных условиях около семидесяти процентов энергии поступает исключительно от солнца. Дисплей при этом достигает впечатляющего уровня яркости в 1900 нит, потребляя на тридцать пять процентов меньше дополнительной энергии по сравнению с большинством гибридных систем. Первоначальные затраты на самом деле на сорок процентов ниже, чем у премиальных аналогов, представленных на рынке. Окупаемость таких решений была зафиксирована уже через шесть лет на примере дорожных знаков и информационных дисплеев в общественных пространствах города Сан-Паулу.
Город Барселона установил около 72 светодиодных экранов, работающих на солнечной энергии, в транспортных центрах и популярных местах в рамках своего проекта «умного города». Эти дисплеи TOTEM сочетают эффективные солнечные панели с монокристаллической технологией и управляются через облачную платформу. Большинство из них расположены в местах естественного скопления людей — например, на площади Пласа-Каталунья или вдоль оживлённого проспекта Диагональ. В чём заключается их польза? Они отображают актуальное время прибытия автобусов и метро, предстоящие события в округе, а также помогают людям сориентироваться, если они потерялись. Некоторые экраны даже показывают карты с информацией о местных фестивалях или концертах в эти выходные.
| Метрический | До установки | После установки | Улучшение |
|---|---|---|---|
| Годовые затраты на энергию | €86,400 | €54,300 | 37% |
| Выбросы CO2 | 28,1 тонны | 9,7 тонны | 65.5% |
| Отказы дисплеев/месяц | 4.2 | 0.8 | 81% |
Ежемесячная статистика использования показывает около 4,7 миллиона взаимодействий по всей сети, а почти 7 из 10 опрошенных жителей заявили, что эти дисплеи TOTEM чрезвычайно помогают им в повседневной навигации. Система окупилась всего за три с небольшим года благодаря снижению числа посещений туристических информационных центров (на почти 19 %) и экономии почти 290 тысяч евро ежегодно на печатных брошюрах и картах. Крупные производители постоянно ссылаются на этот проект как на реальное подтверждение того, что светодиодные технологии на солнечной энергии хорошо работают даже в городских условиях, где пространство и источники питания могут быть ограничены.
Современные системы интеллектуального управления питанием используют предиктивные алгоритмы для поддержания времени работы 98% в течение нескольких пасмурных дней за счет снижения яркости до 700 нит (с 1500 нит), что уменьшает энергопотребление на 40%, сохраняя при этом читаемость. Эти системы оптимизируют использование энергии на основе текущих запасов и прогнозируемых условий.
Передовые солнечные светодиодные дисплеи оснащаются антистатическими и гидрофобными покрытиями поверхности, что снижает годовые расходы на техническое обслуживание на 12 долларов США/м² (Отчет по техническому обслуживанию наружных дисплеев, 2023). Появляются роботизированные системы очистки, прототипы которых в пустынном климате сохраняют 90% яркости в течение 18 месяцев.
В городах, таких как Осло и Рейкьявик, солнечно-светодиодные дисплеи достигают 76% эффективности зимой за счёт отражающего снега и угла наклона панелей в 180°. Однако потребность в накоплении энергии у них в 3,2 раза выше, чем на экваториальных установках. Новые системы терморегулирования с фазовым переходом помогают северным развертываниям сократить частоту замены аккумуляторов на 50% (журнал Nordic Solar Tech Journal, 2024).
Перовскитные солнечные элементы теперь достигают 29,8% эффективности преобразования — это на 63% выше по сравнению с 2021 годом — что позволяет работать круглосуточно при всего 4 часах дневного солнечного света. В сочетании со светодиодными дисплеями они обеспечивают надежную работу в городских районах с облачной погодой, таких как Лондон и Сиэтл.
Светодиодные дисплеи на солнечных батареях нового поколения поддерживают обновление контента в реальном времени через LPWAN-соединения и потребляют всего 8 Вт во время передачи. Программы пилотного внедрения показали на 38% более высокую вовлечённость, когда контекстная реклама комбинируется с датчиками окружающей среды, контролирующими качество воздуха и уровень шума.
Ожидается, что мировой рынок светодиодных дисплеев на солнечных батареях достигнет 12,3 млрд долларов США к 2028 году благодаря среднегодовому темпу роста в 16,4% при развертывании проектов умных городов (Allied Market Research, 2024). Среди новых инноваций — прозрачное фотоэлектрическое стекло для дисплеев, интегрированных в окна, и самовосстанавливающиеся паяные соединения, продлевающие срок службы изделий до 15 лет и более.
Горячие новости
EN
