태양광 IoT 저탄소 조명 – 톈진 해양과학공원 빈하이 경관

탄소 정점화와 탄소 중립이라는 '이중 탄소 목표'는 중국의 장기적인 국가 기본 정책이자 구체적이고 현실적인 계획입니다. 도시 조명 부문에서 저탄소 에너지 효율성과 제로 탄소 및 탄소 저감 기술을 달성하는 것은 미래 도시 조명 개발에서 피할 수 없는 추세를 나타냅니다. 이는 주민의 건강한 삶뿐만 아니라 지구 자연환경, 전 세계적으로 국가의 경제 안보 시스템과도 관련이 있습니다.

그렇다면 어떻게 하면 친환경적인 조명 환경을 조성하고 탄소 배출량을 줄이거나 나아가 탄소 배출 제로의 도시 조명을 실현할 수 있을까요?

종합적인 스마트 도시 조명 솔루션 제공업체인 산싱 조명(Sanxing Lighting)은 톈진 도시 조명 개선 및 재정비 프로젝트인 해양과학공원 빈하이 경관 조명 프로젝트에서 태양 신에너지를 최대한 활용하고 기술을 통해 탄소 중립 및 지속가능발전목표(Dual Carbon Goals) 달성을 지원했습니다. 도시 조명 분야의 탄소 제로 기술 개척에 앞장서며, 친환경적이고 건강한 도시 조명 환경 조성에 또 하나의 성공 사례를 만들어냈습니다.

톈진 해양과학공원 프로젝트에서 산싱 조명은 관련 당사자들과 긴밀히 협력하여 고객의 요구와 도시 개발 개념을 심층적으로 이해했습니다. 프로젝트의 주요 조명 기구로 태양광 발전 스마트 정원등 "민들레"를 선정하여, 태양 에너지를 활용하고 케이블 매설이 필요 없도록 했습니다. 이는 탄소 배출량 감소 및 친환경 조명 환경 조성이라는 기술적 이점을 부각하고, 주변 거주자들의 이동 환경을 개선하며, 도시의 친환경 발전에 기여합니다.

산싱 조명의 태양광 스마트 정원등 "민들레"를 예로 들어 태양광 신에너지 및 도시 스마트 조명 분야에서의 장점을 자세히 설명하겠습니다.

높은 광 변환 효율

태양광으로 작동하는 스마트 정원등 "민들레"는 단결정 실리콘 태양광 패널을 장착하여 다결정 실리콘 패널에 비해 광 변환 효율(최대 18%)이 높고 수명이 길어 비용 효율성이 뛰어납니다.

생산 기술 측면에서, 단결정 실리콘 패널은 먼저 실리콘 웨이퍼에 도핑 및 확산 공정을 거칩니다. 일반적으로 미량의 붕소, 인, 안티몬 및 기타 미량 원소가 첨가됩니다. 확산 공정은 석영관으로 만들어진 고온 확산로에서 진행되며, 실리콘 웨이퍼에 P/N 접합부를 형성합니다. 그런 다음, 스크린 인쇄 방식을 사용하여 준비된 은 페이스트를 웨이퍼에 도포하여 격자선을 만듭니다. 소결 후, 후면 전극이 동시에 형성됩니다. 격자면에는 반사 방지 코팅이 적용되어 실리콘 웨이퍼의 매끄러운 표면에서 반사되는 광자를 최소화하고, 광 에너지 손실을 최소화하여 광 변환 효율을 높입니다. 단결정 실리콘 소재는 우주 정거장의 태양광 패널에도 사용됩니다.

둘째로, 태양광 패널은 강화 유리와 EVA 소재로 밀봉되어 먼지 축적을 방지하고 높은 광 투과율을 보장하여 광 변환 효율에 대한 더욱 높은 수준의 보증을 제공합니다.

안정적인 충전 및 방전 효율

충방전 효율 및 안정성은 배터리 소재의 특성에 따라 달라집니다. 태양광 스마트 정원등 "민들레"는 리튬 배터리를 탑재하여 저온 방전 용량, 충전 효율 및 에너지 밀도에서 탁월한 성능을 제공합니다.

• 폭넓은 온도 적응성: 중국은 광활한 영토를 가지고 있으며 지역 및 계절에 따라 상당한 온도 차이가 있습니다. 고온 저항성을 우선시하는 리튬 인산철 배터리와 비교하여, 태양광 스마트 정원등 "민들레"에 사용된 리튬 배터리는 고온 환경은 물론 고위도 지역이나 내륙 지역의 겨울철에도 안정적인 출력을 보장하며, -15℃에서 +50℃에 이르는 우수한 저온 방전 성능을 자랑합니다.

• 높은 충전 효율 충전 효율 성능은 정전류 충전 용량과 전체 배터리 용량의 비율, 즉 정전류비에 크게 좌우됩니다. "민들레"는 높은 정전류비를 자랑하며, 이는 곧 높은 충전 효율로 이어집니다.

• 높은 에너지 밀도: 배터리의 에너지 밀도는 배터리의 에너지 저장 용량을 직접적으로 결정합니다. 일반적인 리튬 인산철 배터리는 약 150Wh/kg에 불과하지만, "민들레"에 사용된 리튬 배터리는 265Wh/kg에 달합니다. 동일한 햇빛 조건에서 "민들레"는 더 큰 에너지 저장 용량을 제공합니다. 산싱 조명의 스마트 컨트롤러와 함께 사용하면 흐린 날씨나 햇빛이 없는 조건에서도 3~7일 동안 정상 작동이 가능합니다.

긴 수명 태양광 조명 기구의 수명은 주로 태양광 패널과 배터리에 따라 결정됩니다. 태양광 스마트 정원등 "민들레"는 단결정 실리콘 패널과 리튬 배터리 모두에서 독보적인 기술적 장점을 갖추고 있어 긴 수명을 보장합니다.

• 첫째, "민들레"의 단결정 실리콘 패널은 열화 속도가 매우 느려 최대 20년까지 사용할 수 있는 뛰어난 내노화 성능을 자랑합니다. 또한, 탁월한 방열 성능은 수명 연장에 더욱 기여합니다.

그렇다면 이는 시간이 지남에 따른 전력 유지에 어떤 의미를 가질까요? 예를 들어, 20년 후 단결정 실리콘 패널과 다결정 실리콘 패널의 전체 광 변환 효율은 약 12% 정도 차이가 납니다.

• 리튬 배터리의 긴 수명 "민들레"에 사용된 리튬 배터리는 8~10년의 수명을 자랑합니다. 이처럼 내구성이 뛰어난 이유를 이해하려면 먼저 리튬 배터리의 수명에 영향을 미치는 요소를 알아야 합니다.

리튬 배터리의 수명은 충방전 사이클과 관련이 있습니다. 충방전 사이클이란 배터리를 0%에서 100%까지 충전한 후 다시 0%까지 방전하는 완전한 과정을 말합니다. 이러한 사이클이 한 번 완료될 때마다 배터리 용량은 조금씩 감소합니다. 즉, 리튬 배터리의 수명은 충전 횟수가 아니라 충방전 사이클 자체에 의해 단축됩니다. 배터리가 완전히 방전되기 전에 충전하는 것은 완전한 사이클로 간주되지 않고, 단지 하나의 충방전 루프일 뿐입니다. 완전한 사이클은 이러한 루프들의 누적 방전 에너지가 하나의 완전한 충방전 사이클 에너지에 도달했을 때 비로소 완료됩니다.

"민들레" 리튬 배터리의 뛰어난 충방전 효율과 높은 에너지 밀도를 고려하면, 이 배터리가 왜 그렇게 긴 수명을 자랑하는지 쉽게 이해할 수 있습니다.

스마트 조명

태양광으로 작동하는 스마트 정원등 "민들레"는 첨단 스마트 컨트롤러를 탑재하여 계절, 보행자 통행량, 일조량 등 다양한 요인에 따라 조명 시간, 밝기, 에너지 저장 시스템을 자동으로 조절합니다. 예를 들어, 초저녁에는 30% 밝기로 작동하고, 완전히 어두워지면 80~100%로 밝기를 높이며, 비가 계속 내리는 날씨에는 50% 이하로 밝기를 제한합니다. 이를 통해 필요한 조명을 제공하면서 에너지 소비를 줄이고 탄소 배출량도 감소시킵니다.

또한, 태양광 스마트 컨트롤러는 충방전 전력 조절, 과열 보호, 외부 온도 감지, 인체 감지 등의 지능형 기능을 갖추고 있어 스마트 도시 조명에 안정적인 하드웨어 지원을 제공합니다.

기술이 이중 탄소 배출을 가능하게 하다: 도시 저탄소 조명을 위한 태양광 IoT

태양광 패널, 배터리, 컨트롤러, 가로등 기둥, 광원 등은 도시의 저탄소 조명을 구현하기 위한 하드웨어 기반을 이룹니다. 그러나 이러한 단말 장치들을 최적의 조합으로 관리하고 운영하여 출력을 생성하고 활용할 수 있도록 하는 것은 소프트웨어 플랫폼의 기능적 범위에 속합니다.

산싱 라이팅 태양광 가로등 관리 SaaS 플랫폼

사물인터넷(IoT), 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 인공지능(AI) 등의 신기술을 기반으로 구축된 산싱 라이팅(Sanxing Lighting) 태양광 가로등 관리 SaaS 플랫폼은 광범위하게 설치된 태양광 가로등의 원격 스마트 설치, 운영 관리 및 유지보수를 지원합니다. 이 플랫폼은 다중 사용자 애플리케이션 격리 및 다단계 사업 영역 확장을 지원하며, 데이터 수집, 분류, 구조화된 저장, 데이터 검색 및 사용 분석을 포함한 유연하고 효율적인 데이터 관리 기능과 맞춤형 분석 보고서를 제공합니다.

모듈형 비즈니스 설계를 통해 유연한 오케스트레이션을 구현하는 이 플랫폼은 산업 애플리케이션의 빠른 개발 요구 사항을 충족합니다. 이 플랫폼을 통해 단일 또는 그룹 가로등에 대한 관리, 제어, 매개변수 설정, 상태 모니터링, 데이터 통계 분석, 시스템 관리 및 정책 발행과 같은 기능을 수행할 수 있습니다.

• 지능적이고 정밀한 운영 및 유지보수 기술: 원클릭 정밀 내비게이션(오프라인 + 비조명 환경), 지도상 고장 분포 표시, 유지보수 점검 기능을 통해 운영 및 유지보수 품질과 관리 효율성을 향상시키고 비용을 절감합니다.

• 다차원 맞춤형 보고서 기능: 건설 및 보고 프로세스의 전체 프로세스를 모니터링합니다. 지역, 보고자, 권한 등의 조건에 따라 다양한 보고서를 유연하게 생성할 수 있어 사용자가 다각적이고 역동적인 분석을 통해 문제를 적시에 파악하고 해결할 수 있도록 지원합니다.

• 빅데이터 시각화 분석 및 보고 기능은 고장 분석 보고서, NB 신호 분배, 장비 작동 상태 분석 등 다양한 차원의 서비스 제품을 생성합니다. 이를 통해 심층적인 데이터 분석과 다차원적이고 정교한 통계 분석이 가능합니다.

• 일괄 장치 운영 기능: 사용자가 직접 장치 그룹을 생성하고, GIS를 통해 영역을 선택하고, (읍/면/지역별) 그룹을 추가하여 일괄 장치 운영 및 원격 업그레이드를 지원함으로써 탁월한 사용자 경험을 제공합니다.

• 정책 관리 기능: 그룹 기반, 개별 또는 예약 정책 발급을 통해 개별 장치 또는 장치 그룹에 정책을 발급할 수 있어 효율성을 향상시키고 관리를 용이하게 합니다.

또한, 산싱 라이팅의 태양광 가로등 관리 SaaS 플랫폼은 모바일 앱 서비스와 함께 제공되어 사용자가 언제 어디서든 손쉽게 플랫폼을 관리할 수 있습니다.