Lắp đặt hệ thống đèn năng lượng mặt trời đường nông thôn mới

Lắp đặt hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời cho dự án nông thôn mới giúp chủ động chiếu sáng các tuyến đường liên thôn, liên xã, khu dân cư và những khu vực khó kéo điện lưới. Hệ thống vẫn đảm bảo vận hành ổn định, hiệu suất chiếu sáng tốt. Bài viết dưới đây chia sẻ cách lựa chọn và thiết kế hệ thống đèn đường phù hợp.

1 . Vì sao nên lắp đèn năng lượng mặt trời cho đường nông thôn mới?

Với các dự án nông thôn mới, nhu cầu chiếu sáng trải rộng ở nhiều tuyến đường liên thôn, liên xã, đường nội đồng, khu dân cư mới và các khu vực sản xuất. Trong khi đó, việc kéo điện lưới đến từng vị trí có thể phát sinh nhiều hạng mục đầu tư và gặp khó khăn về địa hình.

Tham khảo: Nên chọn đèn năng lượng mặt trời hay đèn truyền thống?

Đèn đường năng lượng mặt trời là giải pháp đáng cân nhắc, tại các dự án nông thôn mới. 

Giảm phụ thuộc vào điện lưới

Mỗi một bộ đèn sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời riêng để tự tạo điện vào ban ngày và cấp nguồn cho đèn LED vào ban đêm. Mỗi bộ đèn hoạt động độc lập không cần kéo đường dây điện dọc theo toàn tuyến.

Chủ đầu tư có thể triển khai chiếu sang ngay cả khi hạ tầng điện lưới chưa được đầu tư.

Phù hợp các tuyến đường xa khu dân cư

Nhiều tuyến đường nông thôn nằm cách xa trung tâm xã hoặc đi qua khu vực sản xuất, đồng ruộng, kênh mương. Việc kéo điện đến những vị trí này có thể phức tạp và phát sinh thêm chi phí.

Đèn đường năng lượng mặt trời có thể bố trí linh hoạt , miễn sao tấm pin nhận đủ ánh sáng mặt trời để nạp năng lượng.

Tiết kiệm chi phí đầu tư hạ tầng điện

Với hệ thống đèn sử dụng điện lưới, ngoài bộ đèn còn phải đầu tư đường dây, cáp điện, tủ điện, thiết bị bảo vệ và các hạng mục liên quan.

Đối với tuyến đường dài, phần hạ tầng cấp điện có thể làm tăng đáng kể chi phí triển khai.

Chủ động chiếu sáng khi mất điện

Do sử dụng pin lưu trữ thay vì phụ thuộc trực tiếp vào điện lưới, hệ thống vẫn duy trì chiếu sáng dù có sự cố mất điện.

Giảm chi phí trong quá trình vận hành

Nhờ sử dụng nguồn năng lượng lấy từ ánh sáng mặt trời nên không phát sinh chi phí tiền điện hàng tháng. Chi phí vận hành chủ yếu ở việc bảo trì, vệ tinh tấm pin và thay thế các linh kiện hao mòn theo thời gian.

Tuy nhiên, khi đánh giá hiệu quả đầu tư cần tính đến cả chi phí đầu tư ban đầu.

2. Những khu vực nào trong dự án nông thôn mới nên lắp?

Đèn năng lượng mặt trời phù hợp chiếu sáng cho các tuyến đường:

• Các tuyến đường liên thôn, liên xã thường có chiều dài lớn, đi qua nhiều khu dân cư và khu vực cách xa trung tâm.
• Đường dẫn vào khu sản xuất, khu chăn nuôi, trang trại hoặc khu vực canh tác thường nằm ngoài khu dân cư và chưa có hạ tầng điện.
• Các tuyến đường ven kênh mương, hồ nước, khu vui chơi, sân sinh hoạt hoặc các không gian công cộng.
• Chiếu sáng tại cổng làng, sân nhà văn hóa, khu sinh hoạt cộng đồng.
• Các tuyến đường trong thôn, xóm, khu dân cư mới có thể kết hợp thêm.

3. Chọn đèn đường năng lượng mặt trời nào?

Không có một mẫu đèn nào phù hợp cho mọi tuyến đường trong dự án chiếu sáng nông thôn mới. Việc lựa chọn cần dựa trên chiều rộng mặt đường, yêu cầu chiếu sáng, vị trí lắp đặt, chiều cao cột, khoảng cách các cột, loại đèn…

Đèn đường năng lượng mặt trời có 2 loại phổ biến là đèn pin liền và pin rời.

Đèn đường năng lượng mặt trời pin liền

Đèn đường tấm pin liền được tích hợp ngay trên thân đèn, không cần đi dây giữa đèn và tấm pin. Đèn có thiết kế gọn dàng, lắp đặt nhanh, tiết kiệm chi phí chi công.

Nên ưu tiên loại đèn này khi:

• Tuyến đường có mặt bằng thông thoáng, ít cây xanh hoặc công trình che bóng.
• Hướng lắp đặt có thể nhận ánh nắng trực tiếp trong phần lớn thời gian ban ngày.
• Cần hệ thống gọn gàng, ít dây dẫn, thi công nhanh.

Đèn năng lượng mặt trời pin rời

Đèn pin rời sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời tác khỏi thân đèn và kết nối bằng dây dẫn. Ưu điểm lớn nhất là có thể chủ động lựa chọn vị trí đặt tấm pin, nhờ đó phù hợp hơn với những tuyến đường có cây xanh, nhà dân hoặc công trình tạo bóng.

Nên ưu tiên phương án pin rời khi:

• Khu vực lắp đặt có bóng cây hoặc công trình.
• Vị trí đặt đèn không phải là nơi có điều kiện nhận nắng tốt nhất.
• Có thể bố trí tấm pin ở vị trí thông thoáng hơn so với thân đèn.
• Dự án yêu cầu tối ưu khả năng thu năng lượng và thời gian chiếu sáng.

Tham khảo: So sánh đèn năng lượng mặt trời pin liền và pin rời

4. Cách lựa chọn công suất đèn cho đường nông thôn

Để chọn công suất phù hợp, cần xem xét đồng thời các yếu tố sau:

• Chiều rộng mặt đường: Đường càng rộng thì vùng cần chiếu sáng càng lớn, cần đến đèn công suất cao hơn.
• Chiều cao cột đèn: Cột càng cao, ánh sáng có thể bao phủ diện tích rộng hơn nhưng cường độ sáng thấp đi.
• Khoảng cách giữa các cột: Đặt cột quá xa, vùng sáng giữa hai đèn có thể bị thiếu sáng.
• Mật độ giao thông và mục đích sử dụng: Đường có nhiều phương tiện, người đi bộ hoặc nằm trong khu dân cư sẽ có yêu cầu chiếu sáng cao hơn.
• Góc chiếu và phân bố ánh sáng: Yếu tố ảnh hưởng bởi quang thông, kiểu phân bố ánh sáng và góc chiếu.
• Thời gian chiếu sáng mỗi đêm: Thời gian hoạt động phụ thuộc vào công suất tấm pin và pin lưu trữ. Cần đèn có tấm pin công suất bao nhiêu, dung lượng pin lưu trữ bao nhiêu?
• Điều kiện nắng tại khu vực lắp đặt: Tấm pin có bị che khuất không? Hướng và góc đặt tấm pin có phù hợp không?

Công suất tham khảo theo từng nhóm:

• Các tuyến đường nông thôn nhỏ, đường nội thôn hoặc đường trong khu dân cư rộng 3-5m: có thể cân nhắc đèn khoảng 30–80W, kết hợp chiều cao cột 4-5m.
• Đường trục chính xã, đường liên xã hoặc đoạn giao lộ lớn rộng trên 6m: Có thể sử dụng đèn công suất từ 100W+, kết hợp cột đèn cao khoảng 5-7m.

5. Thiết kế hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời nông thôn

Thiết kế hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời đồng bộ từ số lượng đèn, vị trí cột, quang thông, công suất đèn, tấm pin, pin lưu trữ.

Tính toán số lượng đèn và vị trí cột

Xác định chiều dài tuyến đường và khoảng cách dự diện giữa các cột. Có thể tính nhanh:

Số vị trí cột ≈ Chiều dài tuyến đường ÷ Khoảng cách giữa các cột

Ví dụ tuyến đường dài 1000m và dự kiến bố trí cột cách nhau 30m: tương đương 1000÷ 30 ≈ 33,3. Như vậy cần khoảng 34 cột, có thể điều chỉnh theo điều kieenjj vị trí đường giao nhau, khúc cua, cầu, cống, vật cản.

Tính toán tấm pin năng lượng mặt trời

Tấm pin phải tạo đủ năng lượng phù hợp lượng điện mà đèn sử dụng trong mỗi ngày, đồng thời có phần dự phòng cho tổn hao hệ thống và những ngày điều kiện thời tiết không thuận lợi.

Khi tính toán cần xem xét:

• Công suất thực tế của  đèn
• Số giờ chiếu sáng mỗi đêm
• Hiệu suất sạc và hiệu suất toàn hệ thống.
• Số giờ nắng hữu ích tại khu vực.
• Tổn hao do nhiệt độ, dây dẫn, bộ điều khiển và các thiết bị liên quan.
• Mức dự phòng năng lượng mong muốn.

Ví dụ, một đèn 100W hoạt động ở mức công suất này trong 10 giờ sẽ cần khoảng: 100W × 10 giờ = 1.000Wh/đêm.

Tính toán dụng lượng pin lưu trữ

Pin lưu trữ có nhiệm vụ tích điện vào ban ngày và cung cấp năng lượng cho đèn vào ban đêm. Dung lượng pin cần đáp ứng thời gian chiếu sáng và mức dự phòng mà dự án yêu cầu.

Cách tính cơ bản: Năng lượng cần lưu trữ = Công suất tải × Thời gian hoạt động

Ví dụ, với đèn 100W hoạt động 10 giờ/đêm: 100 × 10 = 1.000Wh

Nếu sử dụng hệ thống DC 24V, dung lượng lý thuyết tương đương: 1.000Wh ÷ 24V ≈ 41,7Ah.

Xác định chiều cao và khoảng cách cột đèn

Có thể bố trí cột theo nhiều phương án:

• Một bên đường: phù hợp với tuyến đường hẹp hoặc điều kiện mặt bằng hạn chế.
• Hai bên đối diện: phù hợp với đường rộng hơn, cần tăng khả năng phủ sáng.
• Hai bên so le: giúp phân bố ánh sáng đều hơn trên một số mặt cắt đường.

Xác định hướng và góc nghiêng tấm pin

Tấm pin cần được đặt tại vị trí có khả năng nhận ánh áng tốt trong phần lớn thời gian ban ngày. Khi khảo sát cần kiểm tra cây xanh, nhà ở, cột điện hoặc công trình có thể tạo bóng lên tấm pin.

Đối với hệ thống sử dụng tấm pin rời, có thể linh hoạt lựa chọn vị trí đặt tấm pin để tránh vật cản và tối ưu khả năng tiếp nhận ánh sáng. Với đèn pin liền, vị trí cột phải đồng thời đáp ứng cả yêu cầu chiếu sáng và yêu cầu thu năng lượng mặt trời.

Góc nghiêng và hướng đặt tấm pin cần được xác định theo vị trí địa lý, thiết kế tấm pin và điều kiện thực tế của công trình thay vì áp dụng một góc cố định cho mọi khu vực.

Thiết kế sơ bộ tuyến đường dài 1km

Giả sử dự án có:

• Chiều dài tuyến: 1.000 m
• Chiều rộng mặt đường: 5 m
• Cách bố trí: một bên đường
• Công suất đèn tham khảo: 100W
• Thời gian chiếu sáng: 10 giờ/đêm

Số vị trí cột có thể ước tính khoảng 34 bộ đèn sau khi điều chỉnh điểm đầu và cuối tuyến. 

Nhu cầu năng lượng lý thuyết của toàn bộ hệ thống trong một đêm: 34 × 100W × 10 giờ = 34.000Wh/đêm, tương đương khoảng 34 kWh/đêm ở điều kiện giả định đèn hoạt động đủ 100W trong toàn bộ thời gian.

6. Quy trình lắp đặt đèn năng lượng mặt trời cho đường nông thôn mới

Quy trình thi công, đảm bảo đèn có đủ năng lượng và chiếu sáng đúng phạm vi yêu cầu:

6.1. Khảo sát hiện trạng tuyến đường

Trước khi thiết kế, cần khảo sát toàn bộ tuyến đường dự kiến lắp đặt để xác định:

• Chiều dài và chiều rộng mặt đường.
• Kết cấu, địa hình và điều kiện nền đất.
• Các vị trí giao nhau, khúc cua, cầu, cống.
• Khu dân cư và khu vực có nhu cầu chiếu sáng cao.
• Vị trí có thể thi công móng và dựng cột.
• Khả năng tiếp cận để vận chuyển thiết bị và thi công.

Kết quả khảo sát là cơ sở để xác định số lượng cột, vị trí lắp đặt và phương án thi công.

6.2. Khảo sát bức xạ và vật cản ánh sáng

Đối với hệ thống solar, cần khảo sát riêng điều kiện nhận nắng tại từng khu vực. Cây xanh, nhà ở, công trình hoặc địa hình cao có thể tạo bóng lên tấm pin, làm giảm khả năng nạp điện.

Cần kiểm tra:

• Mức độ thông thoáng của vị trí đặt tấm pin.
• Hướng nắng trong ngày.
• Cây xanh và công trình có khả năng che bóng.
• Khả năng đặt tấm pin theo hướng và góc phù hợp.

6.3. Lập phương án bố trí cột đèn

Khoảng cách giữa các cột cần được tính toán dựa trên chiều rộng đường, chiều cao cột, công suất và quang học của đèn, không nên chỉ lấy một khoảng cách cố định.

Phương án cũng cần xác định cách bố trí:

• Một bên đường.
• Hai bên đối diện.
• Hai bên so le.

Đồng thời đánh dấu các vị trí cần ưu tiên ánh sáng như nút giao, đường cong, khu dân cư hoặc khu vực công cộng.

6.4. Xác định cấu hình thiết bị

Sau khi có phương án bố trí cột, tiến hành lựa chọn đồng bộ các thành phần của hệ thống:

• Đèn LED năng lượng mặt trời.
• Tấm pin năng lượng mặt trời.
• Pin lưu trữ.
• Bộ điều khiển.
• Cột và tay đèn.
• Móng cột, bulông và phụ kiện.
• Dây dẫn, đầu nối và thiết bị bảo vệ nếu cấu hình yêu cầu.

Công suất đèn, tấm pin và dung lượng pin phải được tính toán theo cùng một hệ thống. Không nên chọn đèn trước rồi ghép tấm pin và pin lưu trữ theo cảm tính.

6.5. Thi công móng và dựng cột

• Căn cứ bản vẽ thiết kế, tiến hành xác định tim cột, đào và thi công móng theo điều kiện nền đất cũng như yêu cầu tải trọng của cột.
• Sau khi bê tông đạt yêu cầu, tiến hành dựng cột và cố định bằng bulông móng.
• Cột cần được kiểm tra độ thẳng, độ chắc chắn và cao độ trước khi lắp thiết bị.

6.6. Lắp đèn và tấm pin

• Sau khi cột được dựng ổn định, tiến hành lắp bộ đèn, tấm pin và các phụ kiện theo cấu hình thiết kế.
• Tấm pin cần được đặt đúng hướng và góc nghiêng đã tính toán.
• Với đèn pin rời, cần kiểm tra thêm khoảng cách và tuyến dây từ tấm pin đến bộ điều khiển/đèn.

6.7. Đấu nối, cài đặt chế độ hoạt động

• Tiến hành đấu nối các thành phần theo sơ đồ của nhà sản xuất
• Cài đặt các chế độ hoạt động theo yêu cầu dự án: thời gian bật tắt, điều chỉnh tăng giảm sáng,…

7. Chi phí lắp đặt hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời

Để dự toán chi phí lắp đặt hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời cho dự án nông thôn mới, bạn có thể tham khảo:

Chi phí bộ đèn đường năng lượng mặt trời

Giá bán bộ đèn đường năng lượng mặt trời:

• Đèn công suất nhỏ 30–60W: khoảng 3 – 5 triệu đồng/bộ.
• Đèn 80–100W: khoảng 4 – 7 triệu đồng/bộ.
• Đèn 120–150W: khoảng 5 – 9 triệu đồng/bộ.
• Đèn 200W hoặc cấu hình cao: khoảng 7 – 12 triệu đồng/bộ hoặc cao hơn.

Chi phí cột và móng

Cột đèn thường có chiều cao khoảng 6–10 m tùy tuyến đường và phương án chiếu sáng. Chi phí tham khảo:

• Cột + tay đèn: khoảng 1,5 – 4 triệu đồng/cột.
• Móng cột + bulông: khoảng 0,8 – 2 triệu đồng/cột.

Như vậy, riêng phần cột và móng có thể cần khoảng 2,3 – 6 triệu đồng/vị trí.

Chi phí nhân công lắp đặt

Nhân công bao gồm các công việc như dựng cột, lắp đèn, lắp tấm pin, đấu nối, cài đặt và kiểm tra hệ thống.

Có thể dự toán khoảng 500.000 – 1,5 triệu đồng/bộ đèn đối với điều kiện thi công thông thường.

Nếu tuyến đường nằm ở khu vực khó tiếp cận, địa hình phức tạp hoặc phải sử dụng máy móc hỗ trợ dựng cột thì chi phí nhân công có thể cao hơn.

Chi phí vận chuyển

Chi phí vận chuyển phụ thuộc vào khoảng cách từ nhà bán đến công trình và số lượng thiết bị. Khi mua hàng tại HALEDCO, khách hàng được miễn phí vận chuyển bán kính 10Km nội thành.

Chi phí khảo sát và thiết kế

Chi phí khảo sát, thiết kế có thể khoảng 5 – 15 triệu đồng/dự án, tùy chiều dài tuyến, số lượng cột và mức độ chi tiết của hồ sơ.

Với những dự án đơn giản, khi mua tại HALEDCO sẽ được đội ngũ kỹ thuật tư vấn thiết kế.

Chi phí bảo trì, thay thế

Trong quá trình vận hành, hệ thống cần được kiểm tra định kỳ để bảo trì. Có thể dự trù khoảng 2-5% giá trị thiết bị mỗi năm cho công tác bảo trì, kiểm tra và sửa chữa.

Ví dụ dự toán sơ bộ cho tuyến đường 1 km, sử dụng 34 bộ đèn đường NLMT 100W:

Như vậy, HALEDCO đã chia sẻ giải pháp chiếu sáng đèn đường năng lượng mặt trời cho dự án nông thôn mới. Nếu có bất cứ thắc mắc hay cần tư vấn xin liên hệ HALEDCO theo Hotline: 0332599699.