Người dùng gặp phải những điểm khó chịu lớn nhất nào với đèn tường năng lượng mặt trời?

Vấn Đề Tuổi Thọ Pin Và Thời Gian Hoạt Động Trong Điều Kiện Thực Tế

Tuổi Thọ Pin Ngắn Và Sự Không Phù Hợp Giữa Thời Gian Chiếu Sáng Quảng Cáo So Với Thực Tế

Rất nhiều người cảm thấy thất vọng khi đèn năng lượng mặt trời lắp tường của họ chỉ hoạt động khoảng một nửa thời gian so với những gì quảng cáo đưa ra. Các bài kiểm tra được thực hiện trong phòng thí nghiệm dưới điều kiện "lý tưởng" không phản ánh đúng thực tế ngoài trời. Những chiếc đèn hứa hẹn chiếu sáng từ 8 đến 12 giờ thường bắt đầu mờ dần chỉ sau 4 hoặc 5 giờ, đặc biệt là khi cảm biến chuyển động liên tục bật tắt chúng suốt buổi tối. Tại sao lại như vậy? Thực tế, phần lớn các nhà sản xuất thử nghiệm sản phẩm này trong môi trường kiểm soát, nơi không có bóng râm che khuất tấm pin, ánh nắng chiếu đều cả ngày và nhiệt độ luôn ổn định. Tuy nhiên, những điều kiện này gần như không tồn tại ở sân sau hay lối vào xe thực tế, nơi cây cối tạo bóng vào những thời điểm nhất định, những ngày nhiều mây khá phổ biến và không khí ban đêm lạnh hơn so với nhiệt độ ban ngày.

Suy giảm pin do dao động nhiệt độ và chu kỳ sạc

Các pin lithium-ion thường bị mất khoảng 20% tổng dung lượng chỉ sau 18 tháng khi tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ thông thường trên 30 độ Fahrenheit giữa -1 độ C và 29 độ C. Vấn đề trở nên nghiêm trọng hơn trong thời tiết nóng vì các hóa chất bên trong bị phân hủy nhanh hơn. Nhiệt độ lạnh cũng không tốt hơn; ở dưới điểm đóng băng, các loại pin này gặp khó khăn trong việc sạc đầy đúng cách, đôi khi làm giảm hiệu suất sạc từ 35 đến 40 phần trăm so với mức ở nhiệt độ phòng bình thường. Và mỗi lần chúng ta xả và sạc lại trong quá trình sử dụng hàng ngày, tuổi thọ của pin lại tiếp tục rút ngắn. Ở những nơi có điều kiện thời tiết trung bình, khoảng một nửa phần trăm dung lượng biến mất sau mỗi chu kỳ sạc đầy. Nhưng tình hình trở nên rất tệ ở những vùng khí hậu khắc nghiệt, nơi tổn thất có thể lên tới gần 0,8% mỗi chu kỳ, nghĩa là pin không kéo dài được lâu như mong đợi trước khi cần phải thay thế.

Phân tích tranh cãi: Pin không thể thay thế trong đèn tường năng lượng mặt trời

Khi pin được bịt kín bên trong thiết bị, người dùng cuối cùng phải thay cả bộ sản phẩm sau vài năm dù các tấm pin năng lượng mặt trời và đèn LED vẫn hoạt động tốt. Cách tiếp cận này đã vấp phải nhiều chỉ trích vì đi ngược lại những nỗ lực hướng tới tính bền vững. Theo các cuộc khảo sát gần đây, khoảng bảy trong số mười người tiêu dùng muốn có loại pin có thể tự thay thế. Các nhà sản xuất cho rằng việc cố định pin vĩnh viễn giúp tăng khả năng chống nước và giảm chi phí ban đầu từ khoảng 15% đến thậm chí 20%. Chắc chắn rằng mức giá thấp hơn ban đầu trông hấp dẫn khi thanh toán, nhưng về lâu dài, người dùng nhận thấy họ phải chi gấp ba lần tổng cộng, đồng thời góp phần đáng kể vào lượng rác thải điện tử ngày càng chất cao tại các bãi chôn lấp trên cả nước.

Hiệu suất kém trong điều kiện ánh sáng yếu và thời tiết xấu

Hiệu suất Sạc và Hiệu suất Tấm Năng lượng Mặt trời trong Điều kiện Ánh sáng Yếu

Theo Solar Reviews từ năm ngoái, các đèn tường chạy bằng năng lượng mặt trời sạc chậm hơn khoảng 15 đến 40 phần trăm khi trời nhiều mây so với khi nắng. Nhiều công ty quảng cáo sản phẩm của họ hoạt động tốt ngay cả những ngày u ám, nhưng phần lớn hệ thống lắp đặt tại nhà vẫn sử dụng tế bào silicon đa tinh thể. Loại này xuất hiện ở khoảng 7 trên 10 hệ thống dân dụng thực tế. Vấn đề là gì? Chúng gặp khó khăn trong việc chuyển đổi ánh sáng khuếch tán thành điện năng, chỉ đạt hiệu suất chuyển đổi dưới 10 phần trăm trong điều kiện tốt nhất. Vậy thực tế xảy ra điều gì? Bốn giờ đồng hồ dài trời âm u có thể chỉ cung cấp cho hộ gia đình khoảng nửa giờ chiếu sáng sau khi trời tối. Điều này gây ra vấn đề thực tế đối với những người mong đợi ánh sáng ổn định trong suốt mùa đông hoặc trong các giai đoạn mưa thường xuyên.

Độ Sáng Giảm và Tắt Sớm Trong Các Giai Đoạn Mưa U Ám Kéo Dài

Thực tế là hầu hết các hệ thống chiếu sáng ngoài trời bắt đầu mất ánh sáng sau chỉ hai ngày mây liên tiếp. Khi pin cạn, hệ thống này có phần mềm tích hợp để giảm độ sáng từ 30% xuống gần 80% khi phát hiện mức sạc giảm xuống dưới một nửa công suất. Nhưng hầu như không ai nói với khách hàng về tính năng làm mờ tự động này. Chuyện gì xảy ra tiếp theo? Ánh sáng sẽ tối sớm hơn nhiều so với dự kiến khi thời tiết xấu kéo dài trong nhiều ngày. Theo nghiên cứu gần đây của Liên minh năng lượng tiêu dùng, gần 2/3 người sở hữu đèn này gặp vấn đề khi chúng bị hỏng trong mùa mưa mà chúng ta đều sợ.

Tác động của sự thay đổi ánh sáng mặt trời theo mùa đối với đèn tường năng lượng mặt trời

Các mô hình cao cấp được trang bị pin LiFePO4 cung cấp khả năng giữ điện tích tốt hơn 18% trong thời tiết lạnh hơn lithium-ion tiêu chuẩn (NREL 2022), tuy nhiên chỉ có 12% đèn tường mặt trời hiện tại sử dụng hóa học bền hơn này do chi phí sản xuất cao hơn.

Không đủ độ sáng và mối quan tâm về chất lượng đèn LED

Ánh sáng mờ hoặc yếu Không có nhu cầu an toàn và môi trường ngoài trời

Hầu hết đèn tường năng lượng mặt trời không đủ để cung cấp đủ ánh sáng cho mục đích an ninh hoặc chiếu sáng khu vực chung xung quanh nhà. Theo nghiên cứu được công bố năm ngoái, gần 1/3 các mẫu rẻ hơn chỉ có thể hoạt động dưới 300 lumen liên tục, điều này không đủ để chiếu sáng các bậc thang hoặc làm thay đổi trong việc lôi kéo những kẻ xâm nhập tiềm năng. Những gì các nhà sản xuất tập trung vào là đèn có thể bật được bao lâu hơn là chúng sáng đến mức nào. Kết quả là gì? Những điểm mờ, lạnh thay vì một vùng phủ sóng tốt đẹp. Hãy đi vào những lối vào nơi mà mọi người cần khoảng 600 lumen để đi bộ an toàn vào ban đêm. Hầu hết đèn mặt trời bình thường chỉ đạt 300 lumen ở đó, khiến mọi người phải vấp ngã trong bóng tối.

Các lỗi LED do quá nóng hoặc chất lượng thành phần kém

Khoảng 38 phần trăm đèn tường chạy bằng năng lượng mặt trời bị ảnh hưởng bởi căng thẳng nhiệt, dựa trên các thử nghiệm độ bền gần đây được thực hiện vào năm 2024. Khi đèn LED chạy trong các khoang nhiệt độ vượt quá 140 độ F, chúng có xu hướng mất khoảng 15 đến 20% lượng ánh sáng mỗi năm bởi vì nhiệt không thoát ra đúng cách. Mọi thứ trở nên tồi tệ hơn khi các nhà sản xuất sử dụng các thùng thu nhiệt không đủ kích thước cùng với các khớp hàn không đáng tin cậy mà chúng ta đã thấy trước đây. Kết quả là gì? Nhiều đèn này bắt đầu mờ đi sớm hơn dự kiến. Một số mẫu thực sự giảm xuống một nửa độ sáng chỉ trong vòng 18 tháng sau khi lắp đặt. Nhìn vào lý do tại sao điều này xảy ra chỉ ra chính xác các biện pháp cắt giảm chi phí. Thay vì các vật liệu thích hợp, các công ty thường chọn khung nhôm không anodized và tụ chỉ được thiết kế cho môi trường 85 độ C, trong khi các sản phẩm này thường kết thúc được lắp đặt ở những nơi nhiệt độ thường xuyên đạt trên 105 độ C.

Nghịch lý ngành: Đơn yêu cầu ánh sáng cao so với đầu ra ánh sáng đo

FTC cho phép các nhà sản xuất thoát khỏi sự khác biệt 20% trong tuyên bố công suất ánh sáng, mà họ chắc chắn tận dụng. Nhưng khi người ta thử nghiệm những đèn mặt trời này trong điều kiện thực tế, khoảng 7 trong số 10 thậm chí không đạt được những gì được hứa trên hộp, đôi khi lại không đạt được tới 2/3 theo dữ liệu của Trung tâm Nghiên cứu Ánh sáng năm ngoái. Nhiều công ty chỉ khoe mình sáng như thế nào ngay sau khi bật chúng trong khoảng một giờ thay vì nói với khách hàng những gì xảy ra trong suốt đêm. Đó là một thứ khá lừa đảo cho những người muốn ánh sáng ổn định trong suốt những giờ tối. Và có một nhược điểm thực sự với vấn đề thông tin sai lệch này. Các ngôi nhà dựa vào những đèn mặt trời hiệu suất yếu này cuối cùng có gần một phần tư số lần đi bộ và rơi xuống vỉa hè so với các ngôi nhà có hệ thống chiếu sáng dây thông thường, theo kết quả của Hội đồng An toàn Nhà được công bố đầu năm nay.

Những thách thức về độ bền: Chống khí hậu và sự sống lâu của vật liệu

Hư hại do nước và vấn đề chống thấm trong các thiết bị ngoài trời

Nhiều sản phẩm được xếp hạng IP65, nhưng theo Báo cáo Ánh sáng ngoài trời năm 2024, khoảng 2/3 trong số đó bị hỏng sớm vì nước xâm nhập vào bên trong. Vấn đề thường là do các chất làm kín kém chất lượng nơi các bộ phận nhà kết nối với nhau và nơi các dây cáp đi vào đơn vị. Khi nhiệt độ tăng xuống trong suốt cả ngày, vật liệu mở rộng và co lại, cuối cùng tạo ra những khoảng trống nhỏ để cho nước ẩm vào. Khi điều này xảy ra, ngưng tụ tích tụ bên trong và bắt đầu ăn mòn mạch điện. Loại thiệt hại này dẫn đến sự cố hoạt động sớm hơn nhiều so với dự kiến, ngay cả đối với đèn được cho là được bảo vệ dưới mái hiên hoặc các lớp phủ khác.

Sự phân hủy vật liệu do phơi nhiễm tia UV và nhiệt độ cực cao

Hầu hết các vỏ polymer và các bộ phận gắn của chúng bắt đầu mất độ linh hoạt khoảng 12 đến 18 tháng sau khi tiếp xúc với tia UV. Các xét nghiệm cho thấy khoảng 40% sẽ thực sự cho thấy dấu hiệu vàng hoặc nứt khi được đặt trong những điều kiện thời tiết tăng tốc mà các phòng thí nghiệm sử dụng. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới mức đóng băng, những loại nhựa này trở nên mong manh hơn và dễ bị vỡ hoàn toàn. Mặt khác, nhiệt độ sa mạc dữ dội có thể làm biến dạng các vật liệu tương tự theo thời gian. Thật là hơi lạ vì công nghệ tấm pin mặt trời thường kết hợp các vật liệu chống tia cực tím để bảo vệ. Tuy nhiên, nhiều công ty vẫn gắn các vỏ nhựa dễ bị tổn thương này mà không cần bất kỳ điều trị nào, tạo ra các vấn đề đáng tin cậy nghiêm trọng trên đường cho các thiết bị được thiết kế để tồn tại trong nhiều thập kỷ ngoài trời.

Trục trặc cảm biến và hoạt động không nhất quán

Chất trục cảm biến chuyển động do hiệu chuẩn kém hoặc can thiệp thời tiết

Khoảng 40% đèn tường năng lượng mặt trời bắt đầu gặp vấn đề với cảm biến chuyển động chỉ sau 2 năm sử dụng. Những kẻ phạm tội chính? Các yếu tố môi trường chủ yếu. Lượng ẩm vào trong từ mưa hoặc độ ẩm cộng với cài đặt độ nhạy không chính xác là những vấn đề phổ biến theo một nghiên cứu gần đây năm 2023 về hệ thống năng lượng tái tạo. Những cảm biến này thường hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ từ -15 độ C đến 45 độ C, nhưng chúng bị hỏng khá nhanh khi nhiệt độ vượt quá giới hạn này hoặc có sự tích tụ ngưng tụ bên trong khoang. Khi điều này xảy ra, mọi người hoặc nhận được báo động sai liên tục vào ban đêm hoặc tệ hơn, không cảnh báo gì khi ai đó thực sự đến gần. Cả hai tình huống đều làm cho các tính năng bảo mật được cho là thông minh hoàn toàn vô dụng để bảo vệ tài sản và đảm bảo sự yên bình xung quanh nhà.

Chất lượng của các bộ cảm biến ánh sáng bị lỗi

Khi pin quang tử hỏng, mọi người sẽ bị đèn cháy cả ngày khi chúng không nên bật, hoặc tệ hơn, không có ánh sáng nào cả sau khi trời tối. Bụi và phấn hoa tích tụ theo thời gian thực sự làm rối tung hiệu quả hoạt động của các cảm biến, làm giảm độ chính xác của chúng khoảng 30 đến 60 phần trăm mỗi năm. Và các cảm biến rẻ tiền? Chúng chỉ không thể đọc được ánh sáng xung quanh đúng cách hầu hết thời gian. Các thử nghiệm thực địa cho thấy khoảng 28% trong số đó thậm chí sẽ không bật khi mây lăn một phần. Tất cả những việc này làm cạn kiệt pin nhanh hơn dự kiến và khiến mọi người mất niềm tin vào bất kỳ hệ thống chiếu sáng tự động nào.

Các mô hình ánh sáng không nhất quán hoặc nhấp nháy ảnh hưởng đến sự tin tưởng của người dùng

Pin cũ có xu hướng làm rối loạn sự ổn định điện áp, dẫn đến những ánh sáng chớp nhoáng khó chịu và độ sáng không nhất quán mà rất nhiều người phàn nàn về những ngày này. Khoảng 1/3 người thực sự báo cáo vấn đề này. Khi nói đến đèn LED được điều khiển bằng công nghệ PWM, bất cứ thứ gì trên 90Hz sẽ bắt đầu trông không ổn định với hầu hết các mắt, ngay cả khi đầu ra ánh sáng thực tế vẫn khá giống nhau trên giấy. Vấn đề là, bộ não của chúng ta không nhìn thấy nó theo cách đó. Mọi người chỉ nhận thấy mọi thứ tối hơn khi có sự nhấp nháy xảy ra, và điều đó tạo ra tất cả các loại vấn đề để cảm thấy an toàn vào ban đêm. Nghiên cứu người tiêu dùng cũng cho thấy một điều khá đáng báo động - khoảng 4 trong số 10 khách hàng mất niềm tin vào các đèn chiếu sáng thường xuyên nhấp nháy. Thật sự có ý nghĩa, ai muốn đi bộ qua nhà mình vào ban đêm nghĩ rằng có lẽ đèn sẽ tắt bất cứ lúc nào?

(Dữ liệu: Báo cáo hiệu suất chiếu sáng mặt trời 2024)