EN
Анализ на класификацията на улиците и стандартите за осветеност за слънчеви улични светлини
Стандарти за осветеност по класове улици според CIE и IES: жилищни, събирачи, артериални, магистрални
Класификацията на улицата определя необходимите минимални нива на яркост за ефективната и безопасна работа на слънчевите улични светлини. Според международно приетите стандарти CIE S 017 и IES RP-8:
За жилищна улица изискването е между 5 и 10 лукса, което е достатъчно за осветяване на пешеходците, без да се предизвиква ослепяване или светлинно замърсяване.
Събираща улица, която има умерен обем на трафика и умерени скорости, изисква 10–15 лукса.
За магистрални улици, където скоростта на превозните средства е висока, а плътността на трафика — висока, се изискват нива на осветеност от 20 лукса или повече, като равномерността трябва да се контролира строго.
Автомагистралите изискват 15–30 лукса, като особено се изисква надлъжна равномерност, за да позволи на шофьорите да реагират навреме при поддържане на високи скорости.
Всякакво изкривяване в класификацията на пътищата може да доведе до: 1) недостатъчно осветление, което е свързано с 40 % увеличение на броя на произшествията през нощта, или 2) прекомерно осветление, което губи 35 % от произведената енергия (Исследователски център по осветление, 2024 г.). Винаги използвайте надеждни геопространствени карти, за да потвърдите националните или регионалните версии на тези стандарти преди проектиране.
Значението и сложността на коефициентите на еднородност (U1/U2) при използване на автономни слънчеви системи
Коефициентите на еднородност — U1 (минимална/средна осветеност в лукс) и U2 (минимална/максимална осветеност в лукс) — трябва да се спазват за визуална безопасност при автономно слънчево улично осветление. Целевите гранични стойности са U1 ≥ 0,4 и U2 ≥ 0,7. Всяка стойност под тези коефициенти води до опасен „зебра“ ефект, който прави пътя визуално небезопасен, увеличава риска от падания и повишава този риск с 55 % на пътища с ниска скорост („Journal of Solar Energy“, 2023 г.).
Има няколко причини за липса на съответствие с коефициентите на еднородност:
- Височината на стълба не е коректно съчетана с широчината на пътя (стълбове с височина 6 м са инсталирани на път с ширина 10 м).
- Неравномерно разстояние между стълбовете, което нарушава правилото за разстояние 3–4 × височина.
- Игнориране на рефлекторната оптика, която влияе върху разпръскването на светлинния лъч и острия му край.
Преди закупуването фотометричната симулация е единственият практически възможен метод за избягване на прекалено инженерни решения, които не компрометират обхвата, за да се оцени еднородността.
Извършване на фотометрични изчисления за разположението, за да се оцени разстоянието и броят на слънчевите улични лампи
Триъгълникът „височина на стълба – разстояние между стълбовете – ширина на пътя“: постигане на оптимално осветление без прекомерно припокриване или образуване на тъмни зони.
Ефективното разположение на слънчевите улични лампи изисква балансиране на трите променливи: височина на монтиране, разстояние между стълбовете и ширина на пътя. В практиката на отрасъла разстоянието между стълбовете обикновено се задава на 3–4 пъти височината на монтиране. Това означава, че стълбовете с височина 10 м трябва да бъдат разположени на разстояние 30–40 м един от друг. За тесни пътища (по-малко от 10 м широки) обикновено се използва едностранно разположение. За по-широки пътища стълбовете трябва да бъдат разположени стъпка по стъпка (в шахматен ред) или от противоположните страни на пътя, за да се елиминира централната тъмна зона. При извивки на пътя и на кръстовища са необходими допълнителни корекции в разположението, особено когато страничната видимост влияе върху наблюдаемостта на пешеходци и превозни средства, извършващи завой.
Най-важно е широчината на светлинния лъч на фаровете да съответства на разстоянието между тях: при по-дълги разстояния и по-голямо разположение трябва да се използват тесни лъчи, докато при по-малки и по-плътни разстояния трябва да се използва широк лъч, за да се предотврати прекомерното им застъпване. Обикновено фотометричното тестване на проекта, а не приблизителните изчисления, трябва да потвърждава, че U1 ≥ 0,4 и U2 ≥ 0,7.
Стъпка по стъпка изчисляване на броя на слънчевите улични лампи: от целевата осветеност (люкс) до общия светлинен поток (лумени) и накрая до броя на единиците
Първата стъпка в процеса на определяне на целевия брой слънчеви улични лампи е да се започне с логическата последователност, а не с приблизителни оценки въз основа на осветеността. Поредността включва следните стъпки
След това трябва да се вземат предвид практически загуби: за общия светлинен поток се изчислява изходната мощност на отделния светлинен уред и се прилага коефициент на поддръжка (0,7–0,8), за да се компенсира намаляването на светлинния поток, прахта и оптичното замърсяване.
Пример: При светилник със светлинен поток от 8000 лумена и коефициент на поддръжка 0,75 → 60 000 ÷ (8000 × 0,75) = 10 броя.
Проверка на разстоянието между светилниците както от геометрична, така и от фотометрична гледна точка: Уверете се, че изчисленото разстояние отговаря на правилото „3–4 пъти височината“ и е потвърдено чрез симулация (като се вземе предвид балансът на излъчената светлина). Тази двойна проверка избягва както недостатъчното осветление, така и ненужните разходи за оборудване поради намаляване на светлината с по-малко от 50 % спрямо целевото осветление.
Потвърждаване на възможността за реализация на системата чрез анализ на енергийния баланс на слънчевите улични светилници.
Ежедневно енергийно планиране: натоварване на LED, време на работа, полезен капацитет на акумулатора и резерв за презареждане от слънчева енергия
Системата от слънчеви улични светилници се проектира въз основа на ежедневния енергиен баланс, а не само въз основа на пиковата мощност. Първо определяме енергийното потребление на системата през нощта:
Натоварване на LED (Wh) = мощност на светилника × време на работа (напр. 60 W × 10 h = 600 Wh).
Освен това трябва да вземем предвид полезната капацитет на батерията, който е резултат от използването на литиево-йонни батерии и представлява 80–90 % от общия капацитет на батерията поради ограниченията за дълбочина на разреждане и загубите в ефективността. Така че батерия с капацитет 1000 Wh средно осигурява около 850 Wh.
Освен това соларната ви инсталация трябва да бъде проектирана с 25 % резерв за презареждане, което не само покрива ежедневното потребление, но и осигурява непрекъснатата работа през 2–3 последователни облачни дни. Следователно целта за ежедневна генерация трябва да е 1,25 пъти по-голяма от общото натоварване – например 600 Wh × 1,25 = минимум 750 Wh соларна генерация на ден.
Системите, които не изпълняват тази тричастна проверка, са изложени на риск от чести прекъсвания или ускорено стареене на батериите. Винаги избирайте мощността на панелите въз основа на конкретни за мястото данни за слънчевата радиация, а не въз основа на обобщени средни стойности.
ЧЗВ: Често задавани въпроси относно слънчевите улични лампи
Съществуват различни стандарти за осветление за различните типове пътища. Какви са те?
Осветителните стандарти за пътища са следните: жилищни пътища (5–10 лукс), събирачи (10–15 лукс), артериални пътища (≥20 лукс) и магистрали (15–30 лукс).
Защо се казва, че коефициентът на равномерност е важен за разполагането на слънчеви улични светлини?
Да. Коефициентът на равномерност се отнася до отношението между средната и минималната интензивност на осветлението на дадено място. За слънчевите улични светлини се препоръчва коефициент U1 (min/avg) от 0,4 или повече и коефициент U2 (min/max) от 0,7 или повече, за да се избегнат внезапни промени в осветлението („зебра“-ефект), които могат да застрашат безопасността.
Как се определя броят на слънчевите улични светлини, които трябва да бъдат разположени?
След като определите целевата осветеност, можете да изчислите общия брой лумени, необходими за осветяване на пътната площ. След това можете да вземете предвид реалните загуби във времето и фотометричните правила за разстоянията, за да определите точния брой.
Как се определя подходящият размер на слънчевия панел и батерийната система?
Първо, определете дневната енергийна нагрузка. Второ, изберете батерия с 80–90 % използваема капацитет и проектирайте фотоволтаичната система така, че да осигури минимум 25 % резерв за презареждане, за да се справи с неблагоприятни метеорологични условия.