EN
Оценка на производителността на улични светлини със слънчеви панели и оценка на обекта
Провеждане на оценка на обекта на място относно засенчването, релефа и осветлението
Успешната инсталация на улични светлини със слънчеви панели започва с оценка на обекта на място. Първата стъпка е да се провери засенчването и да се оцени годишното засенчване на панелите от сградите и околните дървета. (Според данни от NREL от 2023 г. препятствията могат да намалят ефективността на слънчевите панели приблизително с 50 %). Оценете релефа, за да определите приоритетните места за инсталиране на светлините. Ако е необходимо допълнително осветление, за да се задоволят изискванията за видимост, извършете оценка на осветлението с луксметър.
Поддържане на целите за осветление според IESNA: Критериите за равномерност, блясък и вертикална осветеност
Монтажът на слънчеви улични светлини трябва да отговаря на стандартите RP-8 за осветяване на пътища, установени от Обществото по осветително инженерство на Северна Америка (IESNA). Според тези стандарти при оценка на средната осветеност на пътищата в диапазона от 10 до 20 лукса се препоръчва съотношението между най-ниската и най-високата стойност на осветеността в ярките участъци да е приблизително 4:1. Използването на оптика с ограничение на разпръскването намалява блясъка и осигурява съблюдаване на горната граница на стандартите на IESNA за блясък — 0,3 при вертикална осветеност. За осветлението на пешеходни зони се изисква вертикалната осветеност да надвишава 3 лукса, което може да се постигне чрез фотометрични оценки.
Интегриране на екологични и климатични фактори за подобряване на експлоатационния срок на слънчевите улични светлини
За да се изпълнят изискванията на зонираните разпоредби за крайбрежните райони, алуминиевите стълбове от морска солена класа и корпусите със степен на защита IP68 ще отговарят на тези изисквания. В районите с високо пустинно климатично оформление ще се наложи да се направят промени за контрол на прахта и за сухо вентилиране. Използването на нагреватели и батерии от литий-железо-фосфат ще подпомогне функционирането при ниски температури (–30 °C) във високите пустинни райони. При инсталации в горещи тропически райони съществуват изисквания за топлоизолация, които подпомагат LED драйверите. След 5 години експлоатация при тези адаптации загубата на светлинен поток ще бъде над 90%.
Стратегическо проектиране и разположение на слънчевите панели за оптимизиране на обхвата на слънчевите улични лампи
Оптимизирано разположение на стълбовете, височина и ориентация чрез класификация на пътя и проекция на светлината
Производителността е пропорционална на дизайна и технологиите. Според класификацията на уличните стълбове, софтуерът за фотометрично моделиране определя „типичното“ разстояние между стълбовете, като се има предвид, че за артериални пътища разстоянието трябва да е 2,5–4 пъти височината на стълбовете, а за жилищни райони – 3–5 пъти височината на стълбовете. Например, за постигане на препоръчаната от IESNA равномерност разстоянието между стълбовете с височина 10 метра по магистралата би било 25–40 метра. Също така е важно при определяне на ориентацията да се постигне максимален южен наклон на стълбовете под ъгъл 15°–30°, което подобрява нетната ефективност на събиране с 18 % в умерения климат. Към структурните фактори, които влияят върху проектирането, се отнасят кривината на пътя, широчината на пътя и плътността на трафика, които определят необходимото ниво на осветеност.
Използване на интегриран дизайн за LED оптика: ъгъл на светлинния лъч и разпределение на светлината за осветяване
Интеграцията на дизайна на стълбовете и оптичните елементи осигурява оптимално разпределение на светлината и баланс на осветеността. За разпределението тип „крило на прилеп“ (60° × 120°), приложимо за тесни тротоари, оптималното припокриване на светлинните тела е 25 %, за да се запази равномерност при осветеност от 15 лукса. При увеличена височина максималното разстояние между стълбовете за пътища с еднаква ширина е 8–12 метра. Използването на напреднали микропризматични лещи позволява постигане на класификационни оценки за ограничаване на светлината (в диапазона от G6 до B0 според стандарта EN 13201), което намалява нежеланото проникване на светлина с 40 % в рефлекторните системи. Основните променливи в проекта включват ъгъла на светлинния лъч, използван за контрол на светлината, както и контрола на разпръснатата светлина чрез асиметрично разпределение на светлината по стълбовете.
Приеманият подход за интеграция взема предвид посоката на проектиране, за да гарантира използването на всеки ват от проектната мощност, като едновременно осигурява защита от слепяща светлина и безопасност при експлоатация, както и намалява общия проектен капацитет.
Препоръки за проектиране на слънчеви улични осветителни системи
Всичко-в-едно срещу разделена система за слънчево улично осветление: проект на системата, охлаждане на компонентите и леснота при замяна на компонентите
Оценката на интеграцията на всеобхватни (всичко-в-едно) системи спрямо разделени системи се основава на комбинация от критерии за разходи, функционалност и дизайн. Интегрираните всеобхватни системи обединяват слънчеви фотоволтаични панели (PV), батерии и LED светлини като отделни компоненти на системата. Конструкцията на продукта елиминира необходимостта от електропроводка и намалява времето за монтаж и строителство на обекта с 40 %. Обаче поради липса на проектно решение за пасивно и/или активно конвективно охлаждане топлината се отвежда неефективно, което води до повишаване на температурата и ускорява деградацията на литиево-йонните батерии. Отделните или разделени фотоволтаични, батерийни и LED системи позволяват монтирането на слънчевите PV панели под оптимален ъгъл за максимално излагане на слънчевата светлина. Батерийните и LED контролери, които осигуряват достатъчна вентилация и охлаждане, се инсталират подземно (под нивото на земята). Разделените системи позволяват замяна на отделни компоненти дори при случаи, когато подземната температура на околната среда надвишава 45 °C; в такива ситуации времето и конфигурациите за поддръжка — независимо от ограниченията на средата — се разделят: изолираната замяна на батерията отнема приблизително 15 минути, докато при необходимост може да се извърши и пълното изваждане на цялата всеобхватна (всичко-в-едно) система. Използвайте всеобхватни системи за бързо градско развитие и разделени системи за екстремни климатични условия, където са необходими изолирани валидационни изисквания за поддръжка.
Монтажно място за слънчеви улични лампи?
Степен на защита срещу проникване, защита на батерията и съответствие с изискванията на Международната електротехническа комисия (IEC) и Лабораториите „Андъррайтърс“ (UL)
Вентилацията и комбинацията от изисквания за термична защита и защита на батерията са пряко следствие от деградацията на литиево-железо-фосфатните (LiFePO4) батерии. Системите за корпуси трябва да бъдат проектирани според степен на защита IP67, която осигурява защита срещу вода и прах. Най-добрите практики за електрическа безопасност според стандарти IEC и UL включват двойна изолация на постояннотоковия (DC) кабел и използване на поляризирани и водонепроницаеми разклонителни кутии с уплътнено заземяване. Липсата на къси съединения — основната причина за 23 % от всички системни откази при одити на безопасното използване на възобновяеми енергийни източници — се постига чрез използване на устройства за защита срещу токове на прекомерна сила (OCPD), които се задействат и прекъсват повредата за по-малко от 0,1 секунди. Заземяването на системите е жизненоважен аспект при проектирането на електрическите системи, тъй като то е най-ефективният начин за насочване на енергията от гръмотевичен разряд към земята и нейно разсейване.
Инженерство на основите за устойчивост срещу вятърна подемна сила: дълбочина на бетона, армиране и определяне на носимостта на почвата
Проектирането на основата определя част от устойчивостта към вятърна натовареност. Например, проектът на основата за стълб с височина 8 метра при вятър със скорост 33 м/с води до следното:
Фактор — изискване — изчислителна основа
Дълбочина на бетона: 1,2–1,8 метра — 1/6 от височината на стълба плюс дълбочина на замръзване
Армиране: решетка от арматурни пръти Ø16 мм с разстояние 200 мм — стандарт ASTM A615, здравина при опън
Носимост на почвата: ≥ 150 кН/м² — изпитание по стандарт ASTM D1586 (пробивно изпитание)
За предотвратяване на вдигане от вятъра се извършват масови изчисления на основата според строителния код ASCE 7-22, според който типа почва определя размерите на основата. Например, за пясъчна почва основата трябва да е с 30 % по-широка в сравнение с тази за глинеста почва. Времето за затвърдяване — от 7 до 28 дни — позволява на бетона да постигне компресивна якост от 25 МРа, което предотвратява накланяне или срутване по време на буря от категория 3.
Често задавани въпроси
Защо полевата проверка е толкова важна при инсталирането на слънчеви улични светлини?
Анекдотичната полева работа по същество определя правилните ъгли за слънчевите панели и осветителните тела и подготвя различните условия за сянка, като измерва и оценява безопасните и идеални топографски нива на околна осветеност.
Какви са някои от ефектите на фотометричното моделиране върху разположението на стълбовете?
Фотометричното моделиране подпомага детайлизирането на пътя при определяне на разстоянието между стълбовете.
Какъв е резултатът от различните климатични адаптации при проектирането на слънчеви улични лампи?
Повечето адаптации, като например степента на защита IP67 и прахонепроницаемите механизми с променлива вентилация, комбинирани със система за термично управление, позволяват на осветителните тела да функционират равномерно при различни климатични условия.
Какви са другите ефекти на разделените типове улични осветителни системи?
Разделените системи са изключително предимни за термичното управление и общото поддръжка, което лесно позволява реализирането на конструкции, предназначени да издържат дълго време в екстремни и други непредвидени среди.
Какви са най-важните предпазни мерки при инсталирането на улични слънчеви лампи?
Най-важните мерки включват извършване на електрически връзки, които отговарят на стандарти UL или IEC, използване на защитни корпуси с класификация IP67+ и създаване на стабилни основи, устойчиви на вятър и други атмосферни условия.