EN
Napelemes utcai lámpák teljesítményének értékelése és helyszínfelmérés
Árnyékolás, terepviszonyok és világítás helyszíni értékelése
A napelemes utcai lámpák sikeres telepítése egy helyszíni felméréssel kezdődik. Az első lépés az árnyékolás ellenőrzése és a napelemek éves árnyékolásának értékelése a környező épületek és fák által okozott árnyékok alapján. (Az akadályok a napelemek hatékonyságát kb. 50%-kal csökkenthetik – NREL, 2023). Értékelje a terepet a változások alapján annak meghatározásához, hogy hol kerülnek a lámpák telepítésre. Ha további világításra van szükség a látási igények kielégítéséhez, mérje meg a világítást luxmérővel.
A megvilágítási célok fenntartása az IESNA irányelvei szerint: az egyenletesség, a vakítás és a függőleges megvilágítás kritériumai
Egy napelemes utcai lámpa telepítésének meg kell felelnie az Észak-amerikai Megvilágítástechnikai Társaság (IESNA) RP-8 útmutatójának az útfelületek megvilágítására vonatkozóan. Az irányelv szerint az útfelületek átlagos megvilágításának értékét 10–20 lux között kell meghatározni, és a fényfoltok alsó és felső tartományának aránya körülbelül 4:1 legyen. A vágóoptikák alkalmazásával csökkenthető a vakítás mértéke, így elérhető az IESNA vakítási szabványának 0,3-as felső határa a függőleges megvilágítás tekintetében. Gyalogosok számára szánt megvilágításnál a függőleges megvilágításnak el kell érnie a 3 lux értéket, amelyet fotometriai értékelések segítségével lehet biztosítani.
Környezeti és éghajlati tényezők integrálása a napelemes utcai lámpák élettartamának növelése érdekében
A tengerparti régiók övezeti rendeleteinek követelményeinek kielégítéséhez a sótartalmú tengeri környezetnek megfelelő alumínium oszlopok és az IP68 védettségi fokozatú házak megfelelnek a követelményeknek. A magas sivatagi régiókban porcsökkentő és száraz szellőztető megoldások bevezetése szükséges. A fűtés és a litium-vas-foszfát akkumulátorok alkalmazása segíti a hideg (-30 °C) körülményekben való működést a magas sivatagi területeken. Meleg trópusi telepítéseknél hőszigetelési követelmények vonatkoznak az LED-meghajtókra. Ezeknek az adaptációknak az 5 év elteltével a fényerő-csökkenése > 90%-os lesz.
Stratégiai tervezés és napelemek elhelyezése a napenergiás utcai lámpák lefedettségének optimalizálásához
Optimalizált oszlopelhelyezés, magasság és irányítás útkategória és fényvetítés alapján
A teljesítmény arányos a tervezéssel és a technológiával. Az útközlekedési osztályozás szerinti útfényoszlopok esetében a fotometriai modellezési tervezőszoftver meghatározza a fényoszlopok távolságának 'tipikus' értékét, figyelembe véve, hogy az arteriális utakon a fényoszlopok távolsága az oszlopok magasságának 2,5–4-szerese, míg a lakóterületi utakon 3–5-szöröse. Például az IESNA által ajánlott egyenletes megvilágítás eléréséhez egy 10 méteres magasságú fényoszlopokból álló autópálya-sorozat esetében a fényoszlopok távolsága 25–40 méter lehet. Fontos továbbá a tájolás meghatározásakor a déli dőlésszög maximalizálása, azaz a fényoszlopok 15°–30°-os szögben történő elhelyezése, amely a mérsékelt övezetekben 18%-kal javítja a napsugárzás begyűjtését. A szerkezeti tényezők közé tartozik az út görbülete, az út szélessége és a forgalmi sűrűség, amelyek meghatározzák a megvilágítás felső határát.
LED-optikák integrált tervezésének alkalmazása: sugárzási szög és fényeloszlás a megvilágításhoz
A rútervezés és az optika integrációja optimális fényeloszlást és megvilágítási egyensúlyt ér el. A 60° × 120°-os „denevér-szárny” eloszlás esetén keskeny járdákhoz a világítótestek átfedése optimálisan 25 %, hogy 15 lux egyenletességet biztosítsanak. Növelt felszerelési magasság mellett ugyanolyan szélességű út esetén a rútok maximális távolsága 8–12 méter. A fejlett mikroprizmás lencsék alkalmazásával elérhetők a visszaverődés-elleni besorolási értékek (a G6-tól a B0-ig terjedő skála az EN 13201 szabvány szerint), amelyek 40 %-kal csökkentik a fénytúllépést a visszaverő rendszerekben. A fő tervezési paraméterek közé tartozik a fényforrás kimeneti szöge, amely a fény irányítására szolgál, valamint a szórt fény szabályozása az oszlopokon alkalmazott aszimmetrikus fényeloszlással.
Az integrációs megközelítés figyelembe veszi a tervezés irányát annak biztosítására, hogy minden wattot kihasználjanak a tervezési paraméterekből, miközben a vakításmentesség biztonságát is garantálják a felhasználás során, és csökkentik az összes tervezési paraméter értékét.
Tervezési ajánlások napelemes utcai világítási alkalmazásokhoz
Egységes rendszer vs. elosztott rendszerű napelemes utcai világítás: Rendszertervezés, alkatrészek hűtése és az alkatrészek cseréjének könnyűsége
Az egységes egységek és a különálló rendszerek integrálásának értékelése a költség, a funkció és a tervezési szempontok kombinációján alapul. Az integrált egységes rendszerek összekapcsolják a napelemeket (PV), az akkumulátorokat és az LED-eket a különálló rendszerelemek számára. A termékterv kiküszöböli a vezetékezést, és 40%-kal csökkenti a helyszíni rendszerösszeszerelés és építés idejét. Azonban a passzív és/vagy aktív konvekciós hűtésre való tervezés hiánya miatt a hőelvezetés gyengén működik, ami a hőmérséklet-emelkedést eredményezi, és ezzel gyorsítja a lítium-ion akkumulátorok degradációját. A különálló, vagyis különálló napelemes (PV), akkumulátoros és LED-rendszerek lehetővé teszik, hogy a napelemeket úgy szereljék fel, hogy optimális szöget alkossanak a napfény irányához képest. Az akkumulátor- és LED-vezérlők, amelyek megfelelő szellőzést és hűtést biztosítanak, földalatti (a felszín alatti) helyen kerülnek elhelyezésre. A különálló rendszerek lehetővé teszik az egyes komponensek cseréjét akkor is, ha a környezet földalatti hőmérséklete meghaladja a 45 °C-ot; ebben az esetben a karbantartás időtartama és konfigurációja – a korlátozott környezeti feltételektől függetlenül – elkülönített akkumulátor-csere körülbelül 15 perces időtartamra, illetve az egész egységes egység eltávolítására szorítkozik. Az egységes rendszerek gyors önkormányzati fejlesztéshez, a különálló rendszerek pedig extrém klímájú területeken történő karbantartási érvényesítési követelmények izolálásához ajánlottak.
Telepítési hely a napelemes utcai lámpákhoz?
Belépésvédelem, akkumulátorvédelem és az International Electrotechnical Commission (IEC) valamint az Underwriters Laboratories (UL) előírásainak megfelelés
A szellőzés és a hőmérséklet- valamint az akkumulátorvédelem követelményeinek kombinációja közvetlenül a litiumvas-foszfát (LiFePO4) akkumulátorok degradációjából fakad. A burkolati rendszereket IP67 védettségi osztály szerint kell tervezni, amely védelmet nyújt a víz és a por ellen. Az IEC és a UL szabványok szerinti legjobb gyakorlatok az elektromos biztonság terén a DC-kábel dupla szigetelése, valamint a polarizált és vízálló elosztódobozok használata tömített földeléssel. A rövidzárlatok hiánya – amelyek a megújuló energiával kapcsolatos biztonsági ellenőrzések során az összes rendszerhiba 23%-ának fő okát képezik – az áramkorlátozó védelmi eszközök (OCPD) alkalmazásával érhető el, amelyek 0,1 másodpercnél rövidebb időn belül kikapcsolnak és megszakítják a hibás áramkört. A földelési rendszerek az elektromos rendszerek tervezésének alapvető elemei, mivel ez a leghatékonyabb módja annak, hogy egy villámcsapás energiáját a földbe irányítsák és ott szórják szét.
Szélfelhordás-állóságot biztosító alapozástechnika: beton mélysége, megerősítése és talajteherbírásának meghatározása
Az alapozás terve meghatározza a szélterhelés elleni ellenállás egyes aspektusait. Például egy 8 méteres oszlop alapozási terve 33 m/s-os szél esetén a következőket eredményezi:
Tényező – Követelmény – Számítási alap
Beton mélysége: 1,2–1,8 méter – az oszlop magasságának 1/6-a plusz a fagyhatár mélysége
Megerősítés: 16 mm-es acélbetét rács 200 mm-es távolsággal – ASTM A615 szakítószilárdság
Talaj teherbíró képessége: ≥ 150 kN/m² – ASTM D1586 behatolási vizsgálat
A szélfelhúzódás megakadályozásához az ASCE 7-22 építési szabvány szerinti tömegszámítások alapján a talaj típusa határozza meg az alap méretét. Például a homokos talaj esetében az alapot 30%-kal szélesebbre kell kialakítani, mint agyagos talaj esetében. A beton 7–28 napos érlelése lehetővé teszi, hogy elérje a 25 MPa-os nyomószilárdságot, így elkerülhető az elbillenés vagy összeomlás III. kategóriás vihar idején, mint alap.
Gyakran Ismételt Kérdések
Miért olyan fontos a terepi gyakorlat a napelemes utcai lámpák telepítése során?
A szóbeli mezőkutatás lényegében meghatározza a napelemek és a világítótestek optimális dőlésszögét, előkészíti a különböző árnyékolási feltételeket, valamint méri és értékeli a biztonságos és ideális terepi környezeti megvilágítási szinteket.
Milyen hatásai vannak a fénytechnikai modellezésnek az oszlopok elhelyezésére?
A fénytechnikai modellezés segíti az út részletes tervezését az oszlopok távolságának meghatározásához.
Mi a különböző éghajlati adaptációk eredménye a napelemes utcai lámpák tervezésében?
A legtöbb adaptáció – például az IP67-es por- és vízállósági mechanizmusok változó szellőzéssel, valamint egyes hőkezelési megoldások is – lehetővé teszi a lámpák egyenletes működését különféle környezeti feltételek mellett.
Milyen egyéb hatásai vannak a szétválasztott típusú utcai lámparendszereknek?
A szétválasztott rendszerek kiválóan alkalmasak a hőkezelésre és az általános karbantartásra, így könnyen elérhetők az extrém és egyéb váratlan környezeti feltételek között is tartósan működő tervek.
Mik a legfontosabb biztonsági szempontok a napelemes utcai lámpák telepítésekor?
A legfontosabb intézkedések a UL- vagy IEC-szabványoknak megfelelő elektromos csatlakozások kialakítása, az IP67+ védettségi osztályú védőházak használata, valamint a széllel és egyéb időjárási viszonyokkal szemben ellenálló, stabil alapozás létrehozása.