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Raggiungere gli standard comunali per l'illuminazione con lampade solari stradali ad alto lumen
Potenza luminosa (lumen) e conformità della distribuzione luminosa alle norme IES RP-8 ed EN 13201
Per i progetti di illuminazione urbana, i corpi illuminanti e i dispositivi di illuminazione non devono soddisfare soltanto i requisiti fondamentali in termini di sicurezza degli spazi illuminati, dove la percezione visiva degli utenti è il fattore più importante. Le linee guida IES RP-8 per l’illuminazione stradale e la norma EN 13201 applicabile in Europa prevedono specifiche diverse a seconda della tipologia di strada e stabiliscono diversi requisiti per il flusso luminoso espresso in lumen. Ad esempio, nel caso di strade di raccolta e autostrade principali, i requisiti sono fissati nell’intervallo compreso tra 3.000 e 6.000 lumen. Grazie ad avanzate tecnologie ottiche che concentrano uniformemente la luce, eliminando zone d’ombra e abbagliamenti, i lampioni stradali a energia solare ad alto flusso luminoso possono soddisfare la maggior parte di tali requisiti. I modelli più avanzati di questa categoria impiegano una tecnologia LED a tre chip e riflettori personalizzati, al fine di mantenere livelli di illuminamento pari a 1,0 cd/m² sulle autostrade, anche su strade larghe fino a sei corsie, mentre la norma EN 13201 del 2015 stabiliva un limite minimo di 0,7 cd/m². Ciò garantisce praticamente un’illuminazione ottimale e uniforme del traffico, riducendo al contempo l’inquinamento luminoso nelle aree residenziali durante le ore notturne.
La verifica dell'affidabilità delle prestazioni dei sistemi appena installati viene effettuata nelle zone più critiche delle autostrade, delle strade principali e dei corridoi urbani.
L'investimento nel sistema di illuminazione solare è giustificato ed è stato dimostrato con successo nell'ambito di sistemi di illuminazione solare per strade che risulterebbero pericolose e difficili da gestire durante il giorno e caratterizzate da un elevato volume di traffico (oltre 25.000 veicoli al giorno). I sistemi di illuminazione stradale a energia solare dovranno garantire lo stesso livello di illuminamento (4500 lumen) anche nei giorni più brevi dell’inverno. I nuovi sistemi di illuminazione solare forniscono tale livello di illuminamento, come confermato dai test sul campo condotti, durante i quali i sistemi hanno accumulato 50.000 ore di funzionamento e registrato una riduzione media della luminosità pari al 30%. Questo livello di illuminamento è fondamentale per l’illuminazione stradale in aree quali gli ingressi e le uscite delle gallerie autostradali e le uscite delle strade autostradali tortuose, dove gli utenti potrebbero riportare lesioni in seguito ad incidenti causati dall’assenza di illuminazione adeguata. PHOENIX rappresenta un esempio emblematico in cui i lampioni stradali solari sono stati utilizzati per garantire continuativamente il servizio di illuminazione nell’ambiente urbano, anche in caso di lieve allagamento, grazie alla forte dipendenza da batterie al litio ben documentate e affidabili. Di conseguenza, i progettisti urbani stanno modificando le proprie aspettative riguardo ai sistemi di illuminazione stradale installati in zone in cui la provincia potrebbe rimuovere tali impianti a causa dei frequenti allagamenti.
Miglioramento della sicurezza pubblica e della prevenzione dei reati attraverso un’illuminazione ad alto lumen
Migliorata visibilità: prevenzione degli infortuni tramite dati
I lampioni stradali solari ad alto lumen migliorano significativamente la visibilità notturna, consentendo agli utenti di individuarli da distanze maggiori. Gli automobilisti che transitano accanto a questi lampioni percepiscono i pedoni circa 1,5–2 secondi prima rispetto a quanto avverrebbe con normali lampioni stradali. Questo tempo è cruciale per evitare e prevenire collisioni, specialmente durante le ore di punta negli incroci stradali critici. Questi lampioni emettono una luce bianca con uno spettro compreso tra 5000 K e 6500 K, garantendo ai conducenti una migliore percezione dei colori e un più efficace riconoscimento dei movimenti. Gli ingegneri del traffico hanno stabilito che, quando l’illuminazione ottimale è distribuita in modo uniforme, gli incidenti notturni coinvolgenti pedoni si riducono del 20–30%. Ciò vale in particolare di notte nelle aree di attraversamento pedonale e nelle zone di discesa dai mezzi di trasporto pubblico, dove ogni secondo conta.
L’impatto dell’illuminazione stradale costante sulla criminalità e sulla percezione della sicurezza pubblica
L'illuminazione stradale ad alta potenza rende più difficile per i criminali farla franca con le proprie azioni. Le persone possono vedere ciò che gli altri stanno facendo intorno a loro. Uno studio condotto nel 2014 ha analizzato la relazione tra illuminazione stradale e criminalità negli ambienti urbani. I ricercatori hanno scoperto che il rischio di criminalità diminuisce negli ambienti ben illuminati. Le aree caratterizzate da un’illuminazione adeguata presentavano circa il 21% in meno di reati rispetto ad ambienti simili con una minore illuminazione. Le persone sono influenzate dall’illuminazione stradale: l’80% delle persone intervistate ha dichiarato di sentirsi più a proprio agio passeggiando in ambienti ben illuminati. Psicologicamente, le persone si sentono più sicure camminando dove possono vedere chiaramente. La presenza di telecamere amplifica l’effetto dissuasivo dell’illuminazione stradale nei confronti della criminalità. Questo effetto dissuasivo incrementa inoltre il numero di persone che passeggiando frequentano l’area. Gli ambienti ben illuminati incoraggiano inoltre la passeggiata e aumentano la potenziale dissuasione della criminalità grazie all’illuminazione stradale. Le persone sono meno propense a commettere reati in ambienti ben illuminati e ad alta densità di popolazione.
Principali abilitatori tecnici delle prestazioni ad alto lumen nei lampioni solari
Pannelli fotovoltaici monocristallini, accumulo al litio-ion e LED ad alta efficienza: progettazione integrata del sistema
La capacità del lampione stradale di produrre un fascio luminoso intenso e affidabile deriva dall’equilibrio tra i tre componenti principali: il pannello fotovoltaico monocristallino (pannello solare) e la batteria al litio ferro fosfato (LiFePO4). Il pannello fotovoltaico monocristallino presenta un’efficienza del 22%. Ciò significa che, al massimo, converte il 22% dell’energia solare disponibile; pertanto, è in grado di produrre e immagazzinare sufficiente energia per alimentare un lampione stradale in una trafficata area metropolitana, risparmiando spazio. L’energia raccolta dal pannello fotovoltaico monocristallino viene quindi immagazzinata nella batteria al litio ferro fosfato, la quale può sopportare ripetutamente una profondità di scarica (DOD) fino al 90%. Questo tipo di batteria possiede una lunga vita ciclica e garantisce quindi l’illuminazione del lampione stradale anche durante prolungati periodi di cattivo tempo.
I LED ad alta efficienza convertono l'energia in luce diretta dove è maggiormente necessaria. Le moderne lampade LED producono da 150 a 200 lumen per watt. Questa efficienza consente un controllo preciso della direzione della luce, riducendo al minimo la dispersione luminosa. Ogni componente di questo sistema è dotato di controller intelligenti. Ad esempio, utilizzano algoritmi MPPT (Maximum Power Point Tracking) per ottimizzare la captazione di energia da parte dei pannelli solari, adattandosi alle variazioni delle condizioni meteorologiche (ad es. copertura nuvolosa, temperatura). Inoltre, i sensori di luminosità possono ridurre l'intensità luminosa per evitare sprechi energetici in assenza di persone. Questo sistema completo ottimizza il consumo energetico e riduce gli sprechi. Ciò consente di soddisfare e superare le specifiche statunitensi per l'illuminazione stradale, che richiedono un'elevata intensità luminosa (>10.000 lumen).
La durata del sistema è fondamentale per la vita utile dei componenti. I pannelli solari monocristallini durano oltre 25 anni. Le batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4) tollerano condizioni di temperatura estrema. Il funzionamento ininterrotto dei LED per oltre 50.000 ore supera di gran lunga quanto necessario per raggiungere la vita utile dei LED e supera ampiamente gli standard di settore relativi alla degradazione del flusso luminoso. Questi componenti si combinano per creare un’infrastruttura priva di manutenzione, resiliente (in caso di interruzioni della rete elettrica) ed economica per decenni.
Vantaggi operativi a lungo termine per i comuni: efficienza, resilienza e ROI
I lampioni stradali solari ad alto flusso luminoso apporteranno benefici al bilancio comunale in tre modi principali. Innanzitutto, si ottiene un notevole risparmio sui costi dell’energia elettrica: i lampioni stradali solari costano circa il 50-80% in meno rispetto ai tradizionali lampioni stradali collegati alla rete elettrica. Miliardi di euro risparmiati possono essere reinvestiti in progetti comunitari, come scuole o parchi. In secondo luogo, i lampioni stradali sono affidabili: in caso di interruzione della rete elettrica, i lampioni solari continuano a funzionare, normalmente per almeno tre notti. E, oltre a ciò, i costi operativi risultano ridotti. Non è più necessario effettuare scavi né manutenzione dei cablaggi. Infatti, molti comuni riferiscono che le chiamate di assistenza operativa si sono dimezzate rispetto ai vecchi tipi di illuminazione stradale. Le relazioni del settore indicano che, in genere, i comuni raggiungono il pareggio dei costi iniziali di installazione entro 3-5 anni. Inoltre, la durata media di un impianto di lampioni stradali solari supera i 25 anni. Infine, i comuni possono contribuire alla riduzione delle proprie emissioni di carbonio.
Sezione FAQ
Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di lampioni stradali solari?
L'utilizzo di lampioni stradali solari consente un risparmio sui costi, una manutenzione ridotta e un funzionamento affidabile anche in caso di interruzioni della fornitura elettrica.
In che modo i lampioni stradali solari migliorano la sicurezza e riducono la criminalità?
I lampioni stradali migliorano la sicurezza aumentando la visibilità e riducendo gli incidenti. I lampioni stradali solari riducono la criminalità eliminando le zone buie in cui i criminali potrebbero nascondersi.
Quali tecnologie consentono ai lampioni stradali solari di offrire prestazioni elevate?
L'integrazione di pannelli fotovoltaici monocristallini, batterie al litio ferro fosfato e LED ad alta efficienza garantisce una conversione energetica, una conservazione e una distribuzione della luce ottimali.