איך לחשב את הכמות הנדרשת של אורות רחוב סולריים לכביש?

ניתוח מיון כבישים ותקני תאורה עבור אורות רחוב סולריים

תקני תאורה (לוקס) לפי סוג כביש, על פי CIE ו-IES: מישובים, כבישים אוגרים, כבישים ראשיים, כבישים מהירים

מיון הכביש קובע את רמות הבהירות המינימליות הנדרשות כדי להבטיח פעילות יעילה ובטוחה של אורות רחוב סולריים. בהתאם לתקנים הבינלאומיים המתקבלים על הדעת — CIE S 017 ו-IES RP-8:

לרחוב מגורים, הדרישה היא בין 5–10 לוקס, מה שמספיק לקליטת הולכי רגל ללא גרימת זוהר או חדירה של אור למבנים סמוכים.

כביש אוגר, אשר נפח התנועה והמהירות הממוצעת בו הם בינוניים, דורש 10–15 לוקס.

לכבישים ראשיים, שבהם מהירות כלי הרכב גבוהה וצפיפות התנועה גבוהה, נדרש רמת לוקס של 20 או יותר, ותנאי האחידות חייבים להיות מבוקרים בקפידה.

לכבישים מהירים נדרשים 15–30 לוקס, כאשר דרישה מיוחדת מוטלת על אחידות האור לאורך הכביש כדי לאפשר לנהגים להגיב בזמן תוך שמירה על מהירויות גבוהות.

כל עיוות בהגדרת סוג הכביש עלול להוביל ל: 1) תת-הארה, הקשורה לעלייה של 40% בתאונות בלילה, או 2) יתר-הארה, המשחיתה 35% מאנרגיית האור המיוצרת (מרכז מחקר האור, 2024). יש תמיד להשתמש בכלים מהימנים למיפוי גאו-מרחבי כדי לאשר את הגרסאות הלאומיות או האזוריות של תקנים אלו לפני תכנון.

החשיבות והמורכבות של יחס האחדות (U1/U2) בהתקנות סולאריות מחוץ לרשת

יחסים לאחדות — U1 (מינימום/ממוצע בלוקס) ו-U2 (מינימום/מקסימום בלוקס) חייבים להיעשות כחלק מהדרישות לביטחון חזותי בהתקנות תאורת רחוב סולארית מחוץ לרשת. הסף המבוקש הוא U1 ≥ 0.4 ו-U2 ≥ 0.7. כל ערך נמוך מהיחסים הללו יוצר אפקט מסוכן של 'פסי זברה', אשר פוגע בביטחון החזותי של הכביש, מגביר את הסיכון לנטילה ומעלה אותו ב-55% בכבישים נמוכים מהירות (כתב עת אנרגיית השמש, 2023).

ישנם מספר סיבות לעדר יחס האחדות:

- גובה העמוד אינו תואם באופן נכון את רוחב הכביש (עמודים בגובה 6 מטרים מותקנים על כביש ברוחב 10 מטרים).

- ריווח לא אחיד, המפר את כלל ה-3–4 × הגובה.

- התעלמות מאופטיקת המנשא המשפיעה על פיזור קרן האור ועל קו הקציצה.

לפני רכישת הציוד, הדמיה פוטומטרית היא הדרך היחידה הפעילה למנוע פתרונות מעוצבים יתר על המידה שאינם מחללים את ההגעה, כדי להעריך את אחדות התאורה.

ביצוע חישובי תכנון פוטומטרי כדי להעריך את המרחקים והכמות של תאורת רחוב סולארית

המשולש של גובה העמוד, המרחק בין העמודים ורוחב הכביש: הגעה לטווח כיסוי אופטימלי ללא חפיפות או פערים.

התכנון האפקטיבי של תאורת רחוב סולארית מערב שיווי משקל בין שלושת המשתנים הבאים: גובה ההתקנה, המרחק בין העמודים ורוחב הכביש. בפרקטיקה התעשייתית, המרחק בין העמודים נקבע כשלושה עד ארבעה פעמים מגובה ההתקנה. כלומר, עמודים בגובה 10 מטרים צריכים להיות מרוחקים זה מזה ב-30–40 מטרים. בכבישים צרים (ברוחב קטן מ-10 מטרים) נהוג בדרך כלל להשתמש בתכנון חד-צדדי. בכבישים רחבים יותר יש לסדר את העמודים בדפוס מתחלף או להציבם בצד הנגדי של הכביש כדי להיפטר מאזור החשיכה המרכזי. קשתות הכביש וצמתים דורשים התאמות נוספות במיקום, במיוחד כאשר מרחקי הראיה הצידיים משפיעים על הבהירות של הולכי הרגל והרכבים הפונים.

הדבר החשוב ביותר הוא שרוחב הזרק של המנורות יתאים למרחקים ביניהם: למרחקים ארוכים יותר ומרווחים גדולים יותר יש להשתמש בזרקים צרים, בעוד שזרק רחבה יש להשתמש כדי למנוע חפיפה במרווחים קטנים וקרובים יותר. באופן כללי, בדיקת פוטומטריה של העיצוב, ולא חישובים על בסיס כללים אמפריים, חייבת לאמת כי U1 ≥ 0.4 ו-U2 ≥ 0.7.

חישוב כמות מונחות הרחוב הסולאריות שלב אחר שלב: מההבהבה המטרה (לוקס) לסך הלומן ולמספר היחידות

השלב הראשון בתהליך קביעת המספר המטרה של מונחות הרחוב הסולאריות הוא להתחיל ברצף הלוגיקה העומדת בבסיסו, ולא בחיזויים מבוססי הבהבה. הסדר כולל את השלבים הבאים

לאחר מכן, יש לקחת בחשבון את האבדנים המעשיים: עבור סך הלומן יש לחשב את הפלט של יחידה אחת ולהחיל גורם תחזוקה (0.7–0.8) כדי להתחשב בהפחתת הלומן, אבק וזיהום אופטי.

דוגמה: עם תאורת נורה בעוצמה של 8,000 לומן וגורם תחזוקה של 0.75 → 60,000 ÷ (8,000 × 0.75) = 10 יחידות.

אימות המרחק בין התאורות הן מנקודת מבט גאומטרית והן מנקודת מבט פוטומטרית: ודאו שהמרחק שחישבתם עונה על כלל ה-3–4 פעמים הגובה, והוא מאושר גם על ידי סימולציה (כשנלקחת בחשבון איזון של האור הנפלט). אימות כפול זה מונע הן חוסר תאורה מספקת והן רכישת ציוד מיותר, וכן ירידה באיכות האור של פחות מ-50% מעוצמת האור הרצויה.

אימות жизניאיות המערכת באמצעות ניתוח מאזן אנרגיה של תאורות רחוב סולריות.

ליצירת תקציב אנרגיה יומי: עומס LED, זמן פעולה, קיבולת סוללה שימושית ושולי טעינה סולרית

מערכת תאורות הרחוב הסולריות מתוכננת תוך התמקדות במאזן האנרגיה היומי, ולא רק בעוצמת ההספק המרבית. ראשית, אנו מحدדים את צריכת האנרגיה של המערכת במהלך הלילה:

עומס ה-LED (וואט-שעה) = הספק התאורה × זמן הפעלה (למשל: 60 וואט × 10 שעות = 600 וואט-שעה).

בנוסף, עלינו לקחת בחשבון את קיבולת הסוללה הפעילה, אשר נובעת מסוללות الليטיום-יון, ונותנת 80–90% מקיבולת הסוללה הכוללת בשל מגבלות עומק ה descargar (Depth-of-Discharge) ואבדן היעילות. לכן, סוללה של 1000 וואט-שעה מוציאה בממוצע כ־850 וואט-שעה.

בנוסף, ערכת הפאנלים הסולאריים שלכם חייבת להיות ממומדת עם שולי רענון של 25%, מה שמכסה לא רק את הצריכה היומית אלא גם את פעולת המערכת במשך 2–3 ימים רצופים מעוננים. לפיכך, המטרה היומית צריכה להיות לייצר 1.25 × הסה"כ עומס, לדוגמה: 600 וואט-שעה × 1.25 = 750 וואט-שעה מינימלי של ייצור סולארי ביום.

מערכות שלא עוברים בדיקה משולשת זו בסיכון לקיצוצים חוזרים או לתקלה מואצת של הסוללות. תמיד תאמו את גודל הפאנלים לנתוני הקרינה הסולארית הספציפיים לאתר — ולא לממוצעים כלליים.

שאלות נפוצות: שאלות נפוצות בנוגע לאורות רחוב סולאריים

קיימים סטנדרטים שונים לתאורה לסוגים שונים של כבישים. מהם?

תקנים האור לכבישים הם כדלקמן: כבישים מגורים (5–10 לוקס), כבישים אוגרים (10–15 לוקס), כבישים ראשיים (≥20 לוקס) וכבישים מהירים (15–30 לוקס).

למה יחס האחידות נחשב חשוב להצבת תאורת רחוב סולארית?

כן. יחס האחידות מתייחס ליחס בין עוצמת האור הממוצעת לעוצמת האור המינימלית במיקום נתון. עבור תאורת רחוב סולארית, מומלץ יחס U1 (מינימום/ממוצע) של 0.4 או יותר ויחס U2 (מינימום/מקסימום) של 0.7 או יותר כדי למנוע שינויים פתאומיים באור (הקרויים 'פסי זברה'), אשר עלולים לפגוע בטיחות.

איך קובעים את מספר תאורות הרחוב הסולאריות שיש להתקין?

לאחר שקובעים את עוצמת האור הרצויה, ניתן לחשב את הסך הכולל של הלומן הנדרשים لتפושת שטח הכביש. לאחר מכן, יש לקחת בחשבון את אובדי האנרגיה בזמן אמת ואת כללים פוטומטריים של ריווח כדי לקבוע את המספר המדויק.

איך קובעים את הגודל המתאים של מערכת הפאנלים הסולאריים והסוללות?

ראשית, קבעו את עומס האנרגיה היומי. שנית, בחרו סוללה שיכולה לספק 80–90% מהקיבולת הכוללת שלה לשימוש, ותוכננו את מערכת הפאנלים הסולריים כך שתבטיח שיעור טעינה מחדש מינימלי של 25%, כדי להתמודד בתנאי מזג אוויר גרועים.