למה פרויקטים עירוניים מעדיפים נורות רחוב סולאריות בעוצמת אור גבוהה?

השגת תקני התאורה העירונית באמצעות פנסי רחוב סולריים בעלי פליטה גבוהה של לומן

פליטת הלומן והתאמת הפיזור לתקנים IES RP-8 ו-EN 13201

לפרויקטים של תאורת ערים, התקנים והמכשירים לתאורה צריכים לא רק לקיים את הדרישות הבסיסיות בנוגע לבטיחותם של המרחב המוארים, כאשר התפיסה החזותית של המשתמשים היא החשובה ביותר. ההנחיות IES RP-8 לתאורת כבישים ותקנות EN 13201 התחילות באירופה מגדירות דרישות שונות לסוגי כבישים שונים, ובפרט לפליטת הלומן. לדוגמה, במקרה של כבישים אוגרים וכבישים מהירים עיקריים, הדרישות נקבעות בטווח של 3,000 עד 6,000 לומן. באמצעות טכנולוגיה אופטית מתקדמת שמרוכזת על הפצת האור באופן אחיד כדי להיפטר מנקודות חשוכות ומזיקים, תאורת רחוב סולארית בעלת פליטת לומן גבוהה יכולה לעמוד ברוב הדרישות הללו. העיצובים המתקדמים ביותר בקטגוריה זו משתמשים בטכנולוגיית LED עם שלושה שבבים (triple chip) ומחזירים מותאמים אישית, כדי לשמור על רמות תאורה של 1.0 קנדלה למטר רבוע גם על כבישים מהירים בעלי 6 נתיבים, בעוד שתקנות EN 13201 משנת 2015 קבעו את הגבול המינימלי ב-0.7 קנדלה למטר רבוע. למעשה, זה מבטיח תאורה אופטימלית ואחדנית לתנועה, תוך הפחתת זיהום האור באזורים מגורים במהלך הלילה.

אימות האמינות של ביצועי המערכות שהותקנו לאחרונה נבדק באזורים הקריטיים ביותר של הכבישים המהירים, הכבישים הראשיים והקווי התעבורה העירוניים.

ההשקעה במערכת האור הסולרית מוצדקת והוכחה כמוצלחת ביישום עבור מערכות תאורה סולריות לכבישים שיסוכנו ויהיו קשים לעבודה במהלך היום ויעלו באופן משמעותי בתנועה (25,000 רכבים ביום ומעלה). מערכות התאורה הסולריות לכבישים ידרשו לספק את אותו רמת תאורה (4,500 לומן) גם בימים הקצרים ביותר של החורף. מערכות התאורה הסולריות החדשות מספקות את אותה רמה, ובבדיקות שדה שנערכו נרשמו 50,000 שעות של תאורה, והנפילה הממוצעת المسجلת בעוצמת האור הייתה 30%. רמת התאורה הזו קריטית לתאורת כבישים באזורים כגון פתחי ויציאות מנהרות מהירות, ויציאות כבישים עקומים מהירים, שבהם אנשים עלולים להיפצע בתאונות עקב חוסר תאורה. PHOENIX הוא דוגמה מובהקת שבה ניצלו אורות רחוב סולריים כדי להמשיך ולספק שירות תאורה בסביבה עירונית גם כאשר הסביבה הוצפה במעט, מאחר שאורות הרחוב הסולריים התבססו במידה רבה על סוללות ליתיום מהوثקות ואמינות. כתוצאה מכך, בוני הערים משנים את הציפיות שלהם ממערכות תאורת רחוב המותקנות באזורים שבהם המחוז עלול להסיר את המערכות בגלל רמות השטפונות הגבוהות.

הגברת הביטחון הציבורי והנחתע עבירות באמצעות תאורה בעוצמה גבוהה

שיפור הנראות: מניעת פציעות באמצעות נתונים

פנסי רחוב סולריים בעלי פליטה גבוהה של לומן משפרים באופן משמעותי את הנראות בלילה, ומאפשרים למשתמשים לראותם ממרחקים גדולים. נהגים שעוברים ליד פנסי רחוב אלו מזהים הולכי רגל כ-1.5–2 שניות מוקדם יותר מאשר ביחס לפנסי רחוב רגילים. זמן זה קריטי למניעת התנגשויות, במיוחד בשעות העומס בצלבים רחוביים קריטיים. פנסי הרחוב האלה פועלים באור לבן ברווח טמפרטורת צבע של 5000K–6500K. עובדה זו משפרת את תפיסת הצבעים אצל הנהגים ואת יכולתם לעקוב אחר תבניות תנועה. מהנדסי תחבורה קבעו כי כאשר התאורה האופטימלית מתפזרת באופן אחיד, מספר התאונות בלילה עם הולכי רגל יורד ב-20–30 אחוז. תופעה זו ניכרת במיוחד בלילה באזורים של צלבי הולכי רגל ומקומי ירידה של התחבורה הציבורית, שבהם כל שניה נחוצה.

ההשפעה של תאורת רחוב עקביות על הפשיעה ועל תחושת הביטחון הציבורית

תאורת רחוב בעוצמה גבוהה מקשה על פושעים לברוח מהעבירות שלהם. אנשים יכולים לראות מה עושים סביבם אנשים אחרים. מחקר שנערך בשנת 2014 נתח את הקשר בין תאורת הרחוב לפשיעה בסביבות עירוניות. החוקרים גילו שסיכון הפשיעה ירד בסביבות מוארות היטב. באזורים מוארות היטב נרשמה ירידה של כ־21% בפשיעה בהשוואה לסביבות דומות עם תאורה חלשה יותר. אנשים מושפעים מתאורת הרחוב. 80% מהנשאלים ציינו שהם מרגישים בנוח יותר בעת הליכה בסביבות מוארות היטב. פסיכולוגית, אנשים מרגישים בטוחים יותר בעת הליכה במקום שבו הם יכולים לראות. נוכחות מצלמות מגבירה את האפקט המרתיע של תאורת הרחוב מפני פשיעה. האפקט המרתיע נגד פשיעה גורם גם להגבהה במספר האנשים שעוברים באזור. סביבות מוארות היטב מעודדות גם הליכה ומעלות את הפוטנציאל למניעת פשיעה בזכות תאורת הרחוב. אנשים פחות נוטים לפגוע בחוק בסביבות מוארות היטב ובעלות צפיפות אוכלוסין גבוהה.

המניעים הטכנולוגיים המרכזיים לביצוע גבוה של פליטה באור (לומן) באורות רחוב סולריים

פאנלים סולריים מונוקריסטליים, אגירת אנרגיה באבזרים ליתיום-יון ואורות LED בעלי יעילות גבוהה: תכנון מערכת משולבת

היכולת של אורת הרחוב לייצר קרן חזקה ואמינה נוצרת על ידי איזון של שלושת הרכיבים העיקריים: הפאנלים הסולריים המונוקריסטליים (לוח סולרי) והסוללה מסוג LiFePo4 (ליתיום-ברזל-פוספט). לפאנלים הסולריים המונוקריסטליים שיעור יעילות של 22%. כלומר, הם יכולים להפיק לכל היותר 22% מהאנרגיה הזמינה באור השמש; לפיכך, הם מספקים מספיק אנרגיה לאספקת חשמל לאור רחוב באזור מטרופוליני עירוני צפוף תוך שימור שטח. האנרגיה שנאספת על ידי הפאנלים הסולריים המונוקריסטליים מאוחסנת לאחר מכן בסוללת ליתיום-ברזל-פוספט, אשר יכולה לסבול עומק פריקה (DOD) של עד 90% שוב ושוב. לסוג סוללה זה יש חיים ארוכים מאוד של מחזורים, ולכן הוא ימשיך להאיר את אורת הרחוב גם במהלך תקופות ממושכות של מזג אוויר גרוע.

נורות LED יעילות גבוהות הופכות אנרגיה לאור מכוון במקום בו הוא נדרש ביותר. שבבי LED מודרניים מייצרים בין 150 ל 200 לומנים לוואט. יעילות זו מאפשרת שליטה קריטית על כיוון האור תוך שמירה על הפסד אור. לכל מרכיב במערכת יש בקרות חכמות. לדוגמה, הם משתמשים באלגוריתמים MPPT (לעקוב אחר נקודת כוח מקסימלית) לאופטימיזציה של תפיסת אנרגיה של פאנלים סולאריים כדי להגיב לשינוי מזג האוויר (לדוגמה, כיסוי עננים, טמפרטורה). בנוסף, חיישני בהירות יכולים להוריד את רמות האור כדי למנוע בזבוז אנרגיה כאשר אנשים אינם נוכחים. מערכת מלאה זו מקובלת על צריכת האנרגיה והפסולת. זה מוביל לספק ולהיעלה על תאורה גבוהה (> 10,000 לומנס) ותנאי תאורת כביש של מחלקות התחבורה של ארה"ב.

האומנות של המערכת היא קריטית לתקופת חיים של הרכיבים. פאנלים סולריים מונוקריסטליים נמשכים יותר מ-25 שנה. סוללות LiFePO4 סובלות מהתנאים הקיצוניים של הטמפרטורה. פעולת LED ללא הפרעה למשך יותר מ-50,000 שעות היא בהרבה יותר مما נדרש כדי להגיע לתקופת החיים המועילה של ה-LED, ומעבירה בפער את תקופת החיים המועילה הסטנדרטית בתעשייה עבור ירידה בלומינוסיות. רכיבים אלו מתמזגים יחדיו כדי ליצור תשתיות שמתנהלות ללא צורך בשימור, עמידות (בזמן כשל ברשת החשמל) ויעילות כלכלית למשך עשורים.

יתרונות תפעוליים ארוכי טווח לעיריות: יעילות, עמידות ותשואה על ההשקעה

תאורת רחוב סולארית עם פליטה גבוהה של לומן תועיל לתקציב העיר בשלושה אופנים עיקריים. ראשית, חיסכון משמעותי בעלויות החשמל – תאורת הרחוב הסולארית עולה כ-50–80% פחות מתאורת הרחוב המסורטת לחשמל הרשת. מיליארדים בשקלים של עלויות שנותרו לא מושקעות ניתנים להשקעה מחדש בפרויקטים קהילתיים כגון בתי ספר או גנים. שנית, נורות הרחוב הן אמינות: כאשר הרשת נופלת, נורות הרחוב הסולאריות ממשיכות לפעול, בדרך כלל לפחות שלושה לילות. ומעבר לכל זה, עלויות הפעלה ירדו. אין צורך יותר בחפירה ובתחזוקת כבלים. למעשה, רבות מהרשויות המקומיות דיווחו על ירידה של 50% בקריאות שירות תפעוליות, בהשוואה לצורות הישנות של תאורת רחוב. רוב הרשויות המקומיות דיווחו על ירידה של 50% בקריאות שירות תפעוליות לאחר המעבר לתאורת רחוב סולארית. דיווחי התעשייה טוענים כי הרשויות המקומיות מגיעות בדרך כלל לנקודת האיזון בעלות ההתקנה הראשונית תוך 3–5 שנים. בנוסף, תוחלת החיים הממוצעת של התקנת תאורת רחוב סולארית היא מעל 25 שנה. לבסוף, רשויות מקומיות יכולות לקיים את היעדים שלהן בהפחתת פליטות הפחמן.

שאלות נפוצות

מה היתרונות בשימוש באורות רחוב סולריים?

השימוש באורות רחוב סולריים חוסך בעלויות, דורש תחזוקה מינימלית ואמין גם בעת הפסקות חשמל.

איך אורות רחוב סולריים משפרים את הבטיחות ומפחיתים את הפשיעה?

אורות רחוב משפרים את הבטיחות על ידי שיפור הנראות והפחתת התאונות. אורות רחוב סולריים מפחיתים את הפשיעה על ידי הסרת אזורים חשוכים שבהם פושעים יכולים להסתתר.

אילו טכנולוגיות מאפשרות לאורות רחוב סולריים לפעול ברמה גבוהה?

השילוב של פאנלים סולריים מקריסטל יחיד (monocrystalline PV), סוללות ליתיום-ברזל-פוספט (lithium iron phosphate) ודיודות פולטות אור יעילות במיוחד (LEDs) מספק את המרה האופטימלית של אנרגיה, אחסון ואספקת אור.