EN
Saules ielas lampas augstums un tā ietekme uz apgaismojuma veiktspēju
Apbrīvojuma kvadrāta likums
Inversā kvadrāta likuma piemērs ir tāds, ka gaismas stabs ir divreiz augstāks par standarta stabu. Apgaismojums zemes līmenī samazināsies aptuveni par 75 %. Piemēram, saules ielas gaisma, kas novietota 6 metru augstumā, radīs tikai ¼ no apgaismojuma zemes līmenī salīdzinājumā ar gaismas avotu, kas novietots 3 metru augstumā. Parasti tas ir galvenais faktors, nosakot gaismas stabu augstumu attiecībā uz ceļa platumu. Vispārīgi runājot, cilvēki izmanto 1 pret 1 attiecību. Izmantojot Indijas standarta piemēru 3500, 7 metrus plats ceļš prasa gaismas stabu ar tādu pašu augstumu, lai sasniegtu vienmērīgu apgaismojumu virs 20 luksiem. Blāzmojums ir nopietna problēma, ja gaismas avota montāžas augstums ir zems. Tas ir arī problēma, ja gaisma tiek horizontāli pielāgota gaismas virzienā. Augstāki stabi efektīvāk samazina blāzmojumu, un pareizi izstrādāti gaismas avoti novirza lielāku gaismas daļu uz vietām, kur tā ir nepieciešama. Lai ražotu mazāk redzamas gaismas, būs jāiztērē vairāk enerģijas nekā, lai ražotu vairāk redzamas gaismas ar augstu enerģijas patēriņu.
Augstums pret jaudu: Kāpēc augstums ir svarīgs saules ielas lampām
Palielinot lampu augstumu, gaismas izplatīšanās kļūst labāka nekā jaudas palielināšana. Mūsu gadījumā staba garuma palielināšana no 4 metriem līdz 8 metriem gandrīz trīskāršoja apgaismojamās teritorijas laukumu, neuzpildot jaudu. Tas ir tipisks piemērs, kurā uzmanība tiek pievērsta novietojumam, nevis spuldzes jaudai. To ir pierādījis arī lauka tests Gudžarātā: 12 metrus augstie ielas lampu stabi patērēja par 25 % mazāk enerģijas, lai apgaismotu aptuveni par 40 % lielāku teritoriju nekā 8 metrus augstie stabi. Augstāk novietotas saules baterijas nozīmē mazāk apkārtēju ēnu radošu šķēršļu, kas palīdz savākt dienas laikā aptuveni par 18 % vairāk enerģijas. Vairums inženieru to zina, tāpēc viņi koncentrējas uz augstumu, nevis uz akumulatora jaudu sistēmās, kuru cena ir aptuveni par 120 USD augstāka katrā vienībā. Viss ir saistīts ar augstumu, jo tas ļauj optimizēt gaismas izplatīšanu, saules enerģijas uzkrāšanu, vēja slodzi un sistēmas kalpošanas ilgumu.
Kontekstualais optimālais augstums saules ielas lampu stabiem
Saules ielas lampu augstumu nosaka tehnoloģiskā risinājuma un apkārtējā konteksta savienojums. Turpmāk ir norādītas pamatnostādnes, kas balstītas uz lietošanas gadījumiem.
Dzīvojamās teritorijas/parki (3–6 m): Ceļu līnijām, kuru platums ir mazāks par 7 m, 3–6 m stabi ar 30–60 W gaismas avotiem nodrošina vidējo apgaismojumu 15–20 lukss. Tas nodrošina pietiekamu ierobežojumu gaismas izplatīšanai, vienlaikus komfortabli apgaismojot gājēju zonu.
Pilsētas ielas (8–10 m): Ielām, kuru platums ir 8–12 m un kurām nepieciešams 30 lukss apgaismojums, izmantojiet 100 W lampas kopā ar 8–10 m augstiem stabiem. Gaismas avotu uzstādīšana pretējās ielas pusēs arī uzlabo seguma efektivitāti un samazina nepieciešamo attālumu starp stabiem.
Autoceļi (10–14 m): 20 m vai vairāk platiem braukšanas joslu komplektiem, kuriem nepieciešama augsta redzamība, piemēroti 10–14 m stabi ar 100–200 W vienībām; tos var novietot 40–50 m attālumā vienu no otra, lai samazinātu spīdumu un gaismas izplatīšanos.
Luxman pētījums (2023) pierādīja, ka augstuma noviržu gadījumā, kas ir mazākas par ±1,5 m, gaismas izvade samazinās par 40 %, bet enerģija tiek izšķērdēta par 35 %, kas norāda uz augstuma rūpīgas izvēles nozīmi, lai maksimāli uzlabotu fotometriskos rādītājus un samazinātu dzīves cikla izmaksas.
Saules ielas lampu augstuma izvēle
Ņemot vērā ceļu platumu, ielas lampu augstumu un lampu attālumu viena no otras
Prasīto apgaismojuma līmeņu nodrošināšana visā ceļa garumā ir perfekta triju elementu līdzsvara jautājums — ceļa platums, stabiņu augstums un attālums starp stabiņiem. Piemēram, šauram taka ceļam, kura platums ir aptuveni 3–4 metri, nepieciešami stabiņi, kuru augstums ir aptuveni tāds pats (aptuveni 3–4 metri), un attālums starp tiem ir aptuveni 10–15 metri, lai izvairītos no bīstamajām tumšajām vietām starp lampām. Plašākiem ceļiem, piemēram, 8–12 metrus platiem, stabiņu augstums un to novietojuma attālums mainās ievērojami. Stabiņiem jābūt 8–10 metrus augstiem un jābūt novietotiem 25–30 metru attālumā viens no otra. Šāda konfigurācija parasti atbilst IES RP-8 norādījumiem. Matemātiskās aprēķinu metodes nodrošina obligāto prasību izpildi attiecībā uz spilgtumu, vienlaikus ierobežojot apgaismojuma blāzmu un gaismas izplatīšanos uz blakusesošajām īpašumtiesībām.
Pastāv kompromisi starp saules bateriju efektivitāti, vēja slodzi un paneļu augstumu.
Vēja slodzes pieaug ar augstumu, tāpēc stabiem jābūt izgatavotiem no kvalitatīviem materiāliem (piemēram, cinkota tērauda), lai izturētu vēja ātrumus aptuveni 150 km/h. Priekšrocība ir tāda, ka palielināts staba augstums nodrošina saules baterijām labāku piekļuvi saules gaismai, neierobežojot to ar ēnām no apkārtējiem ēkām vai kokiem. Projektētājiem un inženieriem vienmēr jāapsver kompromiss. Pamatojoties uz 2023. gadā saņemtajiem lauka ziņojumiem, palielinot staba augstumu, materiālu izmaksas palielinās aptuveni par 18 %, bet enerģijas ražošana dienā palielinās aptuveni par 9 %. Lai gan PWM vadības ierīces var mazināt daļējas ēnošanas problēmas, tās tomēr pilnībā nevar kompensēt pārāk lielu augstumu. Jo garākas ir vadi, jo lielākas ir jaudas zudumu vērtības. Montāža kļūst sarežģītāka, un leņķis var būt pārāk plakans, lai nodrošinātu optimālu saules gaismas uztveri.
No standartu dokumentācijas līdz lauka datu verifikācijai: IS 3500
Atbilstība IES RP-8 un IS 3500 apgaismojuma prasībām (lūksiem) visām ceļu klasēm
Kad runa ir par IES RP-8 un Indijas standarta IS 3500 atbilstību, saules ielas lampas augstums ir viens no lielākajiem faktoriem, kas ietekmē šo standartu izpildi. Daži piemēri ir:
- Dzīvojamās ieliņas (platums: 5 m): 6 m stabi nodrošina 10–15 luksojus
- Savākšanas ceļi (platums: 7–10 m): 8 m stabi var atbilst IS 3500 noteiktajam minimālajam 20 luksoju prasījumam
- Autoceļi (platums: 12 m un vairāk): 10 m un augstāki stabi nodrošina vienmērīgu apgaismojumu ≥30 luksoji, kas nepieciešams drošai braukšanai ar augstu ātrumu
Zemi stabi var izraisīt neatbilstības tumšas zonas, kamēr pārmērīgi augsti stabi var novest pie nevienmērīga apgaismojuma un enerģijas izšķiešanas. Pēdējā (2023. gada) revīzija Gudžarātā identificēja 22 % neatbilstību ciema ceļos, jo IS 3500 noteiktais minimālais 10 luksoju prasījums netika izpildīts stabiem, kuru augstums pārsniedza 6 m. Tas uzsvērto ceļu un ielu infrastruktūras elementu projektēšanas nozīmi.
Laukā iegūtie pierādījumi: 8 m pret 12 m stabiem 7 m platas lauku ceļa posmā Gudžarātā, Indijā
tika veikts 12 mēnešu ilgs tests, kurā novērtēja staba augstumu 7 m platas ceļa posmā.
Pat ja 8 metru stabs šeit un tur radīja pozitīvu, spožāku apgaismojuma plankumu, tomēr 12 metru iestatījums, ņemot vērā vidējo luksu un vienmērīgo gaismas izplatīšanos uz ceļa, noteikti bija vislabākais, iegūstot 0,68 punktus pret īsākā staba 0,41 punktiem. Vadītājam ceļa garumā noteikti jutīsies mazāka slodze, un mazāk gaisma izplūdīs blakusesošajos laukos, tādējādi labāk atbilstot Indijas „Tumšā debess” standartiem. Ņemot vērā visu iepriekšminēto, mēs secinājām, ka saules ielas lampu izvietojumā visvairāk nozīmes ir labai pārklāšanai, nevis augstam luksu līmenim. Viendabīgums ir vislabākais kvalitātes rādītājs salīdzinājumā ar vienkārši augstu luksu skaitli.
BIEŽI UZDOTIE JAUTĀJUMI
Kas ir apgaismojuma attāluma kvadrāta likums saules ielas lampām?
Apgaismojuma attāluma kvadrāta likums norāda, ka, kad gaismas staba augstums tiek divkāršots, zemes apgaismojums samazinās līdz vienai ceturtajai daļai no sākotnējā apgaismojuma vērtības, un tas nosaka gaismas stabu izvietojumu attiecībā pret attālumu.
Kāpēc staba augstums ir vērtīgāks par jaudu saules ielas lampām?
Saules ielas lampām staba augstums ir vērtīgāks par jaudu, jo tas ietekmē gaismas izplatīšanās diapazonu vairāk nekā vienkārša jaudas palielināšana. Ir piemēri no Gudžaratas Indijā, kur staba augstuma pielāgošana noveda pie lielākas gaismas izplatīšanas un pat elektroenerģijas patēriņa samazināšanās.
Kādas ir vides un staba augstuma parametri?
3–6 metrus augsti stabi ir ideāli mājokļu un parku apstākļos, kamēr pilsētas ceļos stabiem jābūt 8–10 metrus augstiem, bet šosejās ieteicams izmantot 10–14 metrus augstus stabus, lai sasniegtu pietiekamu apgaismojumu, kas būtu arī enerģijas efektīvs.
Kādas ir problēmas, kas rodas, palielinot staba augstumu?
Staba augstuma palielināšanas trūkumi ir lielākas materiālu izmaksas, palielināta vēja ietekme un iespējamās enerģijas efektivitātes un gaismas izplatīšanas problēmas, ja tas nav pareizi projektēts.