EN
Висина на соларните улични светла и нејзиното влијание врз перформансите на осветлувањето
Закон за обратен квадрат
Пример за законот на обратен квадрат е случајот со светилник кој е двојно повисок од стандарден светилник. Осветленоста на нивото на земјата ќе се намали за приближно 75%. На пример, соларен уличен светилник поставен на висина од 6 метри ќе произведе само 1/4 од осветленоста на нивото на земјата во споредба со светилник поставен на висина од 3 метри. Ова обично е главниот фактор при одредување на висината на светилникот, што е поврзано со ширината на патот. Во општи линии, луѓето го применуваат пристапот 1:1. Користејќи го примерот со индискиот стандарт 3500, за пат широк 7 метри ќе биде потребен светилник со иста висина, за да се постигне униформна осветленост од над 20 лукс. Слепотата (непријатното осветлување) е сериозен проблем кога висината на монтирање на светилникот е ниска. Таа исто така е проблем и кога светлината е насочена хоризонтално во правецот на движење. Повисоките столови се поефикасни во намалувањето на слепотата, а добро дизајнираните светилници ќе насочат поголем процент од светлината таму каде што е потребна. Повеќе енергија ќе се потроши за производство на помалку видлива светлина отколку за производство на повеќе видлива светлина со високо ниво на потрошувачка на енергија.
Висина според ватаж: Зошто висината е од значење за соларните улични светилки
Повисокото поставување на светилките овозможува подобро распространување на светлината отколку зголемувањето на ватажот. Во нашиот случај, зголемувањето на висината од 4 на 8 метри практично го тројно зголеми осветленото подрачје без зголемување на потрошувачката на енергија. Ова е класичен пример за важноста на позиционирањето во споредба со ватажот на сијалицата. Ова е докажано и на терен во Гуџарат: уличните светилни столови со висина од 12 метри користат 25% помалку енергија за осветлување на околу 40% поголемо подрачје во споредба со столовите од 8 метри. Повисокото поставување на соларните панели значи помалку сместени препреки што создаваат сенки, што им овозможува да соберат околу 18% повеќе енергија низ целиот ден. Повеќето инженери го знаат ова, па затоа се фокусираат на висината наместо на капацитетот на батеријата за системи кои струваат околу 120 американски долари повеќе по единица. Сè е во висината — каде што системите оптимално ги балансират распределбата на светлината, собирањето на соларна енергија, ветровните оптоварувања и трајноста на системот.
Контекстуална оптимална висина за столбови на соларни улични светилки
Висината на соларните улични светилки се определува според тоа каде технологиското решение се совпаѓа со околниот контекст. Подолу се насоките базирани на случаите на употреба.
Резиденцијални области/Паркови (3–6 м): За патеки поширока од 7 м, столови високи 3–6 м опремени со светилки од 30–60 W обезбедуваат просечна осветленост од 15–20 лукс. Ова овозможува разумно ограничување на расеаната светлина, додека удобно осветлува зоната за пешаци.
Урбани патишта (8–10 м): За улици широки 8–12 м со барање за осветленост од 30 лукс, комбинирајте светилки од 100 W со столови високи 8–10 м. Инсталирањето на светилките на спротивните страни исто така го подобрува ефикасноста на покривачката површина и намалува потребата од помали растојанија помеѓу нив.
Автопати (10–14 м): За коловози поширока од 20 м кои бараат висока видливост, столови високи 10–14 м со единици од 100–200 W се соодветни и можат да се постават на растојание од 40–50 м една од друга за да се намали бликањето и расеаната светлина.
Истражувањето на Luxman (2023) докажало дека во случај на отстапувања во висина помали од ±1,5 м, светлинскиот излез бил за 40% помал, а енергијата била расипана за 35%, што го покажува значењето на внимателниот избор на висина за максимизирање на фотометриските перформанси и намалување на трошоците низ целиот животен век.
Избор на висина на соларните улични светилки
Разгледување на ширината на патиштата, висината на уличните светилки и растојанието помеѓу светилките
Исполнувањето на бараните нивоа на осветленост по патиштата е совршен баланс на три елементи — ширината на патот, висината на столовите и растојанието помеѓу столовите. На пример, тесен пат од околу 3 до 4 метри би имал потреба од столбови со приближно иста висина (околу 3 до 4 метри), поставени на растојание од околу 10 до 15 метри еден од друг, за да се избегне непожелната темна зона помеѓу светлините. Кога станува збор за пошироки патишта, на пример со ширина од 8 до 12 метри, висината и растојанието помеѓу столбовите значително се менуваат. Столбовите треба да бидат високи 8 до 10 метри и поставени на растојание од 25 до 30 метри. Ова конфигурација воопшто ги исполнува насоките на IES RP-8. Математичките пресметки гарантираат дека ќе бидат исполнети задолжителните баранки за осветленост, додека се ограничува бликањето и нежеленото распространување на светлината кон соседни имоти.
Постојат компромиси помеѓу ефикасноста на соларните панели, ветровното оптоварување и висината на панелите.
Ветровите товари се зголемуваат со висината, што значи дека столовите мора да бидат изградени од добри материјали (напр. цинцани челик) за брзини на ветер од околу 150 км/ч. Добриот аспект е што зголемената висина на столовите овозможува подобар пристап на слънчевите панели до слънчевата светлина, без препреки од сенка предизвикана од околни згради или дрвја. За дизајнерите и инженерите секогаш постои компромис кој треба да се разгледа. Според полските извештаи добиени во 2023 година, при зголемена висина, трошокот за материјали се зголемува за околу 18 %, а производството на енергија се зголемува за околу 9 % дневно. Иако PWM контролерите ги управуваат проблемите со делумна сенка, тие сепак не можат целосно да компензираат премногу голема висина. Колку што се подолги жиците, толку повеќе се губењата на моќност. Монтирањето станува посложено, а аголот може да биде премногу рамен за да се постигне добро слънчево осветлување.
Од стандардната документација до верификација на полски податоци: IS 3500
Соодветност со IES RP-8 и IS 3500 барањата за лукс за сите класи патишта
Кога станува збор за соодветност со IES RP-8 и индискиот стандард IS 3500, висината на соларната улична лампа е еден од најзначајните фактори што влијаат врз постигнувањето на овие стандарди. Неколку примери се:
- Резиденцијални патишта (Ширина: 5 м): столбови од 6 м обезбедуваат осветленост од 10–15 лукс
- Колекторски патишта (Ширина: 7–10 м): столбови од 8 м можат да го исполнат минималниот захтев од 20 лукс според IS 3500
- Автопатишта (Ширина: 12 м и повеќе): столбови од 10 м и повисоки осигуруваат еднородна осветленост од ≥30 лукс, што е неопходно за безбедно движење со висока брзина
Ниските висини можат да предизвикаат недозволени тъмни зони, додека прекумерните висини можат да доведат до нееднородност и губење на енергија. Скорошниот ревизиски преглед (2023) во Гуџарат открил 22% несоодветност на селските патишта поради минималниот захтев од 10 лукс според IS 3500, кој не бил исполнет со столбови над 6 м. Ова го потцртува значењето на адекватниот дизајн на патишта и улична опрема.
Полеви докази: столбови од 8 м споредено со столбови од 12 м на рурално патиште широко 7 м во Гуџарат, Индија
била спроведена 12-месечна проба за проценка на висините на столбовите на патиште широко 7 м.
Дури и ако 8-метарската стапка даваше позитивна, посветла точка тука-таму, 12-метарската поставкa, кога се гледа од просечната осветленост и рамномерното распространување на светлината по патот, дефинитивно беше најдобра со резултат од 0,68 спроти 0,41 кај пократката стапка. Возачот ќе усети помал стрес во текот на возењето по патот, а помалку светлина ќе се расипува кон соседните полиња, што е во согласност со индиските стандарди за темно небо. Со оглед на сѐ ова, заклучивме дека кај соларните улични лампи, доброто покривање е од најголемо значење и е подобро од високата осветленост. Рамномерноста е најдобрата мерка за квалитет споредена со само висока вредност на осветленост.
ЧПЗ
Што претставува законот за обратен квадрат на растојанието во врска со соларните улични лампи?
Законот за обратен квадрат на растојанието вели дека кога висината на уличната лампа се удвои, осветленоста на површината ќе се намали на една четвртина од вредноста на почетната осветленост и го информира поставувањето на уличните лампи во однос на растојанието.
Што прави висината на стеблото повеќе вредна од ватажата кај соларните улични лампи?
Кај соларните улични лампи, висината е повеќе вредна од ватажата бидејќи таа повеќе влијае врз опсегот на распределбата на светлината отколку само зголемувањето на ватажата. Постојат примери од Гуџарат, Индија, каде што прилагодувањето на висината на стеблата довело до поголема распределба на светлината и дури и намалување на потрошувачката на електрична енергија.
Кои се средините и параметрите за висина на стеблата?
стеблата со висина од 3–6 метри се идеални за употреба во резиденцијални и паркови средини, додека кај урбани патишта стеблата треба да бидат високи помеѓу 8–10 метри, а на автопатиштата се препорачува висина на стеблата од 10–14 метри за постигнување адекватно осветлување што истовремено е и енергетски ефикасно.
Кои се недостатоците од зголемувањето на висината на стеблото?
Недостатоците од зголемувањето на висината на стеблото се поголеми трошоци за материјали, зголемена изложенист на ветер и можни проблеми со енергетската ефикасност и распределбата на светлината ако не се соодветно дизајнирани.