EN
Ytelsesvurdering av solkraftdrevet gatebelysning og stedsvurdering
Utføre på-stedet vurderinger av skygge, terrengform og belysning
En vellykket installasjon av solkraftdrevne gatelamper begynner med en på-sted-evaluering. Det første trinnet er å sjekke skygge og vurdere den årlige skyggen på panelene fra bygninger og omkringliggende trær. (Ifølge NREL 2023 kan hindringer redusere solcellepanelenes effektivitet med omtrent 50 %). Vurder terrengforholdene for endringer for å prioritere hvor lampene skal installeres. Hvis det trengs ekstra belysning for å oppfylle kravene til synlighet, må belysningen måles med en luxmeter.
Opprettholdelse av belysningsmål etter IESNA: Kriteriene for jevnhet, blending og vertikal belysningsstyrke
En installasjon av solkraftdrevne gatelier er påkrevd for å oppfylle Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) RP-8-standardene for veibelysning. Disse standardene foreslår at når man vurderer den maksimale gjennomsnittlige belysningsstyrken på veier (10–20 lux), bør forholdet mellom laveste og høyeste verdi for lysflekker være ca. 4:1. Bruk av cutoff-optikk reduserer blinding og sikrer at den øvre grensen for IESNAs blindingstandarder (0,3 for vertikal belysningsstyrke) ikke overskrides. Det stilles krav om at vertikal belysningsstyrke på minst 3 lux må oppnås i gangveibelysning, noe som kan oppnås ved hjelp av fotometriske vurderinger.
Integrering av miljø- og klimafaktorer for å forlenge levetiden til solkraftdrevne gatelier
For å oppfylle kravene i arealplanlovene for kystområder vil saltbestandige aluminiumsmastere og IP68-sertifiserte husninger tilfredsstille kravene. I høye ørkenområder må det foretas endringer for å kontrollere støv og sikre tørr ventilasjon. Bruk av oppvarming og litium-jernfosfatbatterier for å støtte drift ved lave temperaturer (–30 °C) er nødvendig i høye ørkenområder. Ved installasjon i varme tropiske områder finnes det isolasjonskrav som støtter LED-driverne. Etter fem år med disse tilpasningene vil tapet av lysstyrke være > 90 %.
Strategisk design og plassering av solcellepaneler for optimal dekning med solkraftdrevne gatelamper
Optimal plassering av master, høyde og justering ved bruk av veiklasse og lysutstrålingsretning
Ytelsen er proporsjonal med design og teknologi. Som klassifiserte veipoler bestemmer fotometrisk modelleringsdesignprogramvare den «typiske» avstanden mellom polene, med tanke på avstander på 2,5–4 ganger polenes høyde for hovedveier og 3–5 ganger polenes høyde for boligområder. For eksempel, for å oppnå IESNA-anbefalt jevnhet, vil poler med en høyde på 10 meter ha en avstand på 25–40 meter langs motorveien. Det er også viktig å sikre maksimal sørlig helning ved plasseringen av polene, med en vinkel på 15°–30°, noe som forbedrer netto energiinnsamling med 18 % i tempererte klimasoner. Strukturelle faktorer som tas i betraktning inkluderer veiens kurvatur, veibredde og trafikktetthet, og disse faktorene avgjør belysningsnivået.
Bruk av integrert design for LED-optikk: lysstrålevinkel og lysfordeling for belysning
Integrasjon av mastdesign og optikk oppnår en optimal lysfordeling og balanse i belysning. For Batwing-fordelingen på 60° × 120° for smale fortov er armaturforlengelse optimalt 25 % for å opprettholde jevnhet ved 15 lux. Ved økt masthøyde er maksimal avstand mellom mastene for samme veibredde 8–12 meter. Bruken av avanserte mikroprismatiske linser sikrer cutoff-klassifiseringsvurderinger (fra G6 til B0 i EN 13201-standarden), noe som reduserer unødvendig lysutslipp med 40 % i reflektorsystemer. De viktigste designparametrene inkluderer strålevinkelen, som brukes til lyskontroll, samt kontroll av spredt lys gjennom asymmetrisk lysfordeling fra mastene.
Tilnærmingen til integrasjon tar hensyn til retningen i designet for å sikre at hver watt i designberegningen utnyttes fullt ut, samtidig som den gir frihet fra blinding for sikker bruk og reduserer det totale designbehovet.
Designanbefalinger for solkraftdrevne gatellys
Alt-i-ett versus delt-system for solkraftbelyste gater: systemdesign, komponentkjøling og enkelhet ved utskifting av komponenter
Vurdering av integreringen av alt-i-én-enheter versus delt-systemenheter avhenger av en kombinasjon av kostnad, funksjon og designkriterier. Integrerte alt-i-én-enheter kombinerer solcellepaneler (PV), batterier og LED-lamper for de separate systemkomponentene. Produktdesignet eliminerer kablingsarbeid og reduserer monterings- og byggetid på stedet med 40 %. Imidlertid påvirker dårlig varmeavledning – som følge av manglende design for passiv og/eller aktiv konvektiv kjøling – batteritemperaturen negativt, noe som akselererer nedbrytningen av litium-ion-batterier. Separate eller delte PV-batteri- og LED-systemer gjør det mulig å montere solcellepaneler slik at deres vinkel i forhold til solen optimaliseres. Batteristyringsenheter og LED-styringsenheter, som tillater tilstrekkelig ventilasjon og kjøling, installeres under bakkenivå. Delt-systemer tillater utskifting av komponenter selv om underjordiske temperaturer i miljøet overstiger 45 grader Celsius; i slike tilfeller vil vedlikeholdsarbeidets tid og konfigurasjon – uavhengig av begrensede forhold – bli delt opp, slik at isolert batteriutskifting tar ca. 15 minutter, eller hele alt-i-én-enheten kan fjernes. Bruk alt-i-én-systemer for rask kommunal utvikling, og delte systemer i ekstreme klimaforhold der det er nødvendig med isolerte valideringskrav for vedlikehold.
Installasjonssted for solkraftgatelys?
Inngangsbeskjerming, batteribeskyttelse og overholdelse av standarder fra International Electrotechnical Commission (IEC) og Underwriters Laboratories (UL)
Ventilasjon og kombinasjonen av termiske og batteribeskyttelseskrav er direkte følger av nedbrytning av litium-jernfosfat (LiFePO4)-batterier. Innkapslingsystemene bør utformes etter IP67-klassifisering, som gir beskyttelse mot vann og støv. Beste praksis for elektrisk sikkerhet i henhold til IEC- og UL-standarder innebär dobbeltisolering av likestrømskabelen og bruk av polariserte og vannbestandige koblingsbokser med skjermet jordforbindelse. Fraværet av kortslutninger – som er den primære årsaken til 23 % av alle systemfeil i sikkerhetsauditter av fornybar energi – håndteres ved hjelp av overstrømbeskyttelsesenheter (OCPD) som utløses og avbryter feilen på under 0,1 sekund. Jordingsystemer er et avgjørende aspekt ved utforming av elektriske anlegg, siden det er den mest effektive måten å lede energien fra et lynnedslag til bakken og spre den ut.
Motstand mot vindløfting – grunnlagskonstruksjon: Betongdybde, armering og bestemmelse av bæreevne i jord
Fundamentdesign bestemmer delvis motstandsevnen mot vindlast. For eksempel gir fundamentdesignet for en 8-meter høy mast med vind på 33 m/s følgende:
Faktor Krav Beregningsgrunnlag
Betongdybde 1,2–1,8 meter 1/6 masthøyde + frostedybde
Armering 16 mm armeringsstenger i rutenett med 200 mm avstand ASTM A615 strekkfasthet
Bæreevne til jord ≥ 150 kN/m² ASTM D1586 penetrasjonstest
For å hindre vindoptrykk må massen til fundamentet beregnes i henhold til byggforskriften ASCE 7-22, der jordtypen avgjør størrelsen på sokkelen. For eksempel krever sandbunn sokler som er 30 % bredere enn leire. Herding i løpet av 7–28 dager sikrer at betongen oppnår en trykkfasthet på 25 MPa, og dermed unngås tilt eller kollaps under en storm av kategori 3, som en sokkel.
OFTOSTILTE SPØRSMÅL
Hva gjør et feltarbeid så viktig for installasjonen av en solkraftdrevet gatebelysning?
Anekdotisk feltarbeid fastsetter i hovedsak de riktige vinklene for solcellepaneler og lyskilder, forbereder de ulike forholdene for skyggelegging, måler og vurderer trygge og ideelle topografiske omgivelseslysnivåer.
Hva er noen av effektene av fotometrisk modellering på plasseringen av mastene?
Fotometrisk modellering støtter veidetaljering for avstandsmåling ved plassering av master.
Hva er resultatet av de ulike klimabaserte tilpasningene for utformingen av solkraftdrevne gatelys?
De fleste tilpasningene, som for eksempel IP67-klassifiseringen og støvbeskyttende mekanismer med justerbar ventilasjon, kombinert med en viss termisk styring, gjør at lyset fungerer jevnt over et bredt spekter av miljøforhold.
Hva er noen av de andre effektene av separerte gatelyssystemer?
Separerte systemer er svært fordelsrike for termisk styring og generell vedlikehold, og gjør det enklere å oppnå design som er bygd for å vare lenge, også i ekstreme og andre uventede miljøer.
Hva er de viktigste sikkerhetsoverveiningene ved installasjon av solkraftbaserte gatelys?
De viktigste tiltakene innebär å lage elektriske tilkoblinger som overholder UL- eller IEC-standarder, å bruke beskyttende kabinetter med IP67+-klassifisering og å etablere stabile fundamenter som tåler vind og andre værforhold.