EN
Evaluarea performanței iluminatului stradal solar și evaluarea site-ului
Realizarea evaluărilor pe teren privind umbrirea, topografia și iluminatul
O instalare reușită a iluminatului stradal solar începe cu o evaluare pe teren. Primul pas este verificarea umbrirei și evaluarea umbrirei anuale asupra panourilor solare cauzate de clădiri și de copacii din jur. (Conform NREL 2023, obstrucțiile pot reduce eficiența panourilor solare cu aproximativ 50%). Evaluați peisajul pentru a identifica eventualele modificări și a stabili prioritatea locurilor unde vor fi instalate lămpile. Dacă este necesar un iluminat suplimentar pentru a satisface cerințele de vizibilitate, efectuați măsurarea iluminatului cu un luxmetru.
Menținerea obiectivelor de iluminare conform IESNA: Criteriile de uniformitate, strălucire și iluminare verticală
Instalarea unui sistem de iluminat stradal solar trebuie să respecte standardele RP-8 ale Societății de Inginerie a Iluminatului din America de Nord (IESNA) privind iluminatul drumurilor. Aceste standarde recomandă ca, la evaluarea iluminării medii a drumurilor, în intervalul de 10–20 lux, raportul dintre valorile minime și maxime ale iluminării zonelor luminoase să fie aproximativ 4:1. Utilizarea opticilor cu limitare (cutoff) reduce strălucirea, astfel încât valoarea maximă admisă conform standardelor IESNA privind strălucirea să nu depășească 0,3 pentru iluminarea verticală. Există, de asemenea, o cerință ca iluminarea verticală în zonele destinate pietonilor să depășească 3 lux, care poate fi atinsă prin efectuarea unor evaluări fotometrice.
Integrarea factorilor ambientali și climatici pentru a spori durata de viață a sistemelor de iluminat stradal solar
Pentru a îndeplini cerințele reglementărilor de zonare pentru regiunile de coastă, stâlpii din aluminiu de calitate marină rezistenți la sare și carcasele cu gradul de protecție IP68 vor satisface aceste cerințe. În regiunile de deșert înalt, vor fi necesare modificări pentru controlul prafului și pentru ventilarea uscată. Utilizarea sistemelor de încălzire și a bateriilor cu litiu-fier-fosfat va sprijini funcționarea în condiții de frig extrem (-30 °C) specific regiunilor de deșert înalt. În instalațiile din zonele tropicale calde, există cerințe privind izolația care sprijină driver-ii LED. După 5 ani de utilizare cu aceste adapțări, pierderea fluxului luminos va fi > 90%.
Proiectare strategică și amplasare optimă a panourilor solare pentru maximizarea acoperirii în cazul lămpilor stradale solare
Amplasare optimizată a stâlpilor, înălțimea și alinierea acestora, folosind clasa drumului și proiecția luminii
Performanța este proporțională cu designul și tehnologia. În calitate de stâlpi clasificați pentru drumuri, software-ul de proiectare fotometrică determină distanța „tipică” dintre stâlpi, având în vedere o distanță între stâlpi de 2,5–4 ori înălțimea acestora pentru arterele rutiere și de 3–5 ori înălțimea acestora pentru drumurile rezidențiale. De exemplu, pentru a atinge uniformitatea recomandată de IESNA, stâlpii cu înălțimea de 10 metri amplasați de-a lungul autostrăzii ar trebui să fie distanțați la 25–40 de metri. Este, de asemenea, important, la stabilirea orientării, să se obțină o înclinare maximă spre sud pentru stâlpi, sub un unghi de 15°–30°, ceea ce îmbunătățește eficiența colectării cu 18% în zonele temperate. Factorii structurali care influențează calculul includ curbura drumului, lățimea acestuia și densitatea traficului, determinând nivelul de iluminare necesar.
Utilizarea unui design integrat pentru opticile LED: unghiul fasciculului și distribuția luminii pentru iluminare
Integrarea proiectării stâlpilor cu optică asigură o distribuție optimă a luminii și un echilibru al iluminării. Pentru distribuția în formă de aripă de liliac (60° × 120°), destinată trotuarelor înguste, suprapunerea optimă între lămpi este de 25 % pentru menținerea uniformității la 15 lux. La înălțimi mai mari, distanța maximă între stâlpi pentru aceeași lățime de drum este de 8–12 metri. Utilizarea lentilelor microprismatice avansate permite obținerea clasificărilor de tip cutoff (în intervalul G6–B0 conform standardului EN 13201), reducând cu 40 % invadarea luminii în sistemele cu reflectoare. Principalele variabile luate în considerare în proiectare includ unghiul fasciculului, utilizat pentru controlul luminii, și controlul luminii parazite prin aplicarea unei distribuții asimetrice a luminii pe stâlpi.
Abordarea integrată ține cont de direcția proiectării pentru a garanta utilizarea eficientă a fiecărui watt din calculul proiectual, oferind în același timp protecție împotriva orbirii, siguranță în exploatare și reducerea globală a calculului proiectual.
Recomandări de proiectare pentru aplicații de iluminat stradal solar
Iluminat stradal solar All-in-One versus sistem split: Proiectare sistem, răcire componente și ușurința înlocuirii componentelor
Evaluarea integrării unităților all-in-one față de cele cu sistem separat se bazează pe combinația dintre cost, funcționalitate și criterii de proiectare. Unitățile integrate all-in-one combină panourile fotovoltaice solare (PV), bateriile și diodele electroluminescente (LED) pentru componentele separate ale sistemului. Proiectarea produsului elimină necesitatea cablurilor și reduce timpul de asamblare și construcție a sistemului pe teren cu 40%. Totuși, din cauza lipsei unei proiectări adecvate pentru răcirea pasivă și/sau activă prin convecție, disiparea căldurii are un impact negativ, determinând o creștere a temperaturii care accelerează degradarea bateriilor cu ion-litiu. Sistemele separate sau cu sistem divizat PV-baterie-LED permit montarea panourilor fotovoltaice solare într-o poziție optimizată pentru unghiul lor de expunere la soare. Controlerele pentru baterii și LED-uri, care asigură o ventilație și o răcire adecvate, sunt instalate subteran (sub nivelul solului). Sistemele divizate permit înlocuirea componentelor chiar și atunci când temperaturile subterane ale mediului depășesc 45 de grade Celsius; în acest caz, durata și configurațiile operațiunilor de întreținere, indiferent de mediul restrictiv, vor fi împărțite: înlocuirea izolată a bateriei va dura aproximativ 15 minute, iar înlocuirea întregii unități all-in-one va implica demontarea acesteia. Utilizați sistemele all-in-one pentru dezvoltarea rapidă municipală și sistemele divizate în climatul extrem, unde există cerințe de validare izolată privind întreținerea.
Amplasare pentru instalarea lămpilor solare de stradă?
Protecție împotriva pătrunderii, protecție a bateriei și conformitate cu normele Comisiei Electrotehnice Internaționale (IEC) și cu cele ale Laboratoarelor Underwriters (UL)
Ventilarea și combinația cerințelor de protecție termică și a bateriilor sunt rezultate directe ale degradării bateriilor din fosfat de litiu-fier (LiFePO4). Sistemele de înveliș trebuie proiectate conform gradului de protecție IP67, care asigură protecție împotriva apei și a prafului. Cele mai bune practici privind siguranța electrică, conform standardelor IEC și UL, includ dubla izolare a cablului de curent continuu (CC) și utilizarea unor cutii de joncțiune polarizate și impermeabile, cu legare la pământ etanșată. Lipsa scurtcircuitelor — principala cauză a 23 % dintre toate defecțiunile sistemelor identificate în auditurile de siguranță ale sistemelor de energie regenerabilă — este abordată prin utilizarea dispozitivelor de protecție împotriva supracurenților (OCPD), care declanșează întreruperea circuitului în cazul unei defecțiuni în mai puțin de 0,1 secundă. Legarea la pământ a sistemelor reprezintă un aspect esențial al proiectării sistemelor electrice, deoarece constituie cea mai eficientă metodă de direcționare a energiei unui fulger către pământ și de disipare a acesteia.
Ingineria fundațiilor pentru rezistența la ridicarea provocată de vânt: adâncimea betonului, armarea și determinarea capacității portante a solului
Proiectarea fundației determină o parte din rezistența la încărcarea vântului. De exemplu, proiectarea fundației unui stâlp de 8 metri în condiții de vânt de 33 m/s conduce la următoarele:
Factorul Cerință Baza de calcul
Adâncimea betonului 1,2–1,8 metri 1/6 din înălțimea stâlpului + adâncimea înghețului
Armătură Grilaj de bare de armare de 16 mm la distanță de 200 mm Rezistență la întindere conform ASTM A615
Capacitatea portantă a solului ≥ 150 kN/m² Test de penetrare conform ASTM D1586
Pentru a preveni ridicarea datorită vântului, calculele de masă ale fundației, conform Codului de construcții ASCE 7-22, indică faptul că tipul de sol determină dimensiunea bazei. De exemplu, solul nisipos necesită baze cu 30 % mai late decât cele pentru solul argilos. Întărirea betonului timp de 7–28 de zile permite atingerea unei rezistențe la compresiune de 25 MPa, evitând astfel înclinarea sau prăbușirea în timpul unei furtuni de categorie 3, ca bază.
Întrebări frecvente
De ce este atât de importantă verificarea pe teren pentru instalarea unui sistem de iluminat stradal solar?
Lucrul de teren bazat pe observații anecdotice stabilește în esență unghiurile corecte pentru panourile solare și pentru iluminat, pregătește diversele condiții de umbră, măsoară și evaluează nivelurile luminoase ambientale topografice sigure și ideale.
Care sunt unele dintre efectele modelării fotometrice asupra amplasării stâlpilor?
Modelarea fotometrică sprijină detalierea drumurilor pentru stabilirea distanței între stâlpi.
Care este rezultatul diverselor adaptări bazate pe climă în ceea ce privește proiectarea sistemelor de iluminat stradal solar?
Majoritatea adaptărilor, cum ar fi cele referitoare la gradul de protecție IP67 și mecanismele antipraf cu ventilare variabilă, combinate, de asemenea, cu unele soluții de gestionare termică, permit funcționarea uniformă a luminilor în condiții ambientale diverse.
Care sunt unele dintre celelalte efecte ale sistemelor de iluminat stradal de tip split?
Sistemele split sunt foarte avantajoase pentru gestionarea termică și pentru întreținerea generală, permițând obținerea ușoară a unor proiecte concepute să reziste în condiții extreme și în alte medii neprevăzute.
Care sunt cele mai importante considerente de siguranță la instalarea lămpilor solare de stradă?
Cele mai importante măsuri implică realizarea conexiunilor electrice care respectă standardele UL sau IEC, utilizarea carcaselor de protecție cu grad de protecție IP67+, precum și stabilirea unor fundații stabile, rezistente la vânt și alte condiții meteorologice.