EN
Analýza klasifikácie ciest a noriem osvetlenia pre slnečné uličné svietidlá
Normy osvetlenia podľa triedy cesty podľa noriem CIE a IES: obydlia, zberné cesty, tepny, diaľnice
Klasifikácia cesty určuje požadované minimálne úrovne jasnosti pre účinné a bezpečné fungovanie slnečných uličných svietidiel. Podľa medzinárodných noriem CIE S 017 a IES RP-8:
Pre obydlie ulicu je požadovaná osvetlenosť v rozmedzí 5–10 luxov, čo je dostatočné na zabezpečenie chodcov bez vyvolania oslepenia alebo nežiaduceho prenikania svetla.
Zberné cesty, ktoré majú stredný objem premávky a stredné rýchlosti jazdy, vyžadujú osvetlenosť 10–15 luxov.
Pre tepny, kde je rýchlosť vozidiel vysoká a hustota premávky veľká, sa vyžaduje osvetlenosť 20 alebo viac luxov a túto rovnosť osvetlenia je potrebné prísne kontrolovať.
Diaľnice vyžadujú osvetlenosť 15–30 luxov, pričom špeciálne sa vyžaduje pozdĺžna rovnosť osvetlenia, aby mali vodiči dostatok času na reakciu pri udržiavaní vysokých rýchlostí.
Akékoľvek skreslenie klasifikácie ciest môže viesť k: 1) nedostatočnému osvetleniu, ktoré je spojené so 40 % nárastom počtu nehôd v noci, alebo 2) nadmernému osvetleniu, ktoré plýtvá 35 % vyrobenej energie (Lighting Research Center, 2024). Pred návrhom vždy používajte spoľahlivé geopriestorové mapovacie nástroje na potvrdenie národných alebo regionálnych verzií týchto noriem.
Dôležitosť a zložitosť pomerov rovnostnosti (U1/U2) pri nasadení solárnych systémov mimo siete
Pomery rovnostnosti – U1 (minimálna hodnota/ priemerná hodnota v luxoch) a U2 (minimálna hodnota/ maximálna hodnota v luxoch) – je potrebné dodržiavať z dôvodu vizuálnej bezpečnosti pri solárnom uličnom osvetlení mimo siete. Cieľové prahové hodnoty sú U1 ≥ 0,4 a U2 ≥ 0,7. Akékoľvek hodnoty pod týmito pomermi spôsobujú nebezpečný efekt „zebrinového pruhovania“, čo vedie k vizuálnej nebezpečnosti vozovky, zvyšuje riziko pádov a na ciestach s nízkou rýchlosťou ho zvyšuje o 55 % (Journal of Solar Energy, 2023).
Dôvodov nedodržania pomerov rovnostnosti je niekoľko:
- Výška stĺpa nie je správne prispôsobená šírke cesty (stĺpy výšky 6 m inštalované na ceste širokej 10 m).
- Nepravidelné rozostupy, ktoré porušujú pravidlo 3–4 × výška stĺpa.
- Zanedbanie optiky odrazových plôch ovplyvňujúcich rozptyl svetelného lúča a jeho ohraničenie.
Pred zakúpením je fotonometrická simulácia jedinou prakticky uskutočniteľnou metódou, ktorá umožňuje vyhnúť sa nadmernému technickému riešeniu bez kompromitovania pokrytia pri posudzovaní rovnostnosti.
Vykonajte fotometrické výpočty rozmiestnenia na posúdenie vzdialenosti a počtu slnečných uličných svietidiel
Trojuholník výšky stožiara, vzdialenosti medzi stožiarmi a šírky cesty: dosiahnutie optimálneho pokrytia bez prekrývania sa alebo nezakrytých medzier.
Efektívne rozmiestnenie slnečných uličných svietidiel vyžaduje vyváženie troch premenných: výšky montáže, vzdialenosti medzi stožiarmi a šírky cesty. Odborná prax v odvetví stanovuje vzdialenosť medzi stožiarmi na 3–4-násobok výšky montáže. To znamená, že stožiary výšky 10 m by mali byť umiestnené vo vzdialenosti 30–40 m od seba. Na úzkych cestách (šírka menej ako 10 m) sa zvyčajne používa jednostranné rozmiestnenie. Na širších cestách by mali byť stožiary umiestnené striedavo alebo na opačnej strane cesty, aby sa odstránila tmavá stredná oblasť. Pri zakriveniach cesty a križovatkách je potrebné ďalšie upresnenie polohy, najmä ak bočné vzdialenosti dohľadu ovplyvňujú viditeľnosť chodcov a vozidiel pri otáčaní.
Najdôležitejšie je, aby šírka svetelného lúča svietidiel zodpovedala vzdialenosti medzi nimi: pre dlhšie rozpätia a väčšie vzdialenosti sa používajú úzke lúče, zatiaľ čo pri tesnejších a menších vzdialenostiach sa používa široký lúč, aby sa zabránilo prekrývaniu. Všeobecne by mala byť hodnota U1 ≥ 0,4 a U2 ≥ 0,7 overená fotometrickým testovaním návrhu, nie odhadovými výpočtami.
Výpočet počtu slnečných uličných svietidiel krok za krokom: od cieľovej osvetlenosti (lux) cez celkový svetelný tok (lumeny) po počet jednotiek
Prvým krokom pri určovaní cieľového počtu slnečných uličných svietidiel je začať s logickým postupom, nie s odhadmi na základe osvetlenosti. Postup zahŕňa nasledujúce kroky
Potom sa zohľadnia praktické straty: pre výpočet celkového svetelného toku sa vypočíta výkon jedného svietidla a uplatní sa údržbový faktor (0,7–0,8), ktorý kompenzuje pokles svetelného toku, prach a optické znečistenie.
Príklad: Pri svietidle s výkonom 8 000 lumenov a údržbovom faktore 0,75 → 60 000 ÷ (8 000 × 0,75) = 10 kusov.
Overenie rozostupu z geometrického aj fotometrického hľadiska: Skontrolujte, či vypočítaný rozostup vyhovuje pravidlu výšky 3–4× a či je potvrdený simulačným výpočtom (so zreteľom na vyvážené rozloženie vyžarovanej svetelnej energie). Toto dvojité overenie zabraňuje nielen nedostatočnému osvetleniu, ale aj nadmernej investícii do zariadenia a degradácii svetla o menej ako 50 % cieľovej osvetlenosti.
Overenie uskutočniteľnosti systému prostredníctvom analýzy energetickej bilancie slnečných uličných svietidiel.
Denné plánovanie energetickej bilancie: zaťaženie LED, doba prevádzky, využiteľná kapacita batérie a rezerva pre dobíjanie zo slnečnej energie
Systém slnečných uličných svietidiel sa posudzuje na základe denného energetického vyváženia, nie len na základe špičkového výkonu. Najprv určíme energetickú spotrebu systému počas noci:
Zaťaženie LED (Wh) = výkon svietidla × doba prevádzky (napr. 60 W × 10 h = 600 Wh).
Okrem toho musíme zohľadniť využiteľnú kapacitu batérie, ktorá vyplýva z použitia batérií typu lithium-ión a predstavuje 80–90 % celkovej kapacity batérie v dôsledku obmedzení hĺbky vybíjania a straty účinnosti. Preto batéria s kapacitou 1000 Wh v priemere poskytne približne 850 Wh.
Okrem toho by sa veľkosť vašej solárnej elektrárne mala navrhnúť s rezervou na dobitie vo výške 25 %, čo pokrýva nielen dennú spotrebu, ale zabezpečuje aj prevádzku počas 2–3 po sebe nasledujúcich zamračených dní. Denný cieľ teda spočíva v tom, vyrobiť 1,25-násobok celkovej zaťaženia – napríklad 600 Wh × 1,25 = minimálne 750 Wh solárnej energie denne.
Systémy, ktoré neprejdú touto trojzložkovou kontrolou, sú ohrozené opakujúcimi sa výpadkami alebo zrýchleným poškodením batérií. Veľkosť panelov vždy založte na miestnych údajoch o slnečnom žiarení – nie na všeobecných priemeroch.
Často kladené otázky: Bežné otázky týkajúce sa solárnych uličných svietidiel
Pre rôzne typy ciest platia rôzne normy osvetlenia. Aké sú to normy?
Štandardy osvetlenia pre cesty sú nasledovné: obydlie (5–10 lux), zberné cesty (10–15 lux), tepny (≥20 lux) a diaľnice (15–30 lux).
Prečo sa považuje pomer rovnostnosti za dôležitý pri nasadení slnečných uličných svietidiel?
Áno. Pomer rovnostnosti sa vzťahuje na pomer priemernej intenzity svetla k minimálnej intenzite svetla na danom mieste. Pre slnečné uličné svietidlá sa odporúča pomer U1 (min/priem.) 0,4 alebo vyšší a pomer U2 (min/max) 0,7 alebo vyšší, aby sa predišlo náhlym zmenám osvetlenia (tzv. žebrové pruhy), ktoré môžu ohroziť bezpečnosť.
Ako určíte počet slnečných uličných svietidiel, ktoré sa majú nasadiť?
Keď určíte cieľovú osvetlenosť, môžete vypočítať celkový požadovaný počet lumenov na osvetlenie plochy cesty. Potom môžete zohľadniť reálne straty v čase a fotometrické pravidlá týkajúce sa vzdialenosti medzi svietidlami, aby ste presne určili ich počet.
Ako určíte vhodné rozmery solárneho panela a batériového systému?
Najprv určte dennú energetickú záťaž. Po druhé, vyberte batériu s využiteľnou kapacitou 80–90 % a navrhnite fotovoltický systém tak, aby zabezpečil minimálny nábojový prírastok 25 % na vyrovnanie nepriaznivých počasnostných podmienok.