EN
Posúdenie výkonu solárnej uličnej lampy a hodnotenie lokality
Vykonávanie lokálnych hodnotení zatienenia, reliéfu a osvetlenia
Úspešná inštalácia solárnych uličných svietidiel začína na mieste vyhodnotením. Prvým krokom je kontrola tieňovania a posúdenie ročného tieňovania panelov budovami a okolitými stromami. (Podľa NREL z roku 2023 môžu prekážky znížiť účinnosť slnečných panelov približne o 50 %). Posúďte krajinu z hľadiska zmien, aby ste určili prioritu miest, kde budú svietidlá nainštalované. Ak je potrebné dodatočné osvetlenie na splnenie požiadaviek na viditeľnosť, posúďte osvetlenie luxmetrom.
Udržiavanie cieľov osvetlenia podľa IESNA: Kritériá rovnomernosti, oslnenia a zvislej osvetlenosti
Inštalácia solárneho uličného osvetlenia musí spĺňať normy Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) RP-8 pre osvetlenie komunikácií. Tieto normy odporúčajú pri posudzovaní priemernej osvetlenosti ciest v rozsahu 10 až 20 lux, aby pomer medzi najtmavšími a najjasnejšími miestami bol približne 4:1. Použitie optiky s obmedzením svetelného výžaru znižuje oslepenie tak, že horná hranica normy IESNA pre oslepenie dosahuje hodnotu 0,3 pre zvislú osvetlenosť. Pre osvetlenie chodníkov sa vyžaduje zvislá osvetlenosť minimálne 3 lux, čo možno dosiahnuť pomocou fotometrických posudkov.
Integrácia environmentálnych a klimatických faktorov na zvýšenie životnosti solárneho uličného osvetlenia
Aby sa splnili požiadavky územných plánov pre pobrežné oblasti, solné morské hliníkové stĺpy a krytia s ochranou IP68 spĺňajú tieto požiadavky. V oblastiach vysokej púšte budú vyžadované zmeny na kontrolu prachu a suchého vetrania. Použitie vykurovania a batérií zlúčenín litia a železa (LiFePO₄) pomôže pri nízkych teplotách (–30 °C) v oblasti vysokej púšte. Pri inštaláciách v horúcom tropickom prostredí sú potrebné izolačné požiadavky, ktoré podporujú LED riadiace jednotky. Po 5 rokoch týchto prispôsobení bude strata svetelného výkonu > 90 %.
Strategický návrh a umiestnenie slnečných panelov na optimalizáciu osvetlenia uličných svietidiel so slnečnou energiou
Optimalizované umiestnenie stĺpov, ich výška a zarovnanie s ohľadom na triedu cesty a smer svetelného lúča
Výkon je úmerný dizajnu a technológii. Ako klasifikované cestné stĺpy sa softvér na fotometrické modelovanie dizajnu používa na určenie „typickej“ vzdialenosti medzi stĺpmi s ohľadom na odporúčané rozostupy: pre rýchlostné cesty 2,5–4-násobok výšky stĺpov a pre obydlia 3–5-násobok výšky stĺpov. Napríklad na dosiahnutie rovnovážnosti osvetlenia odporúčanej organizáciou IESNA by pri stĺpoch výšky 10 metrov na diaľnici mala byť vzdialenosť medzi nimi 25–40 metrov. Dôležité je tiež pri určovaní orientácie dosiahnuť maximálny južný sklon stĺpov pod uhlom 15°–30°, čo v miernom pásme zvyšuje účinnosť zberu energie o 18 %. Medzi štrukturálne faktory ovplyvňujúce návrh patria zakrivenie cesty, šírka cesty a hustota premávky, ktoré spoločne určujú úroveň osvetlenia.
Použitie integrovaného dizajnu LED optiky: uhol vyžarovania a rozloženie svetla pre osvetlenie
Integrácia návrhu stĺpa a optiky dosahuje optimálnu distribúciu svetla a rovnováhu osvetlenia. Pre batwingovú distribúciu 60° × 120° určenú pre úzke chodníky je optimálny prekryv svietidiel 25 %, čo zabezpečuje rovnomernosť osvetlenia na úrovni 15 lux. Pri zvýšenej výške je maximálna vzdialenosť medzi stĺpmi pre rovnakú šírku cesty 8–12 metrov. Použitie pokročilých mikroprizmatických šošoviek umožňuje dosiahnuť klasifikáciu cutoff (v rozsahu od G6 po B0 podľa normy EN 13201), čím sa pri odrazových systémoch zníži nežiaduce svetlo mimo osvetľovanej plochy o 40 %. Hlavné premenné návrhu zahŕňajú uhol svetelného lúča, ktorý sa používa na riadenie svetla, a kontrolu rozptylu svetla prostredníctvom asymetrickej distribúcie svetla na stĺpoch.
Prístup integrácie berie do úvahy smer návrhu, aby sa zaručilo využitie každého wattového výkonu návrhu, zároveň poskytuje ochranu pred oslepením a znižuje celkový počet prvkov návrhu.
Odporúčania pre návrh solárnych uličných svietidiel
All-in-One vs. rozdelený systém solárneho uličného osvetlenia: návrh systému, chladenie komponentov a jednoduchosť výmeny komponentov
Posúdenie integrácie jednotiek typu all-in-one oproti rozdeleným systémovým jednotkám závisí od kombinácie kritérií nákladov, funkčnosti a dizajnu. Integrované jednotky typu all-in-one kombinujú fotovoltické panely (PV), batérie a LED svietidlá ako samostatné komponenty systému. Dizajn výrobku eliminuje potrebu káblovania a skracuje dobu montáže a stavby systému na mieste o 40 %. Avšak v dôsledku nedostatočného dizajnu pre pasívne a/alebo aktívne chladenie konvekciou sa tepelná disipácia negatívne odrazí na zvýšenej teplote, čo zrýchľuje degradáciu litium-ionových batérií. Oddelené, resp. rozdelené systémy PV-batéria-LED umožňujú namontovať fotovoltické panely (PV) tak, aby boli optimalizované podľa uhla ich expozície slnku. Batériové a LED regulátory, ktoré umožňujú primerané vetranie a chladenie, sú inštalované podzemne (pod úrovňou povrchu). Rozdelené systémy umožňujú výmenu jednotlivých komponentov aj v prípade, že podzemná teplota prostredia presahuje 45 °C; v takom prípade by sa čas a konfigurácia údržby – bez ohľadu na obmedzené prostredie – rozdelili na izolovanú výmenu batérie, ktorá trvá približne 15 minút, alebo na odstránenie celej jednotky typu all-in-one. Používajte systémy typu all-in-one pri rýchlej mestsko-komunálnej výstavbe a rozdelené systémy v extrémnych klímatu, kde je potrebné izolovať a overiť požiadavky na údržbu.
Inštalácia a umiestnenie slnečného uličného svietidla?
Ochrana proti vnikaniu, ochrana batérie a súlad so štandardmi Medzinárodnej elektrotechnickej komisie (IEC) a Laboratórií Underwriters Laboratories (UL)
Ventilácia a kombinácia požiadaviek na tepelnú ochranu a ochranu batérií sú priamym dôsledkom degradácie batérií zlúčenín litia a železa (LiFePO4). Obalové systémy by mali byť navrhnuté s ochranou podľa stupňa IP67, ktorý zabezpečuje ochranu proti vode a prachu. Najlepšie praktiky pre elektrickú bezpečnosť podľa noriem IEC a UL zahŕňajú dvojitú izoláciu jednosmerného (DC) kábla a použitie polarizovaných a vodotesných rozvádzačov so zapuzdreným uzemnením. Neprítomnosť skratov – ktoré sú hlavnou príčinou 23 % všetkých porúch systémov pri auditoch bezpečnosti obnoviteľných zdrojov energie – sa zabezpečuje použitím zariadení na ochranu proti preťaženiu (OCPD), ktoré vypnú obvod a prerušia poruchu do menej ako 0,1 sekundy. Uzemnenie je kľúčovým aspektom návrhu elektrických systémov, pretože predstavuje najúčinnejší spôsob, ako smerovať energiu blesku do zeme a rozptýliť ju.
Základové inžinierstvo pre odolnosť voči veternému zdvíhaniu: hĺbka betónu, výstuhy a určenie nosnej schopnosti pôdy
Návrh základov určuje odolnosť voči veterným zaťaženiam. Napríklad návrh základov pre 8-metrový stĺp pri vetre rýchlosti 33 m/s má nasledovné dôsledky:
Požiadavka na faktor Výpočtový základ
Hĺbka betónu 1,2–1,8 metra 1/6 výšky stĺpa + hĺbka zamrznutia pôdy
Vystuženie Mriežka z oceľových tyčí Ø16 mm s rozostupom 200 mm, štandard ASTM A615 – pevnosť v ťahu
Nosná schopnosť pôdy ≥ 150 kN/m², skúška prieniku podľa štandardu ASTM D1586
Na zabránenie vetrnej vyklinovacej sily sa hmotnostné výpočty základov podľa stavebného predpisu ASCE 7-22 uvádzajú, že typ pôdy určuje veľkosť základne. Napríklad piesočná pôda vyžaduje základne o 30 % širšie ako ílová pôda. Dozrievanie betónu po dobu 7–28 dní umožňuje dosiahnuť tlakovú pevnosť 25 MPa, čím sa zabráni nakloneniu alebo zrúteniu počas búrkovej udalosti kategórie 3, a to práve prostredníctvom základne.
Často kladené otázky
Prečo je pre inštaláciu slnečného uličného svietidla tak dôležitá praktická skúška na mieste?
Anecdotalné terénne práce v podstate určujú správne uhly pre slnečné panely a osvetlenie a pripravujú rôzne podmienky pre tieňovanie, merajú a vyhodnocujú bezpečné a ideálne topografické okolité úrovne osvetlenia.
Aké sú niektoré účinky fotometrického modelovania na umiestnenie stožiarov?
Fotometrické modelovanie zvyšuje presnosť návrhu ciest pri určovaní vzdialenosti medzi stožiarmi.
Aký je výsledok rôznych prispôsobení založených na klíme pre návrh solárnych uličných svietidiel?
Väčšina prispôsobení, ako napríklad ochrana podľa stupňa krytia IP67 a protiprašné mechanizmy s premennou ventiláciou spolu s určitým tepelným manažmentom, umožňuje svietidlám rovnomerne fungovať v rôznorodých environmentálnych podmienkach.
Aké sú ďalšie účinky rozdeľovaných systémov uličných svietidiel?
Rozdeľované systémy sú veľmi výhodné pre tepelný manažment a všeobecnú údržbu, čo umožňuje jednoducho dosiahnuť návrhy, ktoré sú konštruované tak, aby vydržali v extrémnych a iných neočakávaných prostrediach.
Aké sú najdôležitejšie bezpečnostné aspekty pri inštalácii solárnych uličných svietidiel?
Najdôležitejšie opatrenia zahŕňajú vykonanie elektrických pripojení v súlade so štandardmi UL alebo IEC, použitie ochranných krytov s ochranou IP67 a vyššie a vytvorenie stabilných základov odolných voči vetru a iným poveternostným podmienkam.