EN
Prestandabedömning av solgatubelysning och platsutvärdering
Utförande av fältutvärderingar av skuggning, topografi och belysning
En lyckad installation av solgatubelysning börjar med en fältutvärdering. Det första steget är att kontrollera skuggning och bedöma den årliga skuggningen av panelerna från byggnader och omgivande träd. (Enligt NREL 2023 kan hinder minska solpanelernas effektivitet med cirka 50 %). Utvärdera terrängen för att identifiera förändringar och prioritera var armaturerna ska installeras. Om ytterligare belysning krävs för att uppfylla kraven på synlighet, utför en belysningsbedömning med en luxmeter.
Upprethållande av belysningsmål enligt IESNA: Kriterierna för likformighet, bländning och vertikal belysningsstyrka
En installation av solstrålkörsbelysning måste uppfylla Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) RP-8-standarder för vägbelysning. Dessa standarder föreslår att när man bedömer den genomsnittliga belysningsstyrkan på vägar – mellan 10 och 20 lux – bör förhållandet mellan lägsta och högsta intensitet i ljusfläckarna vara cirka 4:1. Genom användning av cutoff-optik minskas bländningen så att den ligger inom IESNAs bländningsstandard för vertikal belysningsstyrka, dvs. 0,3. För gångbelysning finns krav på att vertikal belysningsstyrka ska överstiga 3 lux, vilket kan uppnås genom fotometriska bedömningar.
Integrering av miljö- och klimatfaktorer för att förbättra livslängden hos solstrålkörsbelysning
För att uppfylla kraven i zonplaneringsförordningarna för kustregioner kommer saltvattensklassens aluminiumstolpar och höljen med IP68-klassning att uppfylla dessa krav. I högöknen krävs ändringar för att kontrollera damm och torrventilering. Användning av uppvärmning och litiumjärnfosfatbatterier för att stödja drift vid kyla (−30 °C) i högöknen. Vid installationer i varma tropiska områden finns det isoleringskrav som främjar LED-drivare. Efter 5 år av dessa anpassningar kommer förlusten av ljusflöde att vara > 90 %.
Strategisk design och placering av solpaneler för att optimera täckningen hos solbelysta gatubelysningsanläggningar
Optimerad placering av stolpar, höjd och justering med hjälp av vägklass och ljusprojicering
Prestanda är proportionell mot design och teknik. Som klassificerade vägstockar bestämmer fotometrisk modelleringsdesignsoftware avståndet för placering av stockar, med hänsyn till att avståndet bör vara 2,5–4 gånger stockarnas höjd för huvudvägar och 3–5 gånger stockarnas höjd för bostadsområden. Till exempel skulle stockar med en höjd av 10 meter på en motorväg placeras med ett avstånd av 25–40 meter för att uppnå IESNA:s rekommenderade jämnhet. Det är också viktigt att vid bestämning av orientering maximera den söderut lutande vinkeln för stockar i ett intervall av 15°–30°, vilket förbättrar nettoeneriinsamlingen med 18 % i tempererade klimatzoner. Strukturella faktorer som påverkar beräkningen inkluderar vägens krökning, vägbredden och trafiktätheten, vilka tillsammans avgör belysningsnivån.
Användning av integrerad design för LED-optik: strålvinkel och ljutfördelning för belysning
Integration av pelarkonstruktion och optik uppnår en optimal ljusfördelning och belysningsbalans. För batwing-fördelningen 60° × 120° för smala gångvägar är armaturöverlappningen optimalt 25 % för att bibehålla likformighet vid 15 lux. Vid ökad monteringshöjd är den maximala avståndet mellan pelare för samma vägbredd 8–12 meter. Genom användning av avancerade mikroprismatiska linser uppnås avskärmningsklassificeringsbetyg (från G6 till B0 enligt standarden EN 13201), vilket minskar oönskad ljusutsläpp med 40 % i reflektorsystem. De främsta konstruktionsparametrarna inkluderar ljusstrålens vinkel, som används för ljusstyrning, samt kontroll av spillljus genom asymmetrisk ljusfördelning på pelarna.
Detta integrerade tillvägagångssätt tar hänsyn till riktningen i konstruktionen för att säkerställa att varje watt i konstruktionsberäkningen utnyttjas fullt ut, samtidigt som bländfrihet garanteras för säker användning och den totala konstruktionsberäkningen minskas.
Konstruktionsrekommendationer för solbaserad gatubelysning
All-in-One kontra split-system för solbelysning på gator: systemdesign, komponentkylning och enkelhet vid utbyte av komponenter
Att bedöma integrationen av all-i-ett-enheter jämfört med delade system bygger på en kombination av kostnad, funktion och designkrav. Integrerade all-i-ett-enheter kombinerar solcellspaneler (PV), batterier och LED-lampor för de separata systemkomponenterna. Produktdesignen eliminerar kablingsarbete och minskar monterings- och byggtiden på plats med 40 %. På grund av bristen på design för passiv och/eller aktiv konvektionskylning påverkar dock värmeavledningen negativt, vilket leder till ökad temperatur och accelererar försämringen av litiumjonbatterier. Separata eller delade PV-batteri- och LED-system gör det möjligt att montera solcellspanelerna så att deras exponeringsvinkel mot solen optimeras. Batteri- och LED-styrutrustningen, som möjliggör tillräcklig ventilation och kylning, installeras under marknivå. Delade system möjliggör utbyte av komponenter även om underjordiska miljötemperaturer överstiger 45 grader Celsius; i ett sådant fall skulle tiden och konfigurationerna för underhåll – oavsett den begränsade miljön – delas upp för isolerad batteribyte på cirka 15 minuter eller för borttagning av hela all-i-ett-enheten. Använd all-i-ett-system för snabb kommunal utveckling och delade system för extrema klimat där underhållskraven kräver isolerad validering.
Installationsplats för solgatuljor?
Intrångsskydd, batteriskydd samt efterlevnad av Internationella elektrotekniska kommissionen (IEC) och Underwriters Laboratories (UL)
Ventilation och kombinationen av termiska och batteriskyddskrav är direkta resultat av försämringen av litiumjärnfosfatbatterier (LiFePO4). Inkapslingssystemen bör utformas enligt IP67-klassning, vilket ger skydd mot vatten och damm. Bästa praxis för elektrisk säkerhet enligt IEC och UL innebär dubbelisolering av likströmskabeln samt användning av polariserade och vattentäta kopplingslådor med sluten jordanslutning. Frånvaron av kortslutningar – som är den främsta orsaken till 23 % av alla systemfel i säkerhetsrevisioner av förnybar energi – hanteras genom användning av överströmskyddsanordningar (OCPD) som utlöser och avbryter felet inom mindre än 0,1 sekund. Jordningssystem är en avgörande aspekt av elsystemets konstruktion, eftersom det är det mest effektiva sättet att leda energin från en åsknedslag till marken och sprida ut den.
Motstånd mot vindlyft – grundkonstruktion: betongdjup, armering och bestämning av markens bärförmåga
Grundkonstruktionen avgör delvis motståndsförmågan mot vindlast. Till exempel leder grundkonstruktionen för en 8 meter hög mast vid en vindhastighet på 33 m/s till följande:
Faktor Krav Beräkningsgrund
Betongdjup 1,2–1,8 meter 1/6 av mastens höjd + frostdjup
Armering 16 mm armeringsjärn i rutnät med 200 mm mellanrum, ASTM A615 draghållfasthet
Bärförmåga för marken ≥ 150 kN/m², ASTM D1586 penetrationsprov
För att förhindra vindlyft måste massan för grunden beräknas enligt byggnadskoden ASCE 7-22, vilket innebär att marktypen bestämmer basens storlek. Till exempel kräver sandig jord baser som är 30 % bredare än de som krävs för lerjord. En härdningstid på 7–28 dagar gör att betongen uppnår en tryckhållfasthet på 25 MPa, vilket förhindrar lutning eller ras under en storm av kategori 3, som bas.
Frågor som ofta ställs
Vad gör ett fältarbetsprov så viktigt för installationen av en solbelyst gatulampa?
Anekdotisk fältarbete fastställer i grund och botten de rätta vinklarna för solpaneler och belysning samt förbereder olika skuggningsförhållanden, mäter och utvärderar säkra och ideala topografiska omgivningsljusnivåer.
Vilka är några av effekterna av fotometrisk modellering på mastplacering?
Fotometrisk modellering stödjer vägdetaljering för att optimera avståndet mellan mästar.
Vad är resultatet av de olika klimatbaserade anpassningarna för utformningen av solbelysning för gator?
De flesta anpassningarna, såsom IP67-klassificeringen och dammskyddande mekanismer med justerbar ventilation, kombinerat med viss termisk hantering, gör att belysningen fungerar enhetligt i olika miljöförhållanden.
Vilka är några andra effekter av uppdelade gatubelysningsystem?
Uppdelade system är mycket fördelaktiga för termisk hantering och allmän underhållsvänlighet, vilket gör det lättare att uppnå lösningar som är byggda för att hålla länge även i extrema och andra oväntade miljöer.
Vilka är de viktigaste säkerhetsaspekterna vid installation av solbelysning för gator?
De viktigaste åtgärderna innebär att göra elektriska anslutningar som följer UL- eller IEC-standarder, använda skyddshöljen med IP67+-klassning och skapa stabila fundament som är motståndskraftiga mot vind och andra väderförhållanden.