Wysokość lamp ulicznych, wymiary słupów i lampy LED a lampy słoneczne

Wymiary lamp ulicznych i wysokość słupów: bezpośrednie odpowiedzi dla każdego zastosowania

Latarnie uliczne mają zazwyczaj wysokość od 5 metrów (16 stóp) do 12 metrów (40 stóp), przy drogach osiedlowych wykorzystujących słupy o wysokości od 5 do 8 metrów, drogach głównych i zbiorczych wykorzystujących słupy o wysokości od 8 do 10 metrów oraz autostradach lub dużych skrzyżowaniach wykorzystujących maszty o wysokości od 10 do 14 metrów. Dokładna wysokość latarni ulicznej nie jest dowolna: zależy od szerokości drogi, wymaganego poziomu oświetlenia na powierzchni drogi, sposobu montażu (jedno ramię, podwójne ramię lub środkowa część środkowa) oraz sposobu rozsyłu światła przez oprawę zamontowaną u góry. Zrozumienie tych zależności pozwala inżynierom, władzom samorządowym, projektantom krajobrazu i deweloperom określić prawidłową wysokość słupa od samego początku, zamiast odkrywać braki w oświetleniu po instalacji.

Pytanie o wysokość lamp ulicznych pojawia się w kilku różnych kontekstach: planowaniu infrastruktury, zabudowie prywatnej, wymianie istniejących słupów, dopasowaniu do zabytkowych krajobrazów ulicznych i wyborze lamp typu all-in-one dla obszarów poza siecią. Każdy kontekst ma swoje własne standardy regulujące i ograniczenia praktyczne, a niniejszy przewodnik omawia je wszystkie, podając konkretne dane, a nie szerokie uogólnienia. Omówiono także związek między kierunkiem i kątem paneli słonecznych w przypadku montowanych na słupach systemów oświetlenia słonecznego, wymiary i zastosowania słupów oświetlenia ogrodowego i lamp słonecznych ogrodzeniowych, a także kluczowe różnice między latarniami ulicznymi LED, lampami ulicznym HPS i lampami solarnymi All in One jako ramy decyzyjne dotyczące specyfikacji oświetlenia.

Jak wysokie są lampy uliczne: standardy wysokości według drogi i rodzaju zastosowania

Wysokość latarni regulują normy klasyfikacji dróg, krajowe przepisy dotyczące projektowania oświetlenia oraz wymagania dotyczące natężenia oświetlenia opublikowane w normach, takich jak EN 13201 (Europa), ANSI/IES RP-8 (Ameryka Północna) i AS/NZS 1158 (Australia i Niewa Zelandia). Normy te definiują minimalne średnie utrzymywane wartości natężenia oświetlenia dla każdej kategorii dróg, a wysokość słupa jest jedną z kluczowych zmiennych projektowych, które projektant oświetlenia optymalizuje, aby osiągnąć zgodność przy minimalnych kosztach instalacji.

Latarnie uliczne przy budynkach mieszkalnych i lokalnych: od 5 do 8 metrów

Na ulicach osiedlowych, ślepych zaułkach, powierzchniach wspólnych i lokalnych drogach dojazdowych o szerokości jezdni od 5 do 8 metrów, słupy o wysokości od 5 do 6 metrów są standardem. Na tej wysokości oprawa o średnim rozsyle światła może oświetlić drogę o szerokości od 6 do 8 metrów w odstępach od 25 do 30 metrów, spełniając jednocześnie minimalne wymagania dotyczące natężenia oświetlenia poziomego wynoszące od 5 do 10 luksów, określone dla dróg osiedlowych w większości norm krajowych. Słup o długości 6 metrów to najczęstsza wysokość oświetlenia ulicznego w budynkach mieszkalnych w Wielkiej Brytanii, Europie i wielu częściach Azji , gdzie gęste układy ulic miejskich faworyzują krótsze słupy w mniejszych odstępach niż wysokie słupy w dużych odstępach.

W Stanach Zjednoczonych słupy mieszkalne o wysokości od 7,6 m (25 stóp) do 9,1 m (30 stóp) są bardziej powszechne, co odzwierciedla szersze przekroje poprzeczne dróg i większe niepowodzenia typowe dla projektów ulic podmiejskich w Ameryce Północnej. W typach słupów dekoracyjnych stosowanych w dzielnicach historycznych i centrach miast często stosuje się krótsze słupy o długości od 4 do 5 metrów z oprawami kulistymi lub głowicami latarni, aby uzyskać odpowiednią skalę wizualną dla krajobrazów ulicznych zorientowanych na pieszych.

Latarnie uliczne kolekcjonerskie i arterialne: od 8 do 10 metrów

Drogi zbiorcze, drugorzędne drogi dystrybucyjne i arterie miejskie o szerokości jezdni od 9 do 14 metrów są zwykle oświetlane przez słupy o wysokości od 8 do 10 metrów. Przy odległości od 8 do 10 metrów oprawa szerokokątna może oświetlać dwupasmową jezdnię z pojedynczym naprzemiennym lub przeciwległym układem montażowym w odstępach od 30 do 40 metrów, spełniając wymagania dotyczące średniego natężenia oświetlenia od 10 do 30 luksów dla kategorii dróg zbiorczych i mniejszych arterii. 8-metrowy słup z pojedynczym wysięgnikiem to standardowa specyfikacja dla większości projektów oświetlenia dróg miejskich w ramach programów infrastrukturalnych w Europie, na Bliskim Wschodzie i w Azji Południowo-Wschodniej.

Wymiary lamp ulicznych w tej klasie wysokości obejmują zazwyczaj średnicę trzonu od 76 do 114 milimetrów u podstawy, zwężającą się do 42 do 60 milimetrów u góry, przy grubości ścianki od 3 do 5 milimetrów w przypadku stalowych słupów oświetlenia ulicznego ocynkowanych ogniowo i od 4 do 6 milimetrów w przypadku słupów ozdobnych. Wysięgnik zapewnia rzut poziomy od 0,5 do 2,5 metra od osi słupa, ustawiając oprawę nad jezdnią, zapewniając optymalny rozkład światła na nawierzchni drogi.

Oświetlenie autostrady i wysokiego masztu: od 10 do 45 metrów

Na autostradach, drogach ekspresowych, dużych rondach i węzłach przesiadkowych stosuje się słupy o długości od 10 do 14 metrów do konwencjonalnego montażu kolumn jedno- lub dwuramiennych. W przypadku dużych otwartych przestrzeni, w tym portowych placów kontenerowych, parkingów stadionowych, boisk sportowych i placów przemysłowych, wysokie maszty o długości od 20 do 45 metrów podtrzymują montowane pierścieniowo układy wielu opraw oświetleniowych, które mogą oświetlić kilka hektarów z niewielkiej liczby stanowisk słupów. Maszt o wysokości 30 metrów, na którym znajduje się od 12 do 16 reflektorów LED o mocy 500 W każdy, może oświetlić obszar o powierzchni około 2 hektarów przy średnim natężeniu oświetlenia wynoszącym 30 luksów co sprawia, że systemy z wysokimi masztami są najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem w przeliczeniu na metr kwadratowy oświetlanej powierzchni w przypadku bardzo dużych otwartych przestrzeni.

Stalowe maszty do zastosowań na wysokich masztach są wykonane ze stożkowych rurowych profili stalowych o średnicy podstawy od 400 do 700 milimetrów, zaprojektowanych tak, aby wytrzymywały obciążenie wiatrem przekraczającym 150 km/h oraz dynamiczne obciążenie zespołu pierścienia oprawy. Słupy te są zazwyczaj wyposażone we wciągarkę i urządzenie opuszczające, które umożliwia obniżenie pierścienia oprawy do wysokości roboczej w celu wymiany i konserwacji lampy bez konieczności stosowania sprzętu dostępowego na podwyższeniu.

Stalowe słupy latarni ulicznych i stalowe maszty: materiały, wymiary i projekt konstrukcyjny

Właściwości konstrukcyjne instalacji oświetlenia ulicznego zależą w równym stopniu od słupa, jak i od oprawy. Stalowe słupy latarni ulicznych to dominujący typ słupów w globalnej infrastrukturze oświetlenia ulicznego, stanowiący około 70 do 80 procent wszystkich nowych instalacji słupów na całym świecie , ze względu na połączenie wysokiej wytrzymałości, stałej jakości wymiarowej, długiej żywotności oraz możliwości wykonania na niestandardowe wysokości i konfiguracje, którym nie można łatwo dorównać słupom aluminiowym i betonowym. Zrozumienie kluczowych wymiarów i parametrów projektowych słupów stalowych umożliwia dokładną specyfikację i zamówienie.

Standardowe wymiary słupa: wał, płyta podstawy i układ śrub kotwiących

Standard Stalowy słup latarni ulicznej dla instalacji o długości 8 metrów ma następujące typowe wymiary fizyczne:

• Całkowita wysokość nad poziomem gruntu: 8,0 m (z dodatkowym osadzeniem od 0,5 do 0,8 m poniżej poziomu gruntu w przypadku słupów do zakopywania bezpośrednio lub mocowaniem płyty podstawy za pomocą śrub kotwiących wpuszczonych w fundament betonowy na głębokość od 500 do 700 mm)
• Średnica podstawy: 100 do 140 mm dla słupów stożkowych stożkowych; 76 do 114 mm dla prostych słupów cylindrycznych
• Górna średnica: 42 do 60 mm, wymiary dostosowane do standardowych rozmiarów króćców oprawy oświetleniowej (EN 40 określa średnice króćców 42 mm i 60 mm w celu zapewnienia zgodności z oprawami w Europie)
• Grubość ścianki: 3,0 do 5,0 mm dla standardowych słupów oświetlenia drogowego; 5,0 do 8,0 mm dla słupów w strefach o silnym wietrze lub do przenoszenia ciężkich konfiguracji z dwoma ramionami lub z dużymi oprawami
• Wymiary płyty podstawy: 250 x 250 mm do 400 x 400 mm, grubość od 12 do 20 mm, z czterema otworami na śruby kotwiące o średnicy rozstawu śrub od 200 do 300 mm
• Wejście kablowe: Wybijany otwór o średnicy od 60 do 80 mm na wysokości od 300 do 500 mm nad poziomem gruntu do prowadzenia kabli i dostępu do drzwi inspekcyjnych

Stalowe słupy latarni ulicznych są zwykle wykańczane poprzez cynkowanie ogniowe z powłoką cynku o minimalnej grubości 85 mikrometrów (co odpowiada 600 g na metr kwadratowy) zgodnie z normą EN ISO 1461, co zapewnia projektowany okres ochrony przed korozją od 30 do 50 lat w typowym środowisku miejskim. Dekoracyjne powłoki proszkowe lub mokre farby są nakładane na ocynkowaną powierzchnię w przypadku instalacji o określonym kolorze w centrach miast, parkach i zabytkowych ulicach.

Stalowe maszty masztowe do wysokiego masztu i oświetlenia sportowego

Stalowe maszty do zastosowań z wysokimi masztami stosuje się konstrukcje inżynieryjne, a nie standardowe produkty, przy czym każdy słup jest zaprojektowany na określoną wysokość, strefę wiatrową, obciążenie oprawy i stan fundamentu. Kluczowe parametry konstrukcyjne stalowych masztów obejmują:

• Klasa materiału: S355 lub równoważna stal konstrukcyjna o wysokiej plastyczności (minimalna granica plastyczności 355 MPa) w porównaniu do S235 stosowanej na standardowe słupy oświetlenia drogowego, zapewniająca wyższą zdolność przenoszenia momentu zginającego wymaganą w przypadku wysokich słupów pod obciążeniem wiatrem
• Profil przekrojowy: Wielosekcyjny stożkowy wał stożkowy złożony z 2 do 4 sekcji kołnierzowych skręconych ze sobą na miejscu dla słupów powyżej 20 metrów, umożliwiający transport na standardowych przyczepach z platformą w dopuszczalnych granicach długości
• Średnica podstawy w gatunku: 400 do 700 mm dla słupów o długości od 20 do 45 metrów, przy grubości ścianki od 8 do 16 mm zmieniającej się na wysokości trzonu
• Podstawa: Żelbetowy filar o średnicy od 1,5 do 3 metrów i głębokości od 4 do 8 metrów, z wtopionymi śrubami kotwiącymi o średnicy M36 do M56 w układach kołowych od 8 do 12 śrub

Wymiary słupów oświetleniowych i głowic lamp ogrodowych

Ogrodowe słupy oświetleniowe zajmują dolną część spektrum wysokości słupów zewnętrznych, zwykle od 2,5 do 4,5 metra do oświetlenia ścieżek i ogrodów w parkach, osiedlach mieszkaniowych, krajobrazach kurortów i placach komercyjnych. Na tych wysokościach cel oświetlenia przesuwa się z jednolitości nawierzchni drogi na atmosferę wizualną, orientację pieszych i oświetlenie akcentujące elementów krajobrazu, co oznacza, że ​​konstrukcja i estetyka głowicy lampy ogrodowej są równie ważne, jak parametry fotometryczne oprawy.

Standardowe słupy oświetleniowe ogrodowe są dostępne w wykonaniu z żeliwa dekoracyjnego, wytłaczanego aluminium lub okrągłych profili z rur stalowych. Żeliwne słupy w stylu wiktoriańskich latarni, zwykle o wysokości od 3 do 4 metrów, z ozdobnymi żłobieniami i wspornikami spiralnymi, stanowią standardową specyfikację dla parków dziedzictwa kulturowego i systemów pieszych w centrum miast. Aluminiowe słupy wytłaczane we współczesnych profilach prostych lub zakrzywionych, o wysokości od 3 do 4,5 metra i wąskich średnicach trzonków od 76 do 89 mm, są dominującym wyborem w przypadku nowoczesnego oświetlenia krajobrazu w inwestycjach komercyjnych i mieszkalnych.

Głowica lampy ogrodowej na 3-metrowy słup ogrodowy zwykle wykorzystuje moduł LED o mocy od 15 do 30 watów , wytwarzający strumień świetlny od 1500 do 3000 lumenów i ciepłą białą temperaturę barwową od 2700 do 3000 K, preferowaną w krajobrazach mieszkalnych i hotelarskich ze względu na komfortową wizualnie i estetyczną jakość światła. Obudowa oprawy jest zwykle wykonana z odlewanego ciśnieniowo aluminium z kloszem ze szkła hartowanego lub poliwęglanu, wykończona tak, aby pasowała lub uzupełniała obróbkę powierzchni słupa.

Rodzaje oświetlenia ulicznego: lampy uliczne LED a lampy uliczne HPS kontra lampy solarne typu All-in-One

Wybór pomiędzy Lampy uliczne LED , Światła uliczne HPS , i Słoneczne światła typu „wszystko w jednym”. to najważniejsza decyzja techniczna w każdym projekcie oświetlenia ulicznego, określająca nie tylko początkowe koszty inwestycyjne, ale długoterminowe koszty energii, obciążenia konserwacyjne, ślad węglowy i jakość światła instalacji przez następne 20 do 30 lat. Lampy uliczne LED are now the technically and economically dominant choice for grid-connected street lighting in almost all application categories , natomiast lampy solarne typu „wszystko w jednym” stały się naprawdę opłacalnym i opłacalnym rozwiązaniem dla instalacji poza siecią i zdalnych, gdzie koszt rozbudowy sieci jest zaporowy.

Oświetlenie uliczne LED: wydajność, kontrola i długa żywotność

Lampy uliczne LED osiągają obecnie skuteczność świetlną od 150 do 200 lumenów na wat w przypadku produktów komercyjnych o najwyższej wydajności, w porównaniu do 90 do 120 lumenów na wat w przypadku wysokociśnieniowych źródeł sodu (HPS) i 40 do 70 lumenów na wat w przypadku źródeł metalohalogenkowych, które w dużej mierze zastąpiły. Ta zaleta w zakresie skuteczności bezpośrednio zmniejsza moc wymaganą do spełnienia danego standardu natężenia oświetlenia: droga wymagająca latarni ulicznej HPS o mocy 250 W może zazwyczaj być obsługiwana przez latarnię uliczną LED o mocy od 100 do 150 W, która zapewnia równoważne lub wyższe utrzymywane średnie natężenie oświetlenia przy proporcjonalnie niższym zużyciu energii.

Okres zwrotu nakładów na wymianę lamp ulicznych HPS na lampy uliczne LED, obliczony wyłącznie na podstawie oszczędności energii, wynosi zazwyczaj od 3 do 6 lat przy komercyjnych taryfach za energię elektryczną , i over a 20-year service life, the total cost of ownership of an LED installation is typically 40 to 60 percent lower than the equivalent HPS installation when maintenance cost savings are included alongside energy savings. LED Street Lights have a rated service life of 50,000 to 100,000 hours (L70 point, the point at which output falls to 70 percent of initial value), compared to 10,000 to 24,000 hours for HPS lamps, dramatically reducing the frequency and cost of lamp replacement maintenance.

Nowoczesne lampy uliczne LED oferują również możliwości inteligentnego oświetlenia, którym nie mogą sprostać lampy uliczne HPS: przyciemnianie zgodnie z określonym harmonogramem lub w odpowiedzi na czujniki światła otoczenia i czujniki ruchu, zdalne monitorowanie i wykrywanie usterek za pośrednictwem sieci bezprzewodowych oraz gromadzenie danych na temat zużycia energii i godzin pracy, które wspierają podejmowanie decyzji w zakresie zarządzania infrastrukturą. Miasto, które zainstaluje sieciowy system oświetlenia ulicznego LED ze zdalnym zarządzaniem, może zmniejszyć zużycie energii o dodatkowe 20–40 procent w porównaniu z podstawowym zużyciem energii LED w porównaniu z oszczędnością HPS dzięki inteligentnemu przyciemnianiu w okresach małego ruchu.

Oświetlenie uliczne HPS: dotychczasowa technologia nadal w użyciu

Światła uliczne HPS pozostają w użyciu w dużej części światowej infrastruktury oświetlenia ulicznego, w tym na wielu rynkach rozwijających się, gdzie nie sfinansowano jeszcze programów wymiany diod LED, oraz w niektórych starszych systemach na rynkach rozwiniętych, gdzie wymianę odroczono ze względów budżetowych. Źródła światła HPS wytwarzają charakterystyczne bursztynowo-żółte światło o współczynniku oddawania barw (CRI) od 20 do 25, które jest odpowiednie dla widoczności na drodze, ale słabo oddaje kolory i ogranicza zdolność kamer bezpieczeństwa do rejestrowania przydatnych obrazów identyfikacyjnych.

Podstawowe konteksty, w których nadal wybiera się oświetlenie uliczne HPS dla nowych instalacji, ograniczają się do sytuacji, w których ciepły bursztynowy kolor jest wymagany z estetycznego punktu widzenia w celu zapewnienia zgodności z zabytkowym krajobrazem ulic, gdzie bardzo niski początkowy koszt inwestycyjny sprzętu HPS w porównaniu z diodami LED jest nadrzędnym ograniczeniem w zakresie zamówień lub gdzie dostępna infrastruktura dla inteligentnych systemów LED (jakość zasilania, umiejętności konserwacji, kanały zaopatrzenia) nie jest jeszcze dostępna. We wszystkich innych okolicznościach renomowany producent oświetlenia ulicznego LED zarekomenduje technologię LED jako doskonały wybór techniczny i ekonomiczny w przypadku nowych projektów oświetlenia ulicznego.

Lampy solarne typu „wszystko w jednym”: wydajność poza siecią i kwestie projektowe

Słoneczne światła typu „wszystko w jednym”. zintegruj panel słoneczny, baterię litową, moduł LED, czujnik ruchu i kontroler ładowania w jedną, samodzielną jednostkę, którą montuje się bezpośrednio na głowicy słupa, bez zewnętrznego okablowania lub podłączenia do sieci. Integracja ta eliminuje koszty robót budowlanych związanych z kopaniem rowów, układaniem przewodów i instalacją kabli, które stanowią od 30 do 60 procent całkowitego kosztu zainstalowanego systemu oświetlenia ulicznego podłączonego do sieci, dzięki czemu Słoneczne światła typu „wszystko w jednym”. jest konkurencyjne lub korzystne kosztowo w przypadku instalacji na obszarach wiejskich, w regionach rozwijających się, odległych osiedlach, drogach na placach budowy i w każdym miejscu, gdzie koszt podłączenia do sieci jest wysoki w porównaniu do dostarczanej wartości oświetlenia.

Wysokiej jakości lampa słoneczna typu „wszystko w jednym” z modułem LED o mocy 40 W, baterią litowo-żelazowo-fosforanową o pojemności 50 Wh i monokrystalicznym panelem słonecznym o mocy 40 W może zapewnić od 10 do 12 godzin oświetlenia przy pełnej mocy w miejscu o maksymalnym nasłonecznieniu od 4 do 5 godzin dziennie , który obejmuje pełny okres nocny na większości zamieszkanych szerokości geograficznych przez co najmniej 85–90 procent nocy w roku, jeśli odpowiednio zaprojektowano autonomiczne działanie i zapewniono odpowiednią pojemność baterii w stosunku do najgorszego okresu wykorzystania energii słonecznej. Przyciemnianie z czujnikiem ruchu, które zmniejsza moc wyjściową do 30–40 procent, gdy nie zostanie wykryta żadna aktywność pieszych ani pojazdów, i wzrasta do 100 procent w przypadku wykrycia ruchu, znacznie wydłuża autonomiczną trwałość lamp Solar All in One Lights, umożliwiając niezawodne działanie tego samego systemu przez dłuższe okresy zachmurzenia bez utraty bezpieczeństwa funkcjonalnego.

Ograniczeniem słonecznych lamp typu „wszystko w jednym” w porównaniu z lampami ulicznymi LED podłączonymi do sieci jest ich zależność od codziennych zasobów energii słonecznej, co sprawia, że ​​nie nadają się one do stosowania na szerokościach geograficznych powyżej około 60 stopni na północ lub południe (gdzie zimowe godziny słoneczne są niewystarczające do ładowania akumulatora), do lokalizacji w stałym cieniu od budynków lub drzew lub do zastosowań wymagających gwarantowanej pracy z pełną mocą każdej nocy, niezależnie od warunków pogodowych, takich jak oświetlenie awaryjne autostrady lub oświetlenie bezpieczeństwa infrastruktury krytycznej.

Kierunek i kąt panelu słonecznego dla oświetlenia słonecznego ulic i ogrodów

Kierunek i kąt panelu słonecznego dowolnego systemu oświetlenia zewnętrznego zasilanego energią słoneczną, niezależnie od tego, czy jest to lampa słoneczna All in One na słupie ulicznym, samodzielna solarna oprawa ogrodowa, czy też lampy solarne na słupku ogrodzeniowym na granicy posesji, to najważniejsze zmienne projektowe mające na celu maksymalizację dziennego poboru energii z dostępnych zasobów słonecznych. Błędny kierunek i kąt panelu słonecznego to najczęstszy powód, dla którego zewnętrzne lampy solarne działają słabiej lub nie działają niezawodnie przez całą noc , i it is a design error that is entirely avoidable with basic knowledge of the principles governing solar panel orientation.

Optymalny kierunek panelu słonecznego: twarzą w stronę równika

Optymalnym kierunkiem kompasu dla panelu słonecznego jest kierunek równika z miejsca instalacji: na południe na półkuli północnej i dokładnie na północ na półkuli południowej. Taka orientacja maksymalizuje skumulowane dzienne natężenie promieniowania przechwytywane przez panel, ponieważ słońce podąża za łukiem na niebie południowym (na półkuli północnej) lub północnym (na półkuli południowej), a panel skierowany bezpośrednio w stronę tego łuku otrzymuje światło słoneczne pod najbardziej bezpośrednim kątem przez najdłuższy okres dzienny.

Odchylenia do 30 stopni na wschód lub zachód od prawdziwego południa (na półkuli północnej) zmniejszają roczny uzysk energii słonecznej o mniej niż 5 procent , co stanowi karę nieistotną z komercyjnego punktu widzenia i oznacza, że instalowanie paneli skierowanych na wschód lub zachód na budynkach lub słupach z ograniczonymi możliwościami orientacji jest nadal wykonalne. Odchylenia powyżej 45 stopni od właściwego południa zaczynają powodować bardziej znaczące straty energetyczne: panel skierowany na wschód lub zachód traci około 20 procent rocznej wydajności energii słonecznej w porównaniu z południem, a panel skierowany na północ na półkuli północnej traci od 40 do 60 procent w zależności od szerokości geograficznej, co czyni go nieodpowiednim do poważnych zastosowań w oświetleniu słonecznym bez bardzo dużego współczynnika przewymiarowania panelu.

W przypadku zintegrowanych lamp solarnych All in One, w których panel jest przymocowany do górnej lub tylnej części korpusu oprawy, instalator musi upewnić się, że słup jest ustawiony i zorientowany w taki sposób, aby strona oprawy z panelem była skierowana na południe (półkula północna) podczas instalacji. Wiele modeli lamp Solar All in One Light zawiera znacznik odniesienia kompasu na obudowie oprawy lub instrukcje instalacji, które wyraźnie określają, która strona urządzenia musi być skierowana w stronę równika.

Optymalny kąt panelu słonecznego: szerokość geograficzna równa się nachyleniu

Optymalny kąt nachylenia panelu słonecznego od poziomu jest równy szerokości geograficznej miejsca instalacji, aby zmaksymalizować roczny uzysk energii. Na 30 stopniach szerokości geograficznej północnej (co odpowiada miastom takim jak Kair, Houston i Szanghaj) optymalne stałe nachylenie wynosi około 30 stopni od poziomu. Na szerokości geograficznej 51 stopni północnej (Londyn) optymalne nachylenie wynosi około 51 stopni. Na 23 stopniach szerokości geograficznej północnej (tropiki) panele zamontowane niemal płasko pod kątem 15 do 25 stopni od poziomu osiągają bliską optymalną wydajność roczną.

W przypadku lamp słonecznych na słupkach ogrodzeniowych i innych małych dekoracyjnych produktów oświetlenia słonecznego, w których panel stanowi integralną część projektu produktu i jest montowany przez producenta pod stałym kątem, produkt jest zazwyczaj projektowany dla określonego pasma szerokości geograficznej i nie powinien być używany znacznie poza tym zakresem bez spodziewania się pogorszenia wydajności. Lampa słoneczna słupkowa ogrodzeniowa przeznaczona do użytku w tropikach, z panelem nachylonym pod kątem 15 stopni, będzie zbierać znacznie mniej energii dziennie na północnych szerokościach geograficznych Europy, gdzie odpowiednie byłoby nachylenie pod kątem 50 stopni, co potencjalnie może skutkować niedziałaniem światła przez całą noc.

W przypadku paneli słonecznych z regulowanym nachyleniem na słupach ulicznych w zakresie szerokości geograficznej od 20 do 55 stopni, ustawienie nachylenia panelu w zakresie 10 stopni od lokalnej szerokości geograficznej pozwala osiągnąć co najmniej 95 procent maksymalnego możliwego rocznego uzysku energii , który jest wystarczająco precyzyjny, aby umożliwić praktyczne projektowanie oświetlenia ulicznego bez konieczności stosowania oprogramowania do modelowania oświetlenia słonecznego dostosowanego do konkretnego miejsca. Regulowane uchwyty uchylne na słupach słonecznych latarni ulicznych, które umożliwiają ustawienie kąta panelu podczas instalacji, są zatem cenną funkcją w przypadku produktów przeznaczonych do stosowania w szerokim zakresie geograficznym.

Unikanie cieniowania: najbardziej praktyczny problem związany z instalacją paneli słonecznych

Nawet niewielki cień pokrywający od 5 do 10 procent powierzchni aktywnej panelu słonecznego może zmniejszyć jego moc wyjściową o 30 do 50 procent ze względu na szeregowe połączenie elektryczne ogniw w panelu, co oznacza, że najsłabsze (najbardziej zacienione) ogniwo ogranicza prąd wyjściowy całego ciągu. W przypadku lamp solarnych słupkowych ogrodzeniowych umieszczonych w pobliżu drzew ogrodowych, żywopłotów lub budynków, zacienienie w godzinach porannych lub popołudniowych, gdy kąt słońca jest stosunkowo niski, jest częstą przyczyną niewystarczającego ładowania, co powoduje gaśnięcie światła przed końcem nocy.

Praktyczną zasadą oceny lokalizacji paneli fotowoltaicznych jest zapewnienie, aby panel miał niezakłócony widok nieba przez co najmniej 6 godzin dziennie, w środku południa słonecznego, bez obiektów rzucających cień w poziomym sektorze kątowym 90 stopni (45 stopni z każdej strony na południe na półkuli północnej). Mapowanie cieni za pomocą aplikacji do kalkulatora ścieżki słonecznej z kamerą telefonu skierowaną na lokalizację panelu z zamierzonej pozycji montażu to prosta i niezawodna metoda identyfikacji ryzyka zacienienia przed instalacją.

Lampy solarne i zewnętrzne latarnie uliczne: wskazówki dotyczące wyboru i instalacji

Lampy solarne na słupkach ogrodzeniowych i zewnętrzne lampy uliczne pełnią uzupełniającą się rolę w spektrum zastosowań oświetlenia zewnętrznego, od wyznaczania granic posesji i dekoracyjnego oświetlenia ogrodu w skali domowej po oświetlenie bezpieczeństwa dróg i ścieżek w skali infrastruktury. Prawidłowy wybór i instalacja każdego z nich wymaga zrozumienia ich specyficznych możliwości technicznych i ograniczeń.

Lampy solarne ogrodzeniowe: jakiej wydajności można się spodziewać

Lampy solarne do słupków ogrodzeniowych to dekoracyjne i funkcjonalne lampy akcentowe przeznaczone do montażu na czapkach słupków ogrodzeniowych, słupkach bram i niskich ścianach ograniczających. Wykorzystują małe monokrystaliczne panele słoneczne o mocy od 0,5 do 2 W, małe akumulatory niklowo-wodorkowe lub litowe o pojemności od 300 do 800 mAh oraz moduły LED o mocy od 0,5 do 3 W, które wytwarzają strumień świetlny od 30 do 200 lumenów. Ten poziom wyjściowy jest odpowiedni do oznaczania krawędzi ścieżek, definiowania estetycznych granic ogrodu i ogólnego nastroju, ale nie jest odpowiedni do oświetlenia ścieżek o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa lub oświetlenia dojazdów do pojazdów, które wymaga wyższych poziomów wyjściowych zewnętrznych lamp ulicznych lub dedykowanych słupów ścieżek z oprawami o mocy od 10 do 30 W.

Wysokiej jakości lampy solarne na słupki ogrodzeniowe renomowanych producentów osiągają od 8 do 12 godzin pracy w ciągu nocy po pełnym dniu ładowania w bezpośrednim świetle słonecznym , wykorzystując automatyczne sterowanie zmierzchem i świtem za pomocą zintegrowanej fotokomórki. Produkty budżetowe z panelami i akumulatorami o niższej jakości mogą działać tylko od 4 do 6 godzin przy dobrym dniu ładowania i nie działać niezawodnie po kilku kolejnych pochmurnych dniach. Określanie produktów wykorzystujących technologię akumulatorów litowych zamiast niklowo-wodorkowych wydłuża żywotność cykli z około 500 cykli (około 18 miesięcy codziennej pracy) do 2000 lub więcej cykli (5 do 6 lat), co stanowi znaczącą różnicę w trwałości, która uzasadnia niewielką wyższą cenę produktów wyposażonych w lit do stałych instalacji ogrodowych.

Zewnętrzne lampy uliczne: specyfikacja niezawodnej wydajności komercyjnej

Zewnętrzne lampy uliczne do zastosowań komercyjnych, komunalnych i infrastrukturalnych muszą spełniać znacznie wyższe standardy wydajności i trwałości niż dekoracyjne produkty ogrodowe. Kluczowe specyfikacje, które należy sprawdzić przy zakupie zewnętrznych lamp ulicznych od dowolnego producenta lamp ulicznych LED, obejmują:

• Ocena IP: Minimalny stopień ochrony IP65 obudowy oprawy (pyłoszczelna i zabezpieczona przed strumieniem wody ze wszystkich kierunków); IP66 lub IP67 jest preferowany w środowiskach przybrzeżnych lub o dużych opadach deszczu
• Ocena IK: Odporność na uderzenia IK08 lub IK09 dla opraw w miejscach publicznych narażonych na wandalizm lub przypadkowe uderzenia
• Dane LM80 i TM21: Opublikowane dane dotyczące utrzymania strumienia świetlnego z testów LM80 potwierdzające deklarowaną trwałość użytkową modułu LED L70, którą należy zweryfikować w porównaniu z żywotnością znamionową podaną przez producenta, aby potwierdzić, że twierdzenie jest poparte danymi testowymi, a nie ekstrapolowane na podstawie niewystarczającej liczby godzin testów
• Ochrona przeciwprzepięciowa: Minimalna ochrona przeciwprzepięciowa 10 kV zgodnie z IEC 61000-4-5 dla opraw oświetleniowych montowanych na odsłoniętych instalacjach słupowych podatnych na stany nieustalone w sieci zasilającej wywołane wyładowaniami atmosferycznymi
• Klasyfikacja rozsyłu światła: Rozkład typu II, III lub IV zdefiniowany w normach IES, dopasowany do szerokości drogi i przesunięcia słupków, aby uzyskać wymagany współczynnik jednorodności na nawierzchni drogi
• Zakres temperatur pracy: Parametry znamionowe dla pełnego zakresu temperatur otoczenia w miejscu instalacji, zazwyczaj od minus 40°C do plus 50°C w przypadku produktów przeznaczonych do użytku na całym świecie

Odpowiedzialny producent oświetlenia ulicznego LED dostarczy pełne pliki danych fotometrycznych w formacie IES lub EULUMDAT dla każdego modelu oprawy oświetleniowej, umożliwiając projektantowi oświetlenia zaimportowanie danych oprawy do oprogramowania do projektowania zgodnego ze standardami branżowymi (takiego jak Dialux lub Relux) i sporządzenie ilościowej kalkulacji zgodności wykazującej, że proponowana instalacja spełnia obowiązującą normę natężenia oświetlenia przed zamówieniem lub zainstalowaniem słupów.

Wybór producenta oświetlenia ulicznego LED: kluczowe kryteria oceny

Globalny rynek oświetlenia ulicznego LED obejmuje setki producentów, od najwyższej klasy marek europejskich i północnoamerykańskich z pełną pionową integracją produkcji i kompleksowymi programami certyfikacji stron trzecich po tanich producentów wytwarzających produkty o bardzo zmiennej jakości bez zweryfikowanych danych dotyczących wydajności. Wybór niewłaściwego producenta oświetlenia ulicznego LED do dużego programu infrastrukturalnego może skutkować przedwczesną awarią opraw, niezgodną wydajnością i kosztami wymiany, które przyćmiewają wszelkie początkowe oszczędności w zakresie zakupów.

Poniższe kryteria stanowią ustrukturyzowane ramy oceny dowolnego producenta oświetlenia ulicznego LED rozważanego w ramach znaczącego zamówienia:

• Certyfikacja strony trzeciej: Produkty powinny posiadać certyfikat ENEC (Europa), UL lub DLC (Ameryka Północna), program CB lub równoważny certyfikat krajowy potwierdzający, że produkt został przetestowany przez niezależne akredytowane laboratorium pod kątem odpowiednich norm bezpieczeństwa i wydajności produktu
• Przejrzystość pozyskiwania komponentów LED: Producenci klasy premium korzystają z chipów LED od dostawców pierwszego poziomu (Cree, Lumileds, Osram, Seoul Semiconductor, Nichia) i mogą udokumentować źródło chipów w specyfikacjach produktu; nieujawnione pozyskiwanie chipów LED jest znaczącym wskaźnikiem ryzyka w przypadku produktów o wysokiej skuteczności
• Niezależne badania fotometryczne: Dane fotometryczne powinny być generowane przez akredytowane laboratorium goniofotometrów (nie przez placówkę producenta), a odniesienie do raportu z badań powinno być możliwe do zweryfikowania; samodzielnie zgłaszane dane fotometryczne bez kopii zapasowej raportu z testów innej firmy są niewiarygodne
• Projekt zarządzania ciepłem: System zarządzania ciepłem oprawy (geometria radiatora, materiały interfejsu termicznego, temperatura złącza LED przy mocy znamionowej) jest głównym wyznacznikiem długoterminowego utrzymania strumienia świetlnego; producenci, którzy dostarczają dane z symulacji termicznej lub wyniki testów zmierzonej temperatury złącza, wykazują doskonałą inżynierię produktu
• Warunki gwarancji i wsparcie finansowe: 5-letnia gwarancja na produkt udzielana przez producenta oświetlenia ulicznego LED o weryfikowalnej treści handlowej i ugruntowanej sieci serwisowej zapewnia znaczące ograniczenie ryzyka w przypadku zamówień na skalę infrastrukturalną; gwarancje producentów, którzy w okresie gwarancji mogą nie prowadzić działalności handlowej, nie zapewniają praktycznej ochrony

Często zadawane pytania

1. Jak wysokie są latarnie uliczne na standardowej drodze osiedlowej?

Mieszkaniowe latarnie uliczne mają zazwyczaj wysokość od 5 do 6 metrów na większości rynków europejskich i azjatyckich. W Ameryce Północnej słupy o wysokości od 7,6 do 9,1 metra są częściej spotykane na ulicach mieszkalnych ze względu na szersze przekroje dróg. Wysokość dobiera się tak, aby osiągnąć wymagany poziom natężenia oświetlenia przy wymaganym rozstawie słupów dla konkretnej szerokości oświetlanej drogi.

2. Jakie są typowe wymiary lamp ulicznych dla instalacji na drogach głównych?

W przypadku słupa oświetlenia drogowego o długości od 8 do 10 metrów typowe wymiary lamp ulicznych obejmują średnicę podstawy od 100 do 140 mm, średnicę góry od 42 do 60 mm, grubość ścianki od 3 do 5 mm i płytę podstawy od 300 x 300 mm do 400 x 400 mm. Całkowita wysokość słupa nad poziomem gruntu wynosi od 8 do 10 metrów, z osadzeniem od 0,5 do 0,8 metra poniżej poziomu gruntu w przypadku słupów do zakopywania bezpośrednio.

3. Jak wysokie są słupy oświetleniowe używane do oświetlenia obszaru wysokiego masztu?

Wysokie masztowe słupy oświetleniowe stosowane do oświetlenia dużych powierzchni portów, stadionów, węzłów autostradowych i placów przemysłowych mają wysokość od 20 do 45 metrów. 30-metrowy stalowy maszt, na którym znajduje się od 12 do 16 reflektorów LED, może oświetlić około 2 hektary przy średnim utrzymywanym natężeniu oświetlenia 30 luksów , dzięki czemu systemy z wysokimi masztami są najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem w przeliczeniu na oświetlony obszar w przypadku bardzo dużych otwartych przestrzeni.

4. Jaki jest optymalny kierunek i kąt panelu słonecznego dla lamp Solar All in One?

Optymalny kierunek paneli słonecznych to kierunek równika: dokładnie na południe na półkuli północnej i dokładnie na północ na półkuli południowej. Optymalny kąt pochylenia jest równy lokalnej szerokości geograficznej. Odchylenia do 30 stopni od kierunku południowego zmniejszają roczny plon o mniej niż 5 procent, ale odchylenia powyżej 45 stopni powodują znaczne straty energii, które pogarszają niezawodność pracy w nocy.

5. Jak długo w ciągu nocy działają lampy solarne na słupkach ogrodzeniowych?

Wysokiej jakości lampy solarne do słupków ogrodzeniowych z bateriami litowymi i wydajnymi modułami LED 8 do 12 godzin pracy na dobę po całym dniu ładowania w bezpośrednim świetle słonecznym . Produkty budżetowe z akumulatorami niklowo-wodorkowymi mogą działać tylko od 4 do 6 godzin. Produkty z bateriami litowymi mają żywotność cykli wynoszącą 2000 lub więcej cykli (5 do 6 lat codziennego użytkowania) w porównaniu do 500 cykli w przypadku zamienników niklowo-metalowo-wodorkowych.

6. Jakie są główne rodzaje oświetlenia ulicznego stosowane w nowoczesnej infrastrukturze?

Trzy główne typy oświetlenia ulicznego, które są obecnie używane, to lampy uliczne LED (dominujące we wszystkich nowych instalacjach podłączonych do sieci), latarnie uliczne HPS (starsza technologia jest stopniowo zastępowana) oraz lampy solarne All in One (szybko rozwijające się w zastosowaniach poza siecią i na obszarach wiejskich). Oprawy uliczne LED oferują skuteczność od 150 do 200 lm/W i żywotność od 50 000 do 100 000 godzin, co czyni je oczywistym technicznym i ekonomicznym wyborem dla systemów podłączonych do sieci.

7. Jakiej wysokości są słupy oświetleniowe ogrodowe i jakiej mocy głowicy lampy ogrodowej używają?

Słupy ogrodowe mają zazwyczaj wysokość od 2,5 do 4,5 metra i są używane do oświetlenia ścieżek, parków i krajobrazu w rozstawie od 8 do 15 metrów. Głowica lampy ogrodowej na 3-metrowy słup ogrodowy wykorzystuje zazwyczaj diody LED o mocy od 15 do 30 W, wytwarzające od 1500 do 3000 lumenów przy ciepłej białej temperaturze barwowej od 2700 do 3000 K, preferowanej w krajobrazach mieszkalnych i hotelowych.

8. Jak wybrać pomiędzy oświetleniem ulicznym LED a oświetleniem solarnym All in One w przypadku nowego projektu?

Wybierz oświetlenie uliczne LED dla dowolnej lokalizacji z niezawodnym połączeniem z siecią, dużym natężeniem ruchu lub gwarantowanymi wymaganiami pracy przez całą noc. Wybierz lampy solarne typu „wszystko w jednym” tam, gdzie koszt podłączenia do sieci przekracza koszt instalacji fotowoltaicznej (zwykle dotyczy to obszarów wiejskich i odległych, wymagających ponad 200 do 300 metrów nowego podziemnego kabla na biegun), gdzie szczytowe godziny nasłonecznienia trwają średnio co najmniej 4 godziny dziennie i gdzie można zastosować przyciemnianie z czujnikiem ruchu do zarządzania wytrzymałością baterii.

9. Jakich certyfikatów powinienem wymagać od producenta oświetlenia ulicznego LED?

Wymagaj certyfikatu ENEC dla rynków europejskich, wykazu UL lub DLC dla rynków północnoamerykańskich oraz certyfikatu programu CB dla zamówień międzynarodowych. Do wszystkich produktów powinny być dołączone pliki danych fotometrycznych z akredytowanego zewnętrznego laboratorium testującego goniofotometr, dane z testu utrzymania strumienia świetlnego LM80 potwierdzające deklarację dotyczącą żywotności L70 oraz certyfikat ochrony IP65 lub wyższy wydany przez akredytowaną instytucję testową.

10. Jaka jest wysokość latarni ulicznej na głównej autostradzie lub drodze ekspresowej?

Do oświetlenia autostrad i dróg ekspresowych wykorzystuje się słupy o wysokości ok 10 do 12 metrów w przypadku standardowych instalacji z kolumną jedno- lub dwuramienną obsługujące drogi dwujezdniowe o szerokości od 14 do 20 metrów. Na węzłach komunikacyjnych, dużych rondach i skrzyżowaniach wielopasmowych, gdzie preferowane jest centralnie umieszczone oświetlenie z wysokim masztem, standardową wysokością słupów jest od 20 do 30 metrów, co pozwala jednemu lub dwóm słupom na pokrycie pełnego zakresu złożonej geometrii drogi z pozycji centralnych, zamiast wymagać dziesiątek przydrożnych słupów.