Датчик руху проти сонячних вуличних ліхтарів від-до-світанку

Коли слід заощаджувати енергію за допомогою зондування -, а коли — розраховувати систему на всю-нічне освітлення?

Розпізнавання руху часто представляють як розумну-функцію освітлення. Однак у сонячному вуличному освітленні практична причина зазвичай набагато простіша: економія енергії. Якщо фотоелектрична панель і батарея відносно малі, робота лампи на повній потужності від сутінків до світанку може використовувати більше енергії, ніж система може надійно замінити та зберегти. Датчик руху зменшує середнє навантаження, тримаючи лампу на нижчому рівні, коли немає руху, і посилюючи світло, коли виявлено транспортний засіб або пішохід.

Це робить зондування руху корисним, коли сонячна система має працювати в межах обмеженого енергетичного бюджету. Це не автоматично правильний вибір просто тому, що датчик доступний.

Подумайте про систему як про енергетичний баланс. Щовечора лампа споживає енергію, тоді як фотоелектричний модуль має повернути достатньо енергії в батарею протягом дня. Якщо доступна сонячна генерація та ємність батареї обмежені, зменшення середньої нічної потужності лампи може зробити різницю між системою, яка виживає вночі, та системою, яка вичерпує енергію до світанку.

Простими словами:

• Менша PV + менша батарея → більша потреба у зниженні навантаження.
• Менша середня потужність лампи → більш тривалий час роботи вночі.
• Розпізнавання руху → один із способів зменшити середнє споживання енергії.
• PV + батарея правильного розміру → менше потреби залежати від датчиків руху.

Розпізнавання руху є природним для місць, де люди або транспортні засоби присутні лише час від часу. Світло не обов’язково має залишатися на повній потужності, коли ніхто не користується дорогою чи простором.

Міські магістралі та магістралі мають інші вимоги до освітлення. Питання не тільки в тому, скільки енергії споживає лампа. Це також коли необхідний рівень освітлення стає доступним.

Багато автономних датчиків руху, які використовуються на сонячних вуличних ліхтарях, мають практичну дальність виявлення близько 15 м, хоча фактична дальність залежить від датчика, монтажної позиції, об’єктива, розміру транспортного засобу, швидкості та умов на місці. А тепер уявіть лампу, встановлену на 10-метровому стовпі вздовж дороги. Якщо транспортний засіб рухається швидко, він може увійти в зону ефективного виявлення лише за короткий час до досягнення стовпа. Лампа може перемикатися на повну потужність, але час може бути пізнішим, ніж ви хотіли б на дорозі, яка вимагає постійного, передбачуваного освітлення.

Малюнок 2. Коротка відстань виявлення стає більш важливою зі збільшенням швидкості автомобіля.

Ключовий момент: відстань виявлення не те саме, що охоплення освітлення

Датчик може виявити транспортний засіб лише після того, як він увійде в його зону виявлення. Це відрізняється від проектування дороги таким чином, щоб необхідний рівень освітлення вже був наявний уздовж дороги. Для місць із низькою-швидкістю та низьким{3}}трафіком ця різниця може бути прийнятною. На жвавій магістралі або шосе це може стати небажаною робочою характеристикою.

Якщо дорога потребує ефективного освітлення протягом ночі, перше інженерне питання має полягати в тому, чи достатньо потужна фотоелектрична та акумуляторна система, щоб забезпечити це освітлення. Це означає, що слід звернути увагу на потужність лампи, години роботи, місцеве сонячне випромінювання, корисну ємність батареї, системні втрати, вплив температури та необхідну автономність.

Після правильного розміру системи режим роботи від-до-світанку може забезпечити передбачуване освітлення, не чекаючи, поки рух увімкне лампу. Розпізнавання руху все ще можна використовувати там, де це дозволяють дизайн освітлення та класифікація доріг, але його не слід використовувати просто для компенсації недостатнього розміру сонячної системи на дорозі, яка потребує постійного освітлення.

Корисне польове дослідження Пазоліні та ін., опубліковане в Sensors у 2024 році. Дослідники порівняли кілька стратегій адаптивного вуличного-освітлення, використовуючи реальні дані про дорожній рух і робочі установки в Італії та В’єтнамі. Дослідження є важливим тут, оскільки воно не розглядало датчик руху як універсальний: його вимірювана продуктивність залежала від дороги, умов руху та стратегії керування.

У дослідженні протягом 463-денних спостережень за дорогою M3 у Чезені еталонний вуличний ліхтар потужністю 100 Вт спожив 549,4 кВт-год за стратегією астрономічного-годинника та 415,0 кВт-год за 1-хвилинною-стратегією визначення руху. На дорозі M4 у Біассоно дані за 115 днів показали 135,9 кВт/год для корпусу астрономічного годинника та 121,5 кВт/год при 1-хвилинному датчику руху. Це вимірювання для конкретного місця, а не універсальний відсоток економії.

Що ще важливіше, те саме дослідження показало, що його підхід до повної адаптивної інсталяції (FAI) може досягти більшої економії, ніж датчик руху в контрольованих випадках M3 та M4. Це підтримує ширший інженерний урок: найкращий метод керування залежить від дороги та вимог до освітлення, а не простого додавання датчика руху до кожного вуличного ліхтаря.

Посилання на дослідження:Пазоліні Г. та ін. (2024). «Комплексна оцінка контексту-адаптивного вуличного освітлення: технічні аспекти, економічна інформація та вимірювання широкомасштабних-довгострокових-впроваджень». Датчики, 24(18), 5942. DOI: 10.3390/s24185942.

Підхід Suntisolar до багатьох застосувань-освітлення доріг полягає у створенні достатньої ємності фотоелектричної енергії та батареї в системі, щоб лампа могла ефективно працювати вночі, а не визначення руху єдиним способом зменшити споживання енергії.

Наприклад, серія Z88 від Suntisolar розроблена для -високої потужності, а портфоліо продуктів також включає різні конфігурації для розгалужень, сільських доріг, паркувальних зон і громад. Точну конфігурацію PV та батареї завжди слід вибирати відповідно до сонячних ресурсів сайту, необхідного рівня освітлення, годин роботи та автономності.

Для великої дороги це веде до простого принципу проектування: якщо проект потребує постійного освітлення, використовуйте фотоелектричну та акумуляторну систему достатнього розміру та дозвольте світильнику працювати відповідно до потреб. Не зменшуйте вимоги до освітлення лише тому, що сонячна система занадто мала.

Датчики руху мають чітку роботу в сонячному вуличному освітленні: вони зменшують середнє навантаження, коли дорога чи простір не використовуються. Це робить їх особливо корисними, коли ємність PV і батареї обмежена, а трафік переривчастий.

Але датчик руху не варто розглядати як універсальний апгрейд. На головних міських дорогах і автомагістралях, де рух транспорту швидший і освітлення має бути постійним, зазвичай важливіше правильно підібрати розмір фотоелектричної панелі та батареї, щоб лампа могла забезпечити необхідне світло протягом ночі.

Це різниця між використанням датчика для компенсації обмеженої енергетичної потужності та розробкою сонячного вуличного освітлення з достатньою енергетичною потужністю з самого початку.

1. Пазоліні Г. та ін. (2024). Sensors 24(18), 5942. «Комплексна оцінка контексту-адаптивного вуличного освітлення...» https://doi.org/10.3390/s24185942

2. Інформація про продукт Suntisolar Z88 120W: https://www.suntisolar.com/z88-120w-smd-specification-2.html