Посібник із сонячних вуличних люменів: наскільки яскравий вам потрібен?

Запитайте більшість покупців, що важливо в технічних характеристиках сонячних вуличних ліхтарів, і люмени – це зазвичай перше число, на яке вони дивляться. Світильники продаються на 5 000, 10 000, 20 000 і навіть 30 000 люмен -, і легко припустити, що більша цифра автоматично виграє. На практиці це не працює так. Правильний світловий поток для проекту залежить від ширини дороги, висоти стовпа, відстані, діаграми променів, якості світлодіода та освітленості, яка фактично потрібна дорозі на її поверхні.

Нижче ми розповімо, як люмени фактично використовуються в дизайні освітлення, де люкс вписується в картину та як це відтворюється в асортименті власної продукції Suntisolar - від невеликих сільських світильників на 30 Вт-до дорожніх пристроїв на 200 Вт.

Що вам насправді говорять люмени

Люмен (лм) – це просто міра загального видимого світла, що відходить від світильника - всього, що випромінюють світлодіоди, у всіх напрямках.

Зрозуміло:більше люменів означає більше загального виробленого світла.

Ця цифра не говорить про те, наскільки добре освітлена дорога під ним. Світильник на 12 000-люмен із правильно підібраною лінзою для дорожнього-освітлення може легко-виконати блок на 20 000 люмен, який кидає половину свого світла на плече або в небо. Люмени є відправною точкою, а не повною відповіддю. Правильне планування вуличного освітлення також має враховувати:

• Люкс - скільки світла фактично падає на поверхню дороги
• Шаблон розподілу -, де промінь посилає своє світло
• Рівномірність - наскільки рівномірне освітлення від стовпа до стовпа
• Висота стовпа та відстань
• Ширина дороги та кількість смуг
• Монтажний кут
• Вимоги до місцевого класу або коду освітлення

Люмен і люкс – це не одне й те саме

Це постійно спотикає людей, тому це варто пояснити. Люмени вимірюють загальний вихід від джерела. Люкс вимірює, скільки світла фактично падає на дану поверхню - один люкс дорівнює одному люмену, розподіленому на один квадратний метр.

Світильник на 10 000 люменів, встановлений низько з щільною оптикою, може забезпечити зовсім інші показники люкс на землі, ніж той самий світильник на 10 000 люмен, встановлений вище з ширшою оптикою. Висота, кут променя та відстань змінюють результат, навіть за однакового світлового потоку.

Той самий світильник з потужністю 10 000 люмен виробляє помітно різні люкси залежно від висоти монтажу та поширення променя.

З цієї причини вибір світильника виключно через його рекламоване значення світлового потоку - без перевірки умов монтажу - є поширеною помилкою, якої можна уникнути.

Отже, скільки люменів потрібно сонячному вуличному ліхтарю?

Універсального числа немає, але наведена нижче таблиця та діаграма дають практичну відправну точку для планування проекту на ранній-етапії.

*Лише початкові діапазони - не замінюють фотометричні розрахунки на основі IES/LDT-. Остаточний вибір світильників слід перевірити за допомогою імітації освітлення.

Приблизні вихідні точки просвіту за класифікацією доріг - розглядають їх як перший прохід, а не як остаточну специфікацію.

Краще питання, ніж "Скільки люменів?"

Замість того, щоб запитувати, скільки люменів потрібно світильнику, світлодизайнер зазвичай починає з іншого боку: яка освітленість і рівномірність потрібні цій дорозі? Після цього процес визначення розміру зазвичай складається з кількох кроків.

Почніть з типу дороги

Шосе, головна міська дорога, другорядна дорога, житлова вулиця, сільська дорога, стоянка, доріжка, промисловий двір, кампус, громадська площа - кожна категорія має власний очікуваний рівень освітлення, і це справжня відправна точка, а не сама цифра в люменах.

Зафіксуйте висоту стовпа

Монтажна висота впливає на оптичні характеристики. 5–6-метрове встановлення в житлових приміщеннях і 10–12-метровий стовп на шосе працюють із абсолютно різною геометрією променя, навіть якщо освітлювальні прилади мають подібний показник світлового потоку.

Перевірте відстань між полюсами

Два проекти з ідентичним світильником на 10 000 люменів можуть дати дуже різні результати залежно від того, на відстані 25 або 40 метрів розташовані стовпи.

Відповідність ширині дороги

Вузька односмугова-сільська дорога вимагає іншої форми балки, ніж дво- або три-шосе.

Виберіть правильний оптичний розподіл

Змусити світлодіодну оптику розміщувати світло там, де воно дійсно потрібно, зазвичай важливіше, ніж просто збільшити світловий потік.

Проведіть обчислення за допомогою програмного забезпечення для моделювання

Для чогось, крім невеликої житлової роботи, варто перевірити макет у DIALux, AGi32 або еквівалентному інструменті, подивившись на середню та мінімальну освітленість, однорідність, відблиски, розподіл, відстань та загальне покриття дороги.

Модельний ряд Suntisolar, від сільських доріг до шосе

Каталог Suntisolar охоплює широкий діапазон світлового потоку, що робить його досить хорошим практичним дослідженням того, як слід масштабувати вихід із застосуванням. Ось як п’ять їхніх моделей порівнюються з наведеними вище категоріями доріг.

Опубліковані показники світлового потоку варіюються в лінійці Suntisolar від Z66 потужністю 30 Вт до шосейної моделі потужністю 200 Вт.

Z66 30W - малі та сільські дороги

Z66 30W має потужність близько 3200–4200 люменів у поєднанні з панеллю потужністю 45 Вт, висотою монтажу 5–6 м і приблизною відстанню 15–20 м, охоплюючи площу опромінення близько 120 м². Це розумно підходить для сільських доріг, тихих житлових вулиць і громадських доріжок, де більший прилад був би надмірним.

Z68 80W - міські та другорядні дороги

Переходячи до Z86 80W, ви отримуєте 9 000–10 000 люменів, панель потужністю 100 Вт і літієвий акумулятор 24 В/22,5 А·год. Suntisolar рекомендує монтаж на відстані 9–10 м із відстанню 27–30 м, що охоплює приблизно 300 м² - надійна точка відліку для другорядних міських доріг і великих громадських вулиць.

Z88 120W - основні міські дороги

Для інтенсивних-коридорів трафік Z88 120W розрахований приблизно на 12 000–13 200 люмен із розповсюдженням променя близько 160 градусів × 80 градусів і приблизно 12 годин повної-потужності. Це кандидат на більші міські дороги та головні-коридори доріг, хоча - як завжди - остаточне рішення має спиратися на фотометричну перевірку, а не лише на кількість просвітів.

80 Вт само-самоочищення - в запорошених і пустельних середовищах

Продуктивність — не єдина змінна, яка має значення в суворих кліматичних умовах. XT1478SELD80-SC забезпечує 8 000–10 000 люменів від установки потужністю 80 Вт із панеллю потужністю 125 Вт і акумулятором LiFePO₄ 25,6 В/24 А·год, але його відмінною рисою є автоматичний механізм очищення панелі з рейтингом IP66 -, корисний там, де накопичення пилу інакше заважало б зарядці.

240 Вт з авто-очищенням - рівня шосе

На вершині діапазону XT2358SELD240-SC поєднує світлодіодний двигун потужністю 240 Вт із панеллю потужністю 330 Вт і LiFePO₄ акумулятором 25,6 В/90 А·год, що забезпечує діапазон світлового потоку приблизно 30 000 лм на висоті монтажу 10–13 м. Компанія Suntisolar позиціонує це як-пристрій для шосе початкового рівня, і це гарна ілюстрація того, як швидко зростають вимоги до світлового потоку, якщо ви проектуєте для більш швидкісних і широких доріг, а не для житлових вулиць.

Чому гонитва за найбільшою кількістю люменів може призвести до негативних наслідків

Спокусливо просто купити найяскравіший світильник зі списку, але цей інстинкт створює більше проблем, ніж вирішує.

Розлив і відблиски. Коли оптика не налаштована на дорогу, значна частина цього світла потрапляє кудись, крім дорожнього покриття - узбіччя, передні двори, небо -, створюючи при цьому непотрібне відблискування для водіїв і пішоходів.

Нерівномірне освітлення. Гаряча точка безпосередньо під стовпом не означає, що дорога між стовпами добре освітлена. Ви можете отримати яскравий-темний-яскравий-темний візерунок, а не рівномірне покриття, що, можливо, гірше для комфорту водія, ніж помірне рівномірне освітлення.

Більша система, більша вартість. Оскільки вуличне освітлення на сонячних батареях має генерувати та накопичувати власну енергію, збільшення потужності світлодіодів не просто підвищує рахунок за електроенергію - воно змушує більшу сонячну панель, більшу батарею та потужніший контролер, і все це для роботи ліхтаря, який може навіть не забезпечувати кращого покриття дороги.

Практичною метою є не максимальна кількість люменів -, а правильна кількість придатного для використання світла, яке приземляється туди, де воно насправді необхідно.

Вати та люмени теж не однакові

Друга поширена помилка-: припущення, що вища потужність автоматично означає яскравіше світло. Це не так. Два світильники потужністю 80 Вт можуть розташовуватися в дуже різних місцях світлового потоку залежно від якості світлодіодного чіпа, струму приводу, теплового дизайну, пропускання лінз і того, наскільки добре розроблена оптична система.

Власний каталог Suntisolar чітко показує, що - Z86 80W розрахований на приблизно 9000–10 000 лм, тоді як модель із самоочищенням 80 Вт- має значення 8000–10 000 лм. Та сама потужність, інший оптичний пакет, дещо інший вихід. Саме тому порівняння потужності в ватах різних брендів (або навіть в межах лінійки одного бренду) дає вам дуже мало; фотометричні показники - це те, що насправді має значення.

Що вважається хорошим люмен-на-ват?

Світлова віддача — це просте співвідношення: люмен, поділений на потужність світлодіода. Світильник потужністю 100 Вт, що виробляє 12 000 люменів, забезпечує 120 лм/Вт; та сама потужність, що виробляє 18 000 люменів, становитиме 180 лм/Вт.

Тим не менш, число, надруковане в таблиці даних світлодіодного чіпа, і число, яке фактично забезпечує готовий світильник, не завжди є одним і тим же - втрати виявляються в драйвері, лінзах і тепловій конструкції. Більш корисний спосіб подумати про це відокремлює:

• Ефективність світлодіодної мікросхеми - теоретична цифра від виробника мікросхеми
• Ефективність світлодіодного модуля - після того, як чіп зібрано в модуль
• Ефективність світильника - повний світильник, лінзи та все
• Поставлений світловий потік -, який насправді досягає дороги

Для цілей закупівлі виміряна потужність світильника має набагато більше значення, ніж теоретична ефективність рівня чіпа-, наведена в брошурі.

Діаграма променя заслуговує на таку ж увагу, як і люмен

Світильник може мати велике число люменів і все одно погано освітлювати дорогу, якщо форма променя не підходить для застосування. Suntisolar змінює свій оптичний розподіл залежно від моделі - опубліковані цифри для кількох пристроїв показують поширення C0–180 приблизно від 140 градусів до 160 градусів разом із поширенням T90–270 приблизно від 70 градусів до 80 градусів залежно від конкретної встановленої оптичної системи.

Правильний розподіл залежить від ширини дороги, висоти стовпа, відстані, того, чи розташовані стовпи з одного боку дороги чи обох, кривизни, серединного макету та цільової рівномірності для проекту -, що все має враховуватися при виборі світильників значно раніше, ніж остаточна кількість просвітів.

Коротка-довідкова таблиця для раннього планування

Для грубого визначення розмірів на ранніх-етапах ця спрощена діаграма є гідною відправною точкою перед виконанням повного моделювання:

• Шлях (3–5 м стовп): 1500–4000 лм
• Сільська дорога (5–7 м стовп): 3000–7000 лм
• Житлова дорога (5–8 м стовп): 4000–8000 лм
• Громадська дорога (стовп 6–8 м): 5 000 – 10 000 лм
• Другорядна міська дорога (опора 7–10 м): 8000–12000 лм
• Головна міська дорога (опора 9–12 м): 10 000 – 18 000 лм
• Шосе (10–13+ м стовп): 20 000–30,000+ lm

Знову - лише початкові вказівки щодо розміру. Остаточні характеристики повинні бути підтверджені фотометричним моделюванням і будь-яким місцевим стандартом освітлення.

Запитання, які варто поставити постачальнику перед замовленням

«Скільки це люменів?» це гарне вступне запитання, але воно не повинно бути останнім. Деякі інші, як правило, важливіші, коли ви фактично порівнюєте цитати:

• Який виміряний світловий потік - фактична потужність світильника, а не лише номінальний показник світлодіодного чіпа?
• Чи можете ви надати файл IES або LDT, щоб ми могли запустити власне моделювання DIALux?
• На яку висоту установки розрахований цей світильник?
• Яку відстань між полюсами ви рекомендуєте?
• Який розподіл світла - типу II, типу III чи інший-схеми освітлення дороги?
• Яка мінімальна освітленість, а не лише середня?
• Який коефіцієнт рівномірності досягається макетом?
• Як продуктивність зберігається через кілька років - Знецінення просвіту світлодіодів, старіння батареї, погіршення якості панелі?

Спрацьований приклад

Скажімо, ви освітлюєте дорогу з двома-смугами руху: висота стовпа 8 м, відстань 30 м, ширина дороги 7 м, встановлення з одного-боку. Постачальник пропонує три варіанти - 6,000 лм, 10 000 лм і 15 000 лм.

Вибір опції 15 000-люмен за замовчуванням був би простим кроком, але не обов’язково правильним. Правильний процес — отримати файли IES/LDT для кожного з них і запустити їх через моделювання. Якщо варіант із 10 000 люмен уже відповідає необхідному середньому освітленню та рівномірності, а варіант 15 000 люмен лише додає відблиски та непотрібне споживання енергії, середній варіант, мабуть, є кращим інженерним рішенням, а не найяскравішим.

Чому це системне рішення, а не просто рішення про люмен

Вуличне освітлення-, що живиться від електромережі, може отримувати від мережі стільки енергії, скільки йому потрібно. Вуличні ліхтарі на сонячних батареях не можуть - усе, що вони використовують уночі, має генеруватися та зберігатися протягом дня. Таким чином, збільшення потужності світлодіодів не просто змінює світильник; він каскадно проходить по всій системі: більша потужність світлодіодів вимагає більше нічної енергії, що вимагає більшого акумулятора, що вимагає більшої панелі, що підвищує загальну вартість системи.

Правильно сконструйований сонячний вуличний ліхтар збалансовує потужність світлодіодів, оптичну ефективність, ємність панелі, ємність батареї, ефективність контролера,-розклад роботи, резервні дні та локальне сонячне опромінення разом -, а не розглядає люмени як єдину змінну, яка має значення.

Коротка версія

Якщо ви візьмете лише одне з цього посібника: найкращий сонячний вуличний ліхтар — це не той, який має найбільшу кількість люменів на коробці. Це той, який забезпечує освітленість, рівномірність і покриття, які дійсно потрібні дорозі, не перебільшуючи сонячну систему за нею.

Як приблизну шпаргалку:

• Малий шлях: 1500 – 4000 лм
• Сільська дорога: 3000 – 7000 км
• Житлова/громадська дорога: 4 000 – 10 000 лм
• Міська дорога: 8 000 – 15 000 км
• Головна дорога: 10 000 – 20 000 лм
• Шосе: 20 000 – 30, 000+ lm

Але сприймайте ці цифри як початок розмови, а не як остаточну відповідь. У проекті потужного сонячного вуличного освітлення враховуються люмени, люкси, рівномірність, розподіл променя, висота стовпа, відстань, розмір панелі та ємність батареї разом -, а для державних проектів, проектів шосе, міських або сільських-доріг варто попросити постачальника, як-от Suntisolar, надати фотометричні дані, характерні для місця, а не покладатися лише на номери каталогу.