Руководство по люменам солнечного уличного освещения: какая яркость вам нужна?

Спросите большинство покупателей, что важно в технических характеристиках уличного освещения на солнечных батареях, и люмены обычно являются первым числом, на которое они обращают внимание. Светильники продаются с яркостью 5 000, 10 000, 20 000 и даже 30 000 люмен -, и легко предположить, что большая цифра автоматически выигрывает. На практике это работает не так. Правильный световой поток для проекта зависит от ширины дороги, высоты опор, расстояния между ними, диаграммы направленности света, качества светодиодов и освещенности, которая действительно необходима дороге на ее поверхности.

Ниже мы рассмотрим, как люмены на самом деле используются в дизайне освещения, где люкс вписывается в картину и как это проявляется в ассортименте собственной продукции Suntisolar - от небольших деревенских светильников мощностью 30 Вт-до дорожных светильников мощностью 200 Вт.

О чем на самом деле говорят люмены

Люмены (лм) — это просто мера общего видимого света, исходящего от светильника - от всего, что излучают светодиоды, во всех направлениях.

Проще говоря:больше люменов означает больше общего количества производимого света.

О чем это число не говорит вам, так это о том, насколько хорошо освещена дорога под ним. Светильник на 12 000-люмен с правильно подобранной линзой для дорожного-освещения может легко-превзойти устройство на 20 000 люмен, которое направляет половину своего света на обочину или в небо. Люмены — это отправная точка, а не полный ответ: правильная планировка уличного освещения также должна учитывать:

• Люкс - сколько света фактически падает на поверхность дороги
• Схема распределения -, по которой луч излучает свет
• Равномерность - равномерности освещения от полюса к столбу
• Высота и расстояние между столбами
• Ширина дороги и количество полос движения
• Монтажный угол
• Класс местного освещения или требования норм

Люмены и люкс — это не одно и то же

Это постоянно сбивает людей с толку, поэтому стоит пояснить. Люмены измеряют общую мощность источника. Люкс измеряет, сколько света фактически падает на данную поверхность - один люкс равен одному люмену, рассеянному на один квадратный метр.

Лампа на 10 000 люмен, установленная низко с узкой оптикой, может давать совсем другие показания в люксах на земле, чем тот же светильник на 10 000 люмен, установленный выше с более широкой оптикой. Высота, угол луча и расстояние меняют результат даже при одинаковом световом потоке.

Один и тот же светильник мощностью 10 000 люмен производит заметно разную освещенность в зависимости от высоты установки и распределения луча.

По этой причине выбор светильника исключительно из-за его заявленного значения светового потока - без проверки условий монтажа - является распространенной ошибкой, которой можно избежать.

Так сколько же люменов нужно солнечному уличному фонарю?

Универсального числа не существует, но таблица и диаграмма ниже служат отправной точкой для планирования проекта на-этапе.

*Только начальные диапазоны - не заменяют фотометрических расчетов на основе IES/LDT-. Окончательный выбор светильника следует проверить с помощью моделирования освещения.

Приблизительные отправные точки светового потока по классификации дорог - рассматривают их как первый проход, а не окончательную спецификацию.

Лучший вопрос, чем «Сколько люменов?»

Вместо того, чтобы спрашивать, сколько люмен нужно светильнику, дизайнер освещения обычно начинает с другого вопроса: какая освещенность и однородность требуются на этой дороге? Далее процесс определения размера обычно состоит из нескольких шагов.

Начните с типа дороги

Шоссе, главная городская дорога, второстепенная дорога, жилая улица, сельская дорога, парковка, пешеходная дорожка, промышленный двор, кампус, общественная площадь - каждая категория имеет свой собственный ожидаемый уровень освещенности, и это настоящая отправная точка, а не сам показатель люменов.

Фиксация высоты стойки

Высота установки оказывает огромное влияние на оптические характеристики. Жилая установка высотой 5–6 м и дорожная опора высотой 10–12 м работают с совершенно разной геометрией луча, даже если светильники имеют одинаковую светосилу.

Проверьте расстояние между полюсами

Два проекта, в которых используется один и тот же светильник мощностью 10 000 люмен, могут дать очень разные результаты в зависимости от того, расположены ли столбы на расстоянии 25 или 40 метров друг от друга.

Соответствуйте ширине дороги

Узкая однополосная сельская дорога требует иной формы луча, чем двух- или трех-полосное шоссе.

Выберите правильное оптическое распределение

Заставить светодиодную оптику направлять свет туда, где он действительно необходим, обычно имеет большее значение, чем простое увеличение светового потока.

Проведите расчеты с помощью программного обеспечения для моделирования

Для чего-либо, кроме небольших жилых работ, стоит проверить макет в DIALux, AGi32 или аналогичном инструменте, проверив среднюю и минимальную освещенность, однородность, блики, распределение, расстояние и общее покрытие дороги.

Модельный ряд Suntisolar: от деревенских дорог до автомагистралей

Каталог Suntisolar охватывает широкий диапазон люмен, что делает его достаточно хорошим примером того, как выходная мощность должна масштабироваться в зависимости от приложения. Вот как пять их моделей соотносятся с дорожными категориями, указанными выше.

Опубликованный люмен варьируется для всей линейки Suntisolar: от модели Z66 мощностью 30 Вт до модели для шоссе мощностью 200 Вт.

Z66 30W - малые и сельские дороги

Z66 30W имеет световой поток около 3200–4200 люмен в сочетании с панелью мощностью 45 Вт, высотой установки 5–6 м и расстоянием примерно 15–20 м, что обеспечивает площадь облучения около 120 м². Он разумно подходит для деревенских дорог, тихих жилых улиц и общественных дорожек, где более крупный светильник был бы излишним.

Z68 80W - городские и второстепенные дороги

Переходя на Z86 80W, вы получаете 9 000–10 000 люмен, панель мощностью 100 Вт и литиевый аккумулятор 24 В/22,5 Ач. Suntisolar рекомендует устанавливать установку на высоте 9–10 м с интервалом 27–30 м, покрывая примерно 300 м² -, что является надежным ориентиром для второстепенных городских дорог и крупных общественных улиц.

Z88 120W - основные городские дороги

Для коридоров с-интенсивным движением трафика Z88 120W рассчитан примерно на 12 000–13 200 люмен с разбросом луча около 160 х 80 градусов и примерно 12 часами работы на полной-мощности. Это кандидат на более крупные городские дороги и основные-дорожные коридоры, хотя -, как всегда, - окончательный результат должен основываться на фотометрической проверке, а не только на количестве люменов.

80 Вт с самоочисткой-- в пыльных и пустынных условиях

Производительность — не единственная переменная, имеющая значение в суровом климате. XT1478SELD80-SC обеспечивает световой поток 8 000–10 000 люмен от установки мощностью 80 Вт с панелью мощностью 125 Вт и аккумулятором LiFePO₄ 25,6 В/24 Ач, но его отличительной особенностью является механизм автоматической очистки панели со степенью защиты IP66 -, полезный в тех случаях, когда накопление пыли в противном случае мешало бы зарядке.

240 Вт, автоматическая-очистка - трассы

Модель XT2358SELD240-SC, являющаяся вершиной модельного ряда, сочетает в себе светодиодный двигатель мощностью 240 Вт, панель мощностью 330 Вт и аккумулятор LiFePO₄ 25,6 В/90 Ач, обеспечивающий диапазон светового потока примерно 30 000 лм при высоте установки 10–13 м. Suntisolar позиционирует его как устройство начального-уровня для шоссе, и это хорошая иллюстрация того, как быстро растут требования к световому потоку, когда вы проектируете для высокоскоростных и широких дорог, а не для жилых улиц.

Почему погоня за наибольшим количеством люменов может иметь неприятные последствия

Соблазнительно просто купить самый яркий светильник в списке, но этот инстинкт вызывает больше проблем, чем решает.

Разлив и блики. Когда оптика не согласована с дорогой, значительная часть этого света попадает куда-то кроме дорожной поверхности - обочин, дворов перед домом и неба -, создавая при этом ненужные блики для водителей и пешеходов.

Неравномерное освещение. Горячая точка прямо под столбом не означает, что дорога между столбами хорошо освещена. В итоге вы можете получить яркий-темный-яркий-темный рисунок вместо равномерного покрытия, что, возможно, хуже для комфорта водителя, чем умеренное и равномерное освещение.

Большая система, большая стоимость. Поскольку солнечный уличный фонарь должен генерировать и хранить свою собственную энергию, увеличение мощности светодиодов не просто увеличивает счета за электроэнергию -, но и требует использования солнечной панели большего размера, батареи большего размера и более мощного контроллера - и все это для работы фонаря, который, возможно, даже не обеспечивает лучшее покрытие дороги.

Практическая цель — это не максимальное количество люменов -, а правильное количество полезного света там, где оно действительно необходимо.

Ватты и люмены тоже не одно и то же

Вторая распространенная ошибка-: если предположить, что более высокая мощность автоматически означает более яркий свет. Это не так. Два светильника мощностью 80 Вт могут располагаться в самых разных местах по световому потоку в зависимости от качества светодиодного чипа, тока возбуждения, тепловой конструкции, пропускания линзы и того, насколько хорошо спроектирована оптическая система.

В собственном каталоге Suntisolar это ясно видно - Z86 80W рассчитан примерно на 9 000–10 000 лм, а модель с самоочисткой мощностью 80 Вт- — на 8 000–10 000 лм. Та же мощность, другой оптический корпус, немного другая выходная мощность. Именно поэтому сравнение мощности разных брендов (или даже внутри линейки одного бренда) мало что вам скажет; фотометрические характеристики – это то, что действительно имеет значение.

Что считается хорошим люменом-на-ватт?

Световая отдача представляет собой простое соотношение: люмены делятся на мощность светодиодов. Светильник мощностью 100 Вт, дающий 12 000 люмен, дает 120 лм/Вт; та же мощность, обеспечивающая 18 000 люмен, составит 180 лм/Вт.

Тем не менее, число, указанное в технических характеристиках светодиодного чипа, и число, которое на самом деле обеспечивает готовый светильник, не всегда совпадают -, потери проявляются в драйвере, линзе и тепловой конструкции. Более полезный способ подумать об этом:

• Эффективность светодиодного чипа - теоретическое значение от производителя чипа
• Эффективность светодиодного модуля - после сборки чипа в модуль
• Эффективность светильника - весь светильник, линза и все остальное
• Доставленный световой поток - действительно достигает дороги

Для целей закупок измеренная мощность светильника имеет гораздо большее значение, чем теоретический показатель эффективности на уровне чипа-, указанный в брошюре.

Диаграмма луча заслуживает такого же внимания, как и люмены

Светильник может иметь большой световой поток и при этом плохо освещать дорогу, если форма луча не соответствует условиям применения. Suntisolar варьирует свое оптическое распределение в зависимости от модели - опубликованные данные для нескольких устройств показывают разброс C0–180 примерно на 140–160 градусов, а разброс T90–270 примерно на 70–80 градусов, в зависимости от конкретной установленной оптической системы.

Правильное распределение зависит от ширины дороги, высоты столбов, расстояния между столбами, расположения столбов на одной стороне дороги или обеих, кривизны, срединного расположения и цели по однородности для проекта -, все из которых должны учитываться при выборе светильника задолго до того, как будет получено окончательное количество люменов.

Краткая-справочная таблица для раннего планирования

Эта упрощенная диаграмма станет хорошей отправной точкой для грубого-расчета размеров на ранней стадии перед запуском полного моделирования:

• Путь (столб 3–5 м): 1500–4000 лм
• Сельская дорога (столб 5–7 м): 3000–7000 лм.
• Жилая дорога (столб 5–8 м): 4000–8000 лм.
• Общественная дорога (столб 6–8 м): 5 000–10 000 лм.
• Второстепенная городская дорога (столб 7–10 м): 8 000–12 000 лм.
• Основная городская дорога (столб 9–12 м): 10 000–18 000 лм.
• Шоссе (столб 10–13+ м): 20 000 – 30,000+ лм

Опять же - только рекомендации по первоначальному размеру. Окончательная спецификация должна быть подтверждена фотометрическим моделированием и любым местным стандартом освещения.

Вопросы, которые стоит задать поставщику перед заказом

«Сколько это люменов?» — это хороший вступительный вопрос, но он не должен быть последним. Некоторые другие имеют большее значение, если вы действительно сравниваете цитаты:

• Каков измеренный световой поток - фактической мощности светильника, а не только номинальное значение светодиодного чипа?
• Можете ли вы предоставить файл IES или LDT, чтобы мы могли запустить собственное моделирование DIALux?
• На какую высоту установки рассчитано это приспособление?
• Какое расстояние между полюсами вы рекомендуете?
• Каково распределение света - типа II, типа III или другого дорожного-освещения?
• Какова минимальная освещенность, а не только средняя?
• Какого коэффициента однородности достигает макет?
• Как будет сохраняться мощность через несколько лет -, снижение светового потока светодиодов, старение батареи, деградация панели?

Рабочий пример

Допустим, вы освещаете двухполосную дорогу: высота опор 8 м, расстояние между ними 30 м, ширина дороги 7 м, установка с одной- стороны. Поставщик предлагает три варианта: - 6 000 лм, 10 000 лм и 15 000 лм.

Использовать опцию 15 000-люмен по умолчанию было бы простым, но не обязательно правильным решением. Правильный процесс — извлечь файлы IES/LDT для каждого из них и запустить их посредством моделирования. Если вариант с яркостью 10 000 люмен уже соответствует требуемой средней освещенности и однородности, а вариант с яркостью 15 000 люмен просто добавляет блики и ненужное энергопотребление, то средний вариант, возможно, является лучшим инженерным решением, а не самым ярким.

Почему это системное решение, а не просто люменовое решение

Уличное освещение с питанием от сети- может потреблять от сети столько энергии, сколько ему необходимо. Солнечные уличные фонари не могут - все, что они используют ночью, должно генерироваться и храниться в течение дня. Таким образом, увеличение мощности светодиодов не просто меняет светильник; он каскадно распространяется на всю систему: более высокая мощность светодиодов требует большего количества энергии в ночное время, что требует использования батареи большего размера, что требует использования панели большего размера, что увеличивает общую стоимость системы.

Правильно спроектированный солнечный уличный фонарь сочетает в себе мощность светодиодов, оптическую эффективность, емкость панели, емкость аккумулятора, эффективность контроллера, график работы-, дни резервного питания и локальное солнечное излучение -, а не рассматривает люмены как единственную важную переменную.

Краткая версия

Если вы возьмете из этого руководства только одно: лучший уличный фонарь на солнечной энергии — это не тот, у которого наибольшее количество люменов указано на коробке. Это тот, который обеспечивает освещенность, равномерность и покрытие, которые действительно необходимы дороге, не превышая при этом солнечную систему позади нее.

В качестве грубой шпаргалки:

• Малый путь: 1500–4000 лм
• Сельская дорога: 3000–7000 лм.
• Жилая/общественная дорога: 4 000 – 10 000 лм.
• Городская дорога: 8 000 – 15 000 лм.
• Основная дорога: 10 000 – 20 000 лм.
• Шоссе: 20 000 – 30,000+ м.м.

Но относитесь к этим цифрам как к началу разговора, а не как к окончательному ответу. В проекте уличного освещения с использованием надежной солнечной энергии учитываются люмены, люксы, однородность, распределение луча, высота опор, расстояние между панелями, размер панелей и емкость аккумулятора -, а для государственных, шоссейных, городских или сельских-дорожных проектов стоит обратиться к такому поставщику, как Suntisolar, за фотометрическими данными, специфичными для объекта, а не полагаться только на каталожные номера.