لماذا يتم حساب توحيد سطوع أسطح الطرق المبتلة؟
لماذا من الضروري حساب توحيد سطوع أسطح الطرق المبللة؟
دليل تطبيق مؤشر تجسيد اللون (CRI) لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية - وجهة نظر الشركة المصنعة
فهم مؤشر تجسيد اللون (CRI) في مصابيح الشوارع الشمسية
يُعد مؤشر تجسيد اللون (CRI) معيارًا أساسيًا لتقييم أداء تجسيد اللون لمصادر إضاءة الشوارع الشمسية. كلما ارتفع هذا المؤشر، كان استنساخ اللون أفضل، وكان التأثير البصري أقرب إلى الضوء الطبيعي. تُحلل هذه المقالة قيم مؤشر تجسيد اللون لأنواع مختلفة من مصادر الإضاءة وتأثيرها على جودة الصورة.
بصفتنا شركة مصنعة لمصابيح الشوارع الشمسية، ندرك أن مؤشر تجسيد اللون (CRI) يؤثر بشكل مباشر على تأثيرات الإضاءة وتجربة المستخدم. نقدم أدناه نصائح عملية من منظور المبادئ التقنية، وتكييف البيئة، واختيار المنتج.
1. مقارنة بين أنواع مصادر الضوء وخصائص تجسيد الألوان
| نوع مصدر الضوء | CRI (Ra) | الخصائص الطيفية | تقييم القدرة على التكيف (النظام الشمسي) |
|---|---|---|---|
| مصباح متوهج | 95-100 | طيف مستمر، لكنه يفتقر إلى الضوء الأزرق | أفضل تقديم للألوان ولكن كفاءة 15 لومن/واط فقط، يتطلب سعة بطارية 3x، أصبح الآن قديمًا |
| مصباح فلورسنت | 60-85 | طيف الخط، يفتقر إلى الضوء الأحمر | من الصعب البدء في درجات الحرارة المنخفضة (انخفاض السطوع بمقدار -10 درجات مئوية بواسطة 40%)، غير مناسب للمناطق الباردة |
| مصباح الصوديوم عالي الضغط | 20-25 | ضوء أصفر ضيق الطيف، تشوه شديد في اللون | كفاءة 100 لومن/وات+، تُستخدم فقط في المشاريع البعيدة منخفضة التكلفة |
| مصباح LED | 70-98 | طيف كامل قابل للتعديل/طيف مجزأ | الاختيار السائد، توفر نماذج CRI العالية كفاءة 130 لومن/وات +، واستهلاك طاقة يمكن التحكم فيه |
2. تأثير مؤشر تجسيد اللون لإضاءة الشوارع الشمسية على التأثيرات الفعلية
السلامة والوظائف
- مؤشر تجسيد اللون المنخفض (Ra<70): علامات التحذير الحمراء، فرق اللون ΔE >15 (المتطلب الدولي ΔE<5)، مسافة التعرف على الوجه أقصر بواسطة 30%.
- مؤشر تجسيد اللون المرتفع (Ra≥80): تحسن طبقات الغطاء النباتي بمقدار 50%، مما يقلل من شكاوى "الشعور المخيف" في الليل.
الاقتصاد وكفاءة الطاقة
- لكل زيادة بمقدار 10 نقاط في Ra: يتطلب زيادة قدرها 8% في سعة البطارية (على سبيل المثال، مصباح الشارع 50 وات Ra70→Ra80 يتطلب بطارية إضافية بسعة 10 أمبير في الساعة).
- توازن التكلفة: تبلغ قيمة CRI LED العالية حوالي 0.8-1.2 يوان / واط، ولكن دورة الصيانة تمتد لمدة 2-3 سنوات.
القيمة التجارية
- Ra≥90: يزيد تشبع لون المنتج بمقدار 18%، ويزيد معدل تحويل المستهلك في الليل بمقدار 12% (بيانات مقاسة من المربعات التجارية).
3. مخطط الاختيار القائم على السيناريوهات
| سيناريو التطبيق | قيمة را الموصى بها | الحل التقني الرئيسي | حساسية التكلفة |
|---|---|---|---|
| الطريق الرئيسي في الضواحي | 70-75 | ضوء أبيض دافئ 3000 كلفن + عدسة غير متماثلة، تقلل من انسكاب الضوء الأزرق | ★★☆☆☆ |
| منطقة سكنية قديمة | 80-85 | شريحة ضوء تكميلية R9 (استعادة اللون الأحمر العميق) + تصميم مضاد للتوهج | ★★★☆☆ |
| حزام المناظر الطبيعية للسياحة الثقافية | 90-95 | تعديل الألوان الذكي LED كامل الطيف + RGBCW، يعيد نسيج المباني القديمة | ★★★★☆ |
| المنطقة الصناعية | 65-70 | نماذج ذات كفاءة عالية ومؤشر تجسيد لوني منخفض، تركز على الإضاءة الموحدة | ★☆☆☆☆ |
اقتراحات هندسية:
- اختبار المنطقة الرئيسية: استخدم مطياف X-Rite CA410 لقياس أداء R9 (الأحمر العميق) وR12 (الأزرق العميق).
- حل هجين: وحدة أساسية (Ra70) + وحدة إضاءة تكميلية رئيسية (Ra90)، لتحقيق التوازن بين التكلفة والتأثير.
4. نقاط التحسين الفني ومراقبة الجودة
تقنية تحسين الطيف
- الصمام الثنائي الباعث للضوء المثار باللون البنفسجي: تصل الاستمرارية الطيفية والتشابه مع ضوء الشمس إلى 92%، Ra ≥ 95 وتقل ذروة الضوء الأزرق بمقدار 40%.
- التعتيم الديناميكي: يتحول تلقائيًا إلى وضع CRI المنخفض (Ra85→70) أثناء فترات حركة المرور المنخفضة، ويطيل عمر البطارية بمقدار 30%.
التحكم في التوهين
- معيار التوهين السنوي: انخفاض مؤشر CRI السنوي للمنتجات عالية الجودة ≤1.5، يمكن أن تصل المنتجات ذات الجودة المنخفضة إلى 5-8 نقاط.
- دائرة التعويض: وحدة تنظيم التيار المدمجة، تعوض انخفاض تقديم اللون الناجم عن شيخوخة شريحة LED.
التصميم البصري
- عدسة مركبة: يقلل توزيع الضوء الثانوي من التشتت غير الصحيح، ويزيد من فعالية تقديم اللون للضوء بنسبة 15%.
5. اقتراحات الشراء للمستخدمين
- معايير الشهادة: طلب تقرير اختبار CIE S 025/E:2015، مع التركيز على Rf (الدقة) وRg (مؤشر النطاق).
- شروط الضمان: اختر الشركات المصنعة التي تعد بـ "انخفاض Ra ≤ 3 خلال 5 سنوات"، وإعطاء الأولوية للمنتجات التي تدعم الترقيات المعيارية.
- التحقق في الموقع: استخدم بطاقات الألوان القياسية (على سبيل المثال، ColorChecker 24 لونًا) لمقارنة تأثيرات الإضاءة قبل التثبيت.
مرجع الحالة: استخدم مشروع معين لمدينة قديمة مصابيح LED ذات Ra95+R9>60، مما أدى إلى زيادة وقت بقاء الزوار في الليل بمقدار 1.2 ساعة وإيرادات المتجر بمقدار 18%.
بصفتنا شركة مصنّعة، ننصح المستخدمين باختيار حلول عرض ألوان "مناسبة واقتصادية" بناءً على احتياجاتهم الفعلية، متجنبين بذلك الهدر المالي الناتج عن السعي العشوائي وراء معايير عالية. وللحصول على حلول مخصصة، نقدم خدمات محاكاة الطيف وحساب استهلاك الطاقة.
العلامة: مؤشر CRI لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية
لوكسمان مُصنِّع مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية
ما الذي يجعل لوكسمان مختلفًا؟
تضع Luxman Light عملائها والجودة في المقام الأول. يتمتع الفريق بثروة من الخبرة مع عقود من المعرفة العملية في مجال الإضاءة والطاقة الجديدة.
باعتبارها شركة رائدة عالميًا في مجال الإضاءة الكهروضوئية، تتعاون Luxman مع الشركات لتخصيص حلول الطاقة والاستدامة المبتكرة التي تعتمد على سنوات عديدة من الخبرة في مجال الخلايا الكهروضوئية المتطورة.
+86 13246610420
[email protected]
الصيغ الرئيسية لتصميم إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية
تلخص هذه المقالة الصيغ الأساسية المستخدمة بشكل شائع في تصميم مصابيح الشوارع الشمسية، من خلال دمج المعايير الوطنية ودراسات الحالة العملية من أوراق بحثية مختلفة:
1. حساب متوسط إضاءة الطريق
صيغة:
المتوسط = (ن × Φ × U × ك) / أ
- وصف المعلمة:
- ن: عدد التركيبات
- Φ: إجمالي التدفق الضوئي لكل مصباح (لومن)
- U: معامل الاستخدام (0.4-0.6)
- ك: عامل الصيانة (0.7-0.8)
- أ: مساحة الطريق (م2) = عرض الطريق × مسافة المصابيح
مثال:
طريق بعرض 6 أمتار، ومسافة المصابيح 30 مترًا، باستخدام مصباح LED بقوة 10000 لومن، وإضاءة من جانب واحد:
متوسط ≈ (1 × 10,000 × 0.5 × 0.75) / (6 × 30) ≈ 20.8 ليكس
2. حساب طاقة الألواح الشمسية
صيغة:
الدفع لكل عرض = يوم / (Hpeak × ηsys)
- وصف المعلمة:
- Qday = PLED × Twork (استهلاك الطاقة اليومي، وات ساعة)
- Hpeak: متوسط ساعات ذروة ضوء الشمس السنوية المحلية (تحقق من البيانات الجوية، على سبيل المثال، بكين 4.5 ساعة)
- ηsys: كفاءة النظام (0.6-0.75، بما في ذلك خسائر الخطوط وخسائر وحدة التحكم)
مثال:
قوة التحميل 80 واط، التشغيل اليومي 10 ساعات، ذروة شنغهاي = 3.8 ساعة:
الدفع مقابل المشاهدة ≈ (80 × 10) / (3.8 × 0.65) ≈ 324 واط
3. حساب سعة البطارية
صيغة:
ج = (Qday × D) / (DOD × ηbat × Vsys)
- وصف المعلمة:
- د: عدد الأيام الغائمة المتتالية (عادةً 3-5 أيام)
- DOD: عمق التفريغ (0.5 لبطاريات الرصاص الحمضية، 0.8 لبطاريات الليثيوم)
- ηbat: كفاءة الشحن/التفريغ (0.85-0.95)
- Vsys: جهد النظام (12 فولت/24 فولت)
مثال:
الاستهلاك اليومي 800 وات في الساعة، نظام 24 فولت، 3 أيام احتياطية، بطارية ليثيوم:
ج ≈ (800 × 3) / (0.8 × 0.9 × 24) ≈ 138.9 أمبير → اختر بطارية 150 أمبير
4. زاوية تركيب الألواح الشمسية
صيغة:
θ = φ + (5° إلى 15°)
- وصف المعلمة:
- φ: خط العرض الجغرافي المحلي
- تحسين الشتاء: خط العرض +10°~15°، تحسين الصيف: خط العرض -5°
مثال:
خط عرض نانجينغ 32 درجة، وزاوية إمالة القوس الثابتة مضبوطة على 37 درجة (32 درجة + 5 درجات) لتحسين توليد الطاقة في فصل الشتاء.
5. ضغط الرياح على الألواح الشمسية
صيغة:
ف = 0.61 × ف2 × أ
- وصف المعلمة:
- v: أقصى سرعة للرياح (م/ث)
- أ: مساحة اللوحة الكهروضوئية المواجهة للرياح (م2)
مثال:
مساحة اللوحة 2 متر مربع، سرعة الرياح التصميمية 30 متر/ثانية:
ف = 0.61 × (30)2 × 2 = 1098 نيوتن
يجب التحقق من مقاومة الرياح لعمود المصباح والأساس.
6. تصحيح جهد التشغيل للمكون (تأثير درجة الحرارة)
صيغة:
في ام بي = Vmp(STC) × [1 + α × (T – 25)]
- وصف المعلمة:
- α: معامل درجة الحرارة (حوالي -0.35%/°C للسيليكون أحادي البلورة)
- T: درجة حرارة التشغيل الفعلية (درجة مئوية)
مثال:
الجهد الاسمي للمكون 18 فولت، درجة حرارة التشغيل 60 درجة:
في ام بي ≈ 18 × [1 – 0.0035 × (60-25)] ≈ 15.3 فولت
7. تعويض انخفاض الجهد بسبب درجة الحرارة
صيغة:
ΔV = سلسلة N × α × ΔT × Vmp(STC)
مثال:
3 مكونات متصلة على التوالي، كل منها Vmp=30V، فرق درجة الحرارة 35 درجة:
ΔV ≈ 3 × (-0.0035) × 35 × 30 ≈ -11 فولت
يجب ضبط نطاق جهد MPPT.
8. تصميم تحسين سعة الألواح الشمسية
الصيغة التجريبية:
Ppv(اختياري) = 1.2 × الدفع مقابل المشاهدة
- ضع في اعتبارك التظليل وفقدان الغبار (انخفاض كفاءة 10-20%)
- عند توصيل مكونات متعددة بالتوازي، قم بزيادة الثنائيات الالتفافية لتقليل تأثيرات النقطة الساخنة.
9. جدول مقارنة معلمات التصميم النموذجية
| المعلمة | قيمة مرجعية | الأساس القياسي |
|---|---|---|
| توحيد الإضاءة U0 | ≥0.4 (الطريق الرئيسي) | معايير إنارة الطرق CJJ45-2015 |
| خطأ في زاوية إمالة المكون | ≤±3° | معايير وحدة الطاقة الكهروضوئية GB/T 9535 |
| عمر دورة البطارية | ≥1500 مرة (بطارية ليثيوم) | معايير تخزين الطاقة GB/T 22473 |
| تصنيف مقاومة الرياح | ≥12 مستوى (33 م/ث) | GB 50009 رمز أحمال البناء |
ملحوظة: ينبغي دمج التصميم الفعلي مع عمليات محاكاة PVsyst ومحاكاة الإضاءة DIALux، والتحقق من صحتها من خلال الاختبارات الميدانية.
دليل تصميم مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية LED (إصدار 2025)
1. معايير اختيار وتصميم نظام إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية
1. تكوين المكونات الأساسية
| عنصر | المتطلبات الوظيفية | معلمات الاختيار |
|---|---|---|
| مصدر ضوء LED | درجة حرارة اللون 4000-5000 كلفن، مؤشر تجسيد اللون ≥70 | كفاءة الإضاءة ≥150 لومن/وات، حماية IP65 |
| لوحة الطاقة الكهروضوئية | كفاءة السيليكون أحادي البلورة ≥22% | الطاقة = الاستهلاك اليومي للنظام / (متوسط ساعات سطوع الشمس المحلية القصوى × 0.7) |
| بطارية | دورة الحياة ≥1500 مرة | السعة (آه) = الاستهلاك اليومي (واط/ساعة) / (جهد النظام × عمق التفريغ × 0.9) |
| مراقب | كفاءة MPPT ≥95% | حماية من الشحن الزائد/التفريغ الزائد، التحكم بناءً على وقت التحميل |
2. حسابات معلمات التصميم الرئيسية لمصابيح الشوارع الشمسية
1. تصميم الطلب على إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية
صيغة:
صقاد = E × A / (η × U × K)
- شرح المعلمة
- ع: الإضاءة التصميمية (الطرق الرئيسية 15-30 لوكس، الطرق الفرعية 10-20 لوكس)
- أ: المساحة المضاءة = عرض الطريق × المسافة بين الأضواء
- η: كفاءة الإنارة (0.8-0.9)
- U: معامل الاستخدام (0.4-0.6)
- ك: عامل الصيانة (0.7-0.8)
مثال: عرض الطريق 6م، المسافة بين الأضواء 25م، إضاءة الهدف 20 لوكس
→ صقاد = 20 × (6 × 25) / (0.85 × 0.5 × 0.75) = 20 × 150 / 0.32 ≈ 94 وات
→ اختر وحدة LED بقوة 100 واط (تدفق ضوئي 15000 لومن)
2. حساب سعة نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية لإضاءة الشوارع
خطوات:
- الاستهلاك اليومي: سيوم = صقاد × وقت العمل (على سبيل المثال: 100 واط × 10 ساعات = 1000 واط في الساعة)
- قوة لوحة الطاقة الكهروضوئية: صالطاقة الشمسية = سيوم / (حقمة × 0.7)
- حقمة:متوسط ساعات سطوع الشمس المحلية (على سبيل المثال: بكين 4.5 ساعة)
- → صالطاقة الشمسية = 1000 / (4.5 × 0.7) = 317 وات → اختر وحدتين بقدرة 160 وات
- سعة البطارية: ج = سيوم / (فالنظام × وزارة الدفاع × 0.9)
- الخامسالنظام: جهد النظام (عادةً 12/24 فولت)
- وزارة الدفاع: عمق التفريغ (80% لبطاريات الليثيوم)
- → C = 1000 / (24 × 0.8 × 0.9) = 57.6 أمبير في الساعة → اختر بطارية ليثيوم 60 أمبير في الساعة
3. مواصفات التصميم الهيكلي لمصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية
1. تخطيط الأقطاب والمكونات
| نوع الطريق | ارتفاع العمود (H) | زاوية لوحة الطاقة الشمسية | مسافة التثبيت |
|---|---|---|---|
| فرع الطريق | 4-6م | خط العرض + 5° | 25-30م |
| الطريق الرئيسي | 6-8م | خط العرض + 10° | 30-35م |
| .طريق سريع | 8-12م | قوس قابل للتعديل | 35-40م |
تصميم مقاوم للرياح: حجم الحافة ≥ قطر القطب × 1.2 (على سبيل المثال: قطر القطب 76 مم → الحافة 200×200×10 مم)
4. استراتيجية التحكم الذكي في مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية
1. مخطط التشغيل متعدد الأوضاع
| الفترة الزمنية | منطق التحكم | ضبط الطاقة |
|---|---|---|
| 18:00-22:00 | تشغيل كامل الطاقة | 100% |
| 22:00-24:00 | التعتيم الديناميكي (كشف حركة المرور) | 50-70% |
| 00:00-6:00 | الحفاظ على الحد الأدنى من الإضاءة الآمنة | 30% |
الطاقة الاحتياطية: في المناطق ذات الأيام الممطرة المستمرة ≥3 أيام، قم بتكوين واجهة تكميلية لشبكة الطاقة.
5. نقاط التركيب والصيانة
1. عملية البناء
- التقييم البيئي: تجنب ظلال الأشجار/المباني، والعوائق < ساعتين في الانقلاب الشتوي.
- صب الأساس: العمق = ارتفاع العمود / 10 + 0.2 متر (على سبيل المثال: عمود 6 متر → عمق 0.8 متر).
- معايير الأسلاك: انخفاض جهد الكابل الكهروضوئي ≤3%، عمق دفن البطارية ≥0.5 متر.
2. دورة التشغيل والصيانة
| عنصر | عناصر التفتيش | دورة |
|---|---|---|
| لوحة الطاقة الشمسية | تنظيف السطح وتصحيح الزاوية | مرة واحدة في الشهر |
| بطارية | فحص الجهد (≥11.5 فولت@12 فولت) | مرة كل ربع سنة |
| مصابيح LED | فحص استهلاك اللومن (التدهور السنوي <3%) | مرة واحدة في السنة |
6. التحليل الاقتصادي
1. مقارنة التكلفة (على أساس عمود بطول 6 أمتار)
| غرض | الإضاءة الشبكية التقليدية | ضوء الشارع بالطاقة الشمسية LED |
|---|---|---|
| الاستثمار الأولي | 8000 يوان | 12000 يوان |
| تكلفة الكهرباء السنوية | 600 يوان | 0 يوان |
| التكلفة الإجمالية على مدى 10 سنوات | 14000 يوان | 12000 يوان |
فترة الاسترداد:
فترة الاسترداد = (فرق السعر / المدخرات السنوية) = (12000 – 8000) / 600 ≈ 6.7 سنة
7. الحالات النموذجية
اسم المشروع: إنارة الطرق الريفية الجديدة
تكوين المعلمات:
- عرض الطريق 5م، تخطيط متدرج على الجانبين
- قوة LED 60 وات × 2، التدفق الضوئي 9000 لومن/وحدة
- لوحة PV 2 × 120 وات، بطارية 100 أمبير/ساعة @24 فولت
مؤشرات الأداء:
- متوسط الإضاءة 18 لوكس، التوحيد 0.48
- احتياطي ممطر مستمر لمدة 5 أيام
- معدل توفير الطاقة السنوي 100%
8. التحكم في المخاطر
- حماية من التفريغ الزائد: يضبط المتحكم الجهد الكهربي ≥10.8 فولت (نظام 12 فولت).
- حماية من السرقة: تستخدم مسامير الألواح الكهروضوئية هياكل غير منتظمة، ويتم لحام غلاف البطارية وتثبيته.
- الطقس المتطرف: مستوى مقاومة الألواح الكهروضوئية للبرد ≥ الفئة 3 (تأثير البرد 25 مم).
الملحق: أدوات التحقق من التصميم الموصى بها
- PVsyst (محاكاة النظام الكهروضوئي)
- DIALux evo (محاكاة الإضاءة)
- مصادر البيانات الجوية: محطات الإشعاع التابعة لوكالة ناسا ومحطة باور التابعة لإدارة الأرصاد الجوية الصينية
من خلال هذا الدليل، يمكن تحقيق نهج منهجي لمتطلبات الإضاءة وحتى العوائد الاقتصادية، وتحقيق حل إضاءة الطرق منخفض الكربون وموثوق به للغاية.
هدفنا هو توفير المنتجات ذات الجودة المستقرة للعملاء.
اتصل بنا
:+86(0)755-33020139
:+86(0)755-33009010
:+86 13246610420
:[email protected]