Designhandbuch für LED-Solarstraßenlaternen (Ausgabe 2025)

Inhaltsverzeichnis

1. Design-Zusammensetzung und Auswahlstandards für Solar-Straßenlaternensysteme

1. Konfiguration der Kernkomponenten

Komponente	Funktionale Anforderungen	Auswahlparameter
LED-Lichtquelle	Farbtemperatur 4000-5000K, Farbwiedergabeindex ≥70	Lichtausbeute ≥150 lm/W, IP65-Schutz
Photovoltaikmodul	Wirkungsgrad von monokristallinem Silizium ≥22%	Leistung = Täglicher Systemverbrauch / (Lokale durchschnittliche Spitzensonnenstunden × 0,7)
Batterie	Zyklenlebensdauer ≥1500 Mal	Kapazität (Ah) = Tagesverbrauch (Wh) / (Systemspannung × Entladetiefe × 0,9)
Regler	MPPT-Effizienz ≥95%	Überlade-/Überentladeschutz, zeitbasierte Steuerung der Ladung

2. Berechnung der wichtigsten Designparameter für Solarstraßenlaternen

1. Bedarfsplanung für solarbetriebene Straßenbeleuchtung

Formel:

P_LED = E × A / (η × U × K)

Parameter Erklärung
E: Bemessungsbeleuchtungsstärke (Hauptstraßen 15–30 lx, Nebenstraßen 10–20 lx)
A: Beleuchtete Fläche = Straßenbreite × Abstand zwischen den Lichtern
η: Leuchteneffizienz (0,8-0,9)
U: Auslastungsfaktor (0,4-0,6)
K: Wartungsfaktor (0,7-0,8)

Beispiel: Straßenbreite 6m, Lichtabstand 25m, Zielbeleuchtungsstärke 20 lx

→ P_LED = 20 × (6 × 25) / (0,85 × 0,5 × 0,75) = 20 × 150 / 0,32 ≈ 94 W

→ Wählen Sie ein 100W LED-Modul (Lichtstrom 15.000 lm)

2. Berechnung der Kapazität von Photovoltaiksystemen für Solarstraßenlaternen

Schritte:

Täglicher Verbrauch: Q_Tag = P_LED × Arbeitszeit (zB: 100W × 10h = 1000Wh)
Leistung des PV-Moduls: P_PV = Q_Tag / (H_Gipfel × 0,7)
- H_Gipfel: Lokale durchschnittliche Sonnenscheindauer (z. B.: Peking 4,5 h)
- → P_PV = 1000 / (4,5 × 0,7) = 317 W → Wählen Sie 2 × 160 W Module
Batteriekapazität: C = Q_Tag / (V_System × DOD × 0,9)
- V_System: Systemspannung (normalerweise 12/24V)
- DOD: Entladetiefe (80% für Lithiumbatterien)
- → C = 1000 / (24 × 0,8 × 0,9) = 57,6 Ah → Wählen Sie eine 60 Ah Lithiumbatterie

3. Strukturelle Designspezifikationen für Solarstraßenlaternen

1. Pol- und Komponentenlayout

Straßentyp	Masthöhe (H)	PV-Panel-Winkel	Installationsabstand
Abzweigstraße	4-6 m	Breitengrad + 5°	25-30 Min.
Hauptstraße	6-8 m	Breitengrad + 10°	30-35 Min.
Schnellstraße	8-12 Min.	Verstellbare Halterung	35-40 m

Windwiderstandsdesign: Flanschgröße ≥ Mastdurchmesser × 1,2 (z. B.: Mastdurchmesser 76 mm → Flansch 200 × 200 × 10 mm)

4. Intelligente Steuerungsstrategie für Solarstraßenlaternen

1. Multi-Mode-Betriebsschema

Zeitraum	Steuerlogik	Leistungsanpassung
18:00-22:00	Betrieb mit voller Leistung	100%
22:00-24:00	Dynamisches Dimmen (Verkehrserkennung)	50-70%
00:00-6:00	Mindestsicherheitsbeleuchtungsstärke einhalten	30%

Notstromversorgung: Konfigurieren Sie in Gebieten mit mindestens 3 Tagen ununterbrochenem Regen eine ergänzende Schnittstelle zur Netzstromversorgung.

5. Installations- und Wartungspunkte

1. Bauprozess

Umweltverträglichkeitsprüfung: Vermeiden Sie Schatten von Bäumen/Gebäuden und Behinderungen < 2 Stunden zur Wintersonnenwende.
Fundamentguss: Tiefe = Masthöhe / 10 + 0,2 m (z. B.: 6 m Mast → 0,8 m tief).
Verdrahtungsstandards: Spannungsabfall im Photovoltaikkabel ≤3%, Verlegetiefe der Batterie ≥0,5 m.

2. Betriebs- und Wartungszyklus

Komponente	Prüfgegenstände	Zyklus
PV-Modul	Oberflächenreinigung, Winkelkorrektur	Einmal im Monat
Batterie	Spannungsprüfung (≥11,5 V bei 12 V)	Einmal im Vierteljahr
LED-Leuchten	Lumen-Abnahmeprüfung (jährliche Degradation <3%)	Einmal im Jahr

6. Wirtschaftliche Analyse

1. Kostenvergleich (basierend auf 6m Stange)

Artikel	Traditionelle Gitterbeleuchtung	LED Solar Straßenlaterne
Erstinvestition	8.000 Yuan	12.000 Yuan
Jährliche Stromkosten	600 Yuan	0 Yuan
Gesamtkosten über 10 Jahre	14.000 Yuan	12.000 Yuan

Amortisationszeit:

Amortisationszeit = (Preisdifferenz / jährliche Ersparnis) = (12.000 – 8.000) / 600 ≈ 6,7 Jahre

7. Typische Fälle

Projektname: Neue Landstraßenbeleuchtung

Parameterkonfiguration:

Fahrbahnbreite 5m, beidseitig versetzter Verlauf
LED-Leistung 60 W × 2, Lichtstrom 9.000 lm/Einheit
PV-Panel 2 × 120 W, Batterie 100 Ah bei 24 V

Leistungsindikatoren:

Durchschnittliche Beleuchtungsstärke 18 lx, Gleichmäßigkeit 0,48
Dauerhafte Regensicherung 5 Tage
Jährliche Energiesparrate 100%

8. Risikokontrolle

Überentladungsschutz: Der Controller stellt eine Spannung von ≥10,8 V ein (12-V-System).
Diebstahlschutz: Die Bolzen der Photovoltaikmodule verwenden unregelmäßige Strukturen und das Batteriegehäuse ist geschweißt und fixiert.
Extreme Wetterbedingungen: Hagelschutzklasse der Photovoltaikmodule ≥ Klasse 3 (25 mm Hagelschlag).

Anhang: Empfohlene Tools zur Designüberprüfung

PVsyst (Photovoltaikanlagen-Simulation)
DIALux evo (Lichtsimulation)
Meteorologische Datenquellen: NASA POWER / China Meteorological Administration Strahlungsstationen

Mithilfe dieses Leitfadens lässt sich ein systematischer Ansatz erreichen, der von den Beleuchtungsanforderungen bis hin zur wirtschaftlichen Rendite reicht und eine CO2-arme und äußerst zuverlässige Straßenbeleuchtungslösung realisiert.