Designleitfaden für Solarbeleuchtung im City Plaza

Zusammengestellt auf Grundlage internationaler Beleuchtungsstandards (CIE, ANSI/IES, EN-Reihe), mit Schwerpunkt auf Kernelementen wie Leuchtdichteparametern, Lichtqualität, Optimierung von Solarstromsystemen und Kapitalrendite. Hintergrund

Inhaltsverzeichnis

I. Designstandards für Beleuchtungsleistungsparameter

1. Beleuchtungsstärke (Lux) und Lichtausbeute (lm/W)

Beleuchtungsstärkeklassifizierung (basierend auf CIE 115:1995 und CJJ 45-2023):

Flächenfunktion	Durchschnittliche Erhaltungsbeleuchtungsstärke (Lux)	Gleichmäßigkeit U₀
Hauptplatz / Versammlungsbereich	20-30	≥0,4
Fußgängerwege	10-15	≥0,4
Landschaftsgrün / Erholungsgebiete	5-10	≥0,3

Anforderung an die Lichtausbeute: LED-Lichtausbeute ≥ 120 lm/W. Chips von Bridgelux (USA) oder gleichwertiger Qualität sind vorzuziehen.

2. Korrelierte Farbtemperatur (CCT) und Farbwiedergabeindex (Ra)

Farbtemperaturbereich: 2700 K–4000 K Warmweiß; vermeiden Sie Gefahren durch blaustichiges Licht mit hoher CCT (CCT > 4000 K kann Melatonin unterdrücken).

Farbwiedergabeindex: Ra ≥ 80 (Minimum); R9 > 0 (Rotwiedergabefähigkeit); für High-End-Szenen Ra ≥ 95 (z. B. in künstlerischen Installationen).

3. Gleichmäßigkeit und Blendschutz

Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte U₀ (min/avg) ≤ 0,4; axiale Gleichmäßigkeit U_M ≥ 0,5. Schwellenwerterhöhung TI ≤ 15%, Schleierleuchtdichteverhältnis ≤ 0,3 und Verwendung von Cutoff-Leuchten vom Typ II/Typ III (Strahlwinkel ≤ 120°).

II. Leuchtenaufbau und Systemdesign

1. Masthöhe und Material

Höhenberechnung: H ≥ 0,7 × B (B = beleuchtete Breite); die typische Plaza-Masthöhe beträgt 6–10 m.

Materialien: Aluminium in Luftfahrtqualität (geringes Gewicht + Wärmeableitung) oder feuerverzinkter Stahl (Windlast > 40 m/s); entspricht dem Korrosionsbeständigkeitsstandard ANSI C136.13.

2. Solarstromversorgungssystem

Autonomie: ausgelegt für 3 aufeinanderfolgende bewölkte/regnerische Tage; Batteriekapazität = Tagesverbrauch × 3 ÷ DOD (0,7).

Modulkonfiguration

PV-Module: polykristalliner Wirkungsgrad ≥ 18%, Neigungswinkel = lokaler Breitengrad + 5°.
Batterie: LiFePO₄ (Lebensdauer > 6000 Zyklen) Blei-Säure-Batterien vorzuziehen.

3. Intelligentes Steuerungssystem

Dual-Mode-Erkennung mit Umgebungslichtsensor und Mikrowellenradar (Erkennungsbereich 8–10 m), unterstützt LoRa/NB-IoT-Ferndimmung.

PIR-Anwesenheitserkennung für Start/Stopp (180°-Abdeckung), Ausschaltverzögerung beim Verlassen, um ~30% Strom zu sparen.

III. Kosten- und Kapitalrenditeanalyse

1. Zusammensetzung der Anschaffungskosten (Beispiel für ein 100-Lampen-System)

Artikel	Kostenbeteiligung	Beschreibung
Solarleuchten	60%	Inklusive PV-Panels, Batterien, LED-Module
Mast und Halterungen	25%	Aluminiummaterial für die Luft- und Raumfahrt
Intelligentes Steuerungssystem	10%	Sensoren und Kommunikationsmodule
Installation und Inbetriebnahme	5%

2. Betriebseinsparungen und Rendite

Stromeinsparungen: angenommene Ersatzrate für Netzstrom von 100%; jährliche Stromeinsparungen ≈ Lampenleistung × 10 h/Tag × 365 Tage × lokaler Strompreis.

Wartungskosten: keine Verkabelung, Fehlerrate um 40% reduziert, manuelle Inspektionskosten um 60% reduziert.

Amortisationszeit

Amortisationszeit (Jahre) = Anfangsinvestition / (Jährliche Stromeinsparungen + Reduzierung der Wartungskosten).

Typischer Fall: 3–5 Jahre (im Vergleich zu herkömmlichem Netzstrom).

Umweltvorteile: Jährliche CO2-Reduktion pro Lampe um 54 Tonnen, im Einklang mit den ESG-Ratinganforderungen.

IV. Schlüsselmaßnahmen zur Systemoptimierung

Abbaubeständiges Design: Verwendung einer Seltenerd-Leuchtstoffbeschichtung; Lichtstromerhaltungsrate > 90% über 5 Jahre.
Wintertauglichkeit: Integriertes Spiral-Schneeräummodul (60–120 U/min); Abstreifer aus PA610-Material verhindern die Ansammlung von Schnee auf der Platte.
Sicherheitsredundanz: IP67-Schutz + 30 mA Leckageschutz; Erdungswiderstand ≤ 10 Ω; SPD-Blitzschutzwert ≥ 20 kA.

Umsetzungsvorschlag: Die Planung sollte Simulationen der Platzbeleuchtung (DIALux oder Relux) beinhalten. Modulare Solarsysteme sollten bevorzugt werden, um eine spätere Erweiterung zu ermöglichen. Durch Verbesserungen der Energieeffizienz und der Wartungskosten können die Lebenszykluskosten der solaren Platzbeleuchtung um 35 % bis 50 % gesenkt werden, wodurch Funktionalität mit geringer CO2-Emissionen kombiniert wird.

Zitierte Normen: CIE 234:2019 „Masterplan für Stadtbeleuchtung“, ANSI/IES LP-1-2020, BS EN 13201-3:2015.