Richtlinien für die Gestaltung von Solarstraßenlaternen in Häfen und Terminals

Basierend auf internationalen Beleuchtungsstandards (CIE, IESNA) und den Eigenschaften der Solartechnologie behandelt dieser Leitfaden Kernelemente wie Helligkeit, Lichtausbeute, Farbtemperatur, Höhe und Systemdesign.

1. Helligkeit (Lux) und Gleichmäßigkeitsdesign

1.1 Klassifizierung der Beleuchtungsstärke

• Hauptkanäle und Ladebereiche: 50–100 Lux (unter Bezugnahme auf CIE M3-Straßenstandards), Gleichmäßigkeit ≥ 0,4
• Lager- und Parkflächen: 20–30 Lux (ähnlich dem CIE M4-Niveau), Gleichmäßigkeit ≥ 0,35
• Fußgängerwege und Nebenbereiche: 10-15 Lux, Gleichmäßigkeit ≥ 0,3

1.2 Lumen- und Lichtausbeuteoptimierung

• Auswahl der LED-Lichtquelle: Die Lichtausbeute muss ≥ 180 lm/W betragen (LED-Module mit hoher Lichtausbeute); der Gesamtlichtstrom wird anhand der Fläche berechnet (Beispiel: Für eine Fläche von 1000 m², die 50 Lux benötigt, ist der Gesamtlichtstrom = 1000 × 50 × 1,2 (Wartungsfaktor) = 60.000 lm).
• Sekundäres Lichtverteilungsdesign: Verwenden Sie eine asymmetrische Lichtverteilung, um Streulicht zu reduzieren und die Lichtausbeute auf über 85% zu erhöhen.

2. Anforderungen an Farbtemperatur und Farbwiedergabeindex

2.1 Farbtemperaturbereich

• 4000 K – 5000 K (neutralweiß), gleicht visuelle Klarheit und geringe Blendung aus und vermeidet kaltweißes Licht (> 6000 K), um die Augenermüdung zu verringern.

2.2 Farbwiedergabeindex

• Ra ≥ 70 (gewährleistet die genaue Erkennung von Warenetiketten und Sicherheitsschilderfarben).

3. Masthöhe und Materialangaben

3.1 Höhengestaltung

• Hauptstraßen und Ladebereiche: 10–12 Meter (Abdeckungsbreite 20–25 Meter).
• Nebenbereiche: 6–8 Meter (Abdeckungsbreite 12–15 Meter).
• Installationsabstand: Masthöhe × 3 (z. B. beträgt der Abstand bei einem 10-Meter-Mast 30 Meter).

3.2 Materialauswahl

• Feuerverzinkter Stahl: Dicke ≥ 4 mm, Salzsprühtest ≥ 1000 Stunden (geeignet für Hafenumgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit und Salzsprühnebel).
• Aluminiumlegierung: Leichtes Design, geeignet für Gebiete mit starkem Wind.

4. Entwurf eines Solarstraßenlaternensystems

4.1 Tage mit durchgehender Beleuchtung

• Mindestens 5 Tage autonomer Betrieb bei Regenwetter (unter Bezugnahme auf die Norm IEC 62124).
• Berechnung der Batteriekapazität: Täglicher Energieverbrauch (Wh) = Leistung der Leuchte (W) × Tägliche Beleuchtungsdauer (h).
• Photovoltaik-Modulleistung: ≥ Täglicher Energieverbrauch × 1,5 (unter Berücksichtigung der Verringerung der Sonneneinstrahlung im Winter).

4.2 Energiespeichersystem

• Lithiumbatterie: Zyklenlebensdauer ≥ 2000 Mal (besser als Blei-Säure-Batterien), Betriebstemperatur -20 °C bis 60 °C.
• MPPT-Controller: Umwandlungseffizienz ≥ 98%, unterstützt intelligentes Lade- und Entlademanagement.

5. Automatische Lichtsteuerung und Energieoptimierung

5.1 Intelligente Regelungsstrategien

• Zeitbasiertes Dimmen: Helligkeit nach Mitternacht auf 50% reduziert (spart 30%-40% Energie).
• Bewegungssensoren: Behalten Sie die Helligkeit des 20% bei, wenn keine Personen oder Fahrzeuge erkannt werden, und leuchten Sie beim Auslösen vollständig auf.
• Fernüberwachung: Echtzeitüberwachung des Energieverbrauchs und von Störungen über die IoT-Plattform.

5.2 Gestaltung der Anpassungsfähigkeit an die Umgebung

• Windwiderstandsklasse: ≥ Stufe 12 (das Design der Lichtmaststruktur entspricht der Norm IEC 61439).
• Schutzart: IP66 (staub- und wasserdicht).

6. Kosten- und Return on Investment (ROI)-Analyse

Beispiel für eine ROI-Berechnung

Für einen Hafen, der 100 Solarstraßenlaternen mit Gesamtkosten von $200.000 installiert, betragen die jährlichen Einsparungen bei den Stromkosten $10.000 und die Wartungskosten $8.000.

Amortisationszeit = $200.000 / ($10.000 + $8.000) ≈ 11 Jahre (die Amortisationszeit kann mit staatlichen Subventionen auf 7 Jahre verkürzt werden).

7. Internationale Normenreferenzen

• CIE 115:2010: Anforderungen an die Straßenleuchtdichte und -gleichmäßigkeit.
• IESNA RP-8-14: Lichtsteuerung und Energieeffizienzstandards.
• IEC 62124: Prüfnormen für die Leistung von Photovoltaiksystemen.

Dieser Leitfaden berücksichtigt Funktionalität, Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit und eignet sich für globale Hafenterminalbeleuchtungsprojekte. Spezifische Parameter sollten basierend auf lokalen meteorologischen Daten (z. B. Sonnenstunden, Windgeschwindigkeit) angepasst werden.