Guida alla progettazione di lampioni solari a LED (edizione 2025)

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1. Standard di composizione e selezione del progetto del sistema di illuminazione stradale solare

1. Configurazione dei componenti principali

Componente Requisiti funzionali Parametri di selezione
Sorgente luminosa a LED Temperatura colore 4000-5000K, Indice di resa cromatica ≥70 Efficienza luminosa ≥150 lm/W, protezione IP65
Pannello fotovoltaico Efficienza del silicio monocristallino ≥22% Potenza = Consumo giornaliero del sistema / (Ore di soleggiamento medie locali × 0,7)
Batteria Vita ciclica ≥1500 volte Capacità (Ah) = Consumo giornaliero (Wh) / (Tensione di sistema × Profondità di scarica × 0,9)
Controllore Efficienza MPPT ≥95% Protezione da sovraccarico/scarica eccessiva, controllo basato sul tempo di carico

Calcolo dell'illuminazione stradale solare Dialux

2. Calcoli dei parametri chiave di progettazione dell'illuminazione stradale solare

1. Progettazione della domanda di illuminazione stradale solare

Formula:

PGUIDATO = E × A / (η × U × K)

  • Spiegazione dei parametri
  • E: Illuminamento di progetto (Strade principali 15-30 lx, Strade secondarie 10-20 lx)
  • A: Area illuminata = Larghezza della strada × Distanza tra le luci
  • η: Efficienza dell'apparecchio di illuminazione (0,8-0,9)
  • U: Fattore di utilizzo (0,4-0,6)
  • K: Fattore di manutenzione (0,7-0,8)

Esempio: Larghezza strada 6 m, distanza tra le luci 25 m, illuminamento target 20 lx

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

→ Scegli un modulo LED da 100W (flusso luminoso 15.000 lm)

2. Calcolo della capacità del sistema fotovoltaico dell'illuminazione stradale solare

Passaggi:

  1. Consumo giornaliero: Qgiorno = PGUIDATO × Tempo di lavoro (ad esempio: 100W × 10h = 1000Wh)
  2. Potenza del pannello fotovoltaico: PFotovoltaico = Qgiorno / (Hpicco × 0,7)
    • Hpicco: Ore medie di soleggiamento locali (ad esempio: Pechino 4,5 ore)
    • → PFotovoltaico = 1000 / (4,5 × 0,7) = 317 W → Scegli 2 moduli da 160 W
  3. Capacità della batteria: C = Qgiorno / (Vsistema × DOD × 0,9)
    • Vsistema: Tensione di sistema (solitamente 12/24 V)
    • DOD: Profondità di scarica (80% per batterie al litio)
    • → C = 1000 / (24 × 0,8 × 0,9) = 57,6 Ah → Scegli una batteria al litio da 60 Ah

3. Specifiche di progettazione strutturale dell'illuminazione stradale solare

1. Disposizione dei poli e dei componenti

Tipo di strada Altezza del palo (H) Angolo del pannello fotovoltaico Distanza di installazione
Branch Road 4-6 mesi Latitudine + 5° 25-30 metri
Strada principale 6-8 mesi Latitudine + 10° 30-35 metri
autostrada 8-12 mesi Staffa regolabile 35-40 metri

Progettazione della resistenza al vento: Dimensioni flangia ≥ diametro palo × 1,2 (ad esempio: diametro palo 76 mm → flangia 200×200×10 mm)

4. Strategia di controllo intelligente dell'illuminazione stradale solare

1. Schema operativo multimodale

Periodo di tempo Logica di controllo Regolazione della potenza
18:00-22:00 Funzionamento a piena potenza 100%
22:00-24:00 Oscuramento dinamico (rilevamento del traffico) 50-70%
00:00-6:00 Mantenere l'illuminamento minimo di sicurezza 30%

Alimentazione di backup: Nelle aree con giorni di pioggia continua ≥3 giorni, configurare un'interfaccia complementare di alimentazione di rete.

5. Punti di installazione e manutenzione

1. Processo di costruzione

  1. Valutazione ambientale: Evitare le ombre degli alberi/edifici e gli ostacoli < 2 ore durante il solstizio d'inverno.
  2. Fusione di fondazione: Profondità = Altezza del palo / 10 + 0,2 m (ad esempio: palo da 6 m → profondità 0,8 m).
  3. Standard di cablaggio: Caduta di tensione del cavo fotovoltaico ≤3%, Profondità di sepoltura della batteria ≥0,5 m.

2. Ciclo di funzionamento e manutenzione

Componente Articoli di ispezione Ciclo
Pannello fotovoltaico Pulizia delle superfici, correzione dell'angolo Una volta al mese
Batteria Controllo della tensione (≥11,5 V a 12 V) Una volta al trimestre
Apparecchi di illuminazione a LED Controllo del deprezzamento del lume (degrado annuale <3%) Una volta all'anno

6. Analisi economica

1. Confronto dei costi (basato su palo da 6 m)

Articolo Illuminazione a griglia tradizionale Lampione solare a LED
Investimento iniziale 8.000 yuan 12.000 yuan
Costo annuale dell'elettricità 600 yuan 0 yuan
Costo totale in 10 anni 14.000 yuan 12.000 yuan

Periodo di ammortamento:

Periodo di ammortamento = (Differenza di prezzo / Risparmio annuo) = (12.000 – 8.000) / 600 ≈ 6,7 anni

7. Casi tipici

Nome del progetto: Nuova illuminazione stradale rurale

Configurazione dei parametri:

  • Larghezza strada 5 m, disposizione sfalsata su entrambi i lati
  • Potenza LED 60W × 2, flusso luminoso 9.000 lm/unità
  • Pannello fotovoltaico 2 × 120W, batteria 100Ah@24V

Indicatori di prestazione:

  • Illuminamento medio 18 lx, uniformità 0,48
  • Backup continuo in caso di pioggia 5 giorni
  • Tasso annuo di risparmio energetico 100%

8. Controllo del rischio

  1. Protezione da scarica eccessiva: Il controller imposta la tensione ≥10,8 V (sistema a 12 V).
  2. Protezione antifurto: I bulloni dei pannelli fotovoltaici utilizzano strutture irregolari, la custodia della batteria è saldata e fissata.
  3. Condizioni meteorologiche estreme: Livello di resistenza alla grandine dei pannelli fotovoltaici ≥ Classe 3 (impatto grandine 25mm).

Appendice: Strumenti consigliati per la verifica della progettazione

  1. PVsyst (Simulazione di un impianto fotovoltaico)
  2. DIALux evo (Simulazione di illuminazione)
  3. Fonti dei dati meteorologici: NASA POWER / Stazioni di radiazione dell'Amministrazione meteorologica cinese

Grazie a questa guida è possibile adottare un approccio sistematico che tenga conto dei requisiti di illuminazione e dei rendimenti economici, realizzando una soluzione di illuminazione stradale altamente affidabile e a basse emissioni di carbonio.

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