シティプラザソーラー照明設計ガイド

国際照明規格（CIE、ANSI/IES、EN シリーズ）に基づいてまとめられており、輝度パラメータ、光の品質、太陽光発電システムの最適化、投資収益率などのコア要素に重点を置いています。

I. 照明性能パラメータ設計基準

1. 照度（ルクス）と発光効率（lm/W）

照度分類（CIE 115:1995およびCJJ 45-2023に基づく）：

エリア関数	平均維持照度（ルクス）	均一性U₀
メイン広場・集会エリア	20-30	≥0.4
歩行者用通路	10-15	≥0.4
景観緑地 / レクリエーションエリア	5-10	≥0.3

発光効率要件: LED 発光効率 ≥ 120 lm/W。Bridgelux (米国) 製または同等グレードのチップを推奨します。

2. 相関色温度（CCT）と演色評価数（Ra）

色温度範囲: 2700K～4000K の温白色。CCT の高い青色光の危険を避けてください (CCT > 4000K はメラトニンを抑制する可能性があります)。

演色評価数: Ra ≥ 80 (最小); R9 > 0 (赤色の演色性); ハイエンドシーンの場合 Ra ≥ 95 (例: 芸術的な設置)。

3. 均一性とグレア制御

輝度均一性U₀ （最小/平均）≤ 0.4; 軸方向均一性 U_ら ≥ 0.5。閾値増分TI≤15%、ベール輝度比≤0.3、カットオフタイプのタイプII/タイプIII照明器具（ビーム角≤120°）を使用します。

II. 照明器具の構造とシステム設計

1. ポールの高さと材質

高さの計算：H ≥ 0.7 × W（W = 照明幅）。一般的な広場のポールの高さは 6～10 m です。

材質: 航空宇宙グレードのアルミニウム (軽量 + 放熱性) または溶融亜鉛メッキ鋼 (風荷重 > 40 m/s)。ANSI C136.13 耐腐食規格に準拠。

2. 太陽光発電システム

自律性: 3 日連続の曇り/雨天を想定して設計。バッテリー容量 = 1 日の消費量 × 3 ÷ DOD (0.7)。

モジュール構成

PV パネル: 多結晶効率 ≥ 18%、傾斜角 = 現地緯度 + 5°。
バッテリー: LiFePO₄ (サイクル寿命 > 6000 サイクル) 鉛蓄電池よりも優れています。

3. インテリジェント制御システム

周囲光センサーとマイクロ波レーダー（検出範囲 8 ～ 10 m）によるデュアルモードセンシングは、LoRa/NB-IoT リモート調光をサポートします。

PIR 存在感知によるスタート/ストップ (180° カバー)、離れるとオフ遅延により約 30% の電力を節約します。

III. コストと投資収益率の分析

1. 初期コスト構成（100灯システムの例）

アイテム	コストシェア	説明
ソーラー照明器具	60%	PVパネル、バッテリー、LEDモジュールを含む
ポールとブラケット	25%	航空宇宙用アルミニウム素材
インテリジェント制御システム	10%	センサーと通信モジュール
設置と試運転	5%

2. 運用コスト削減と収益

電気節約: グリッド電力代替率は 100% と想定されます。年間電気節約額 ≈ ランプ電力 × 10 時間/日 × 365 日 × 地域の電気料金。

保守コスト: ケーブル配線が不要になり、障害率が 40% 削減され、手動検査コストが 60% 削減されました。

回収期間

回収期間（年）＝初期投資額／（年間電気代節約額＋メンテナンスコスト削減額）。

標準的なケース: 3 ～ 5 年 (従来のグリッド電力と比較)。

環境上の利点: ESG 評価要件に準拠し、ランプ 1 つあたり年間 54 トンの炭素削減。

IV. システム最適化のための主要な対策

劣化に強い設計：希土類蛍光体コーティングを採用し、5年間で光束維持率> 90%。
冬季適応性: 一体型スパイラル除雪モジュール (60～120 RPM)。PA610 素材のワイパーがパネルの雪の堆積を防止します。
安全冗長性: IP67 保護 + 30 mA 漏電保護、接地抵抗 ≤ 10 Ω、SPD 雷保護定格 ≥ 20 kA。

実装の提案: 設計には、広場のゾーニング照明シミュレーション（DIALuxまたはRelux）を含める必要があります。下流への拡張性を考慮し、モジュール式の太陽光発電システムを優先的に採用してください。エネルギー効率とメンテナンスコストの改善により、太陽光発電広場照明のライフサイクルコストは35%～50%削減でき、機能性と低炭素経済性を兼ね備えています。

引用された規格: CIE 234:2019「都市照明マスタープラン」、ANSI/IES LP-1-2020、BS EN 13201-3:2015。