ソーラー街灯の費用はいくらですか?
市場にはさまざまなタイプのソーラー街灯が販売されています。
市場にはさまざまなタイプのソーラー街灯が販売されています。
ソーラー街灯には、カンデラ、ルクス、ルーメンという 3 つの重要な明るさの指標があります。
明るさ、光度、照度の測定方法
ルーメン: ルーメン値は積分球を使用して測定されます。照明器具のルーメン値は通常、製品のパッケージに表示されており、購入者はルーメン値に基づいて照明器具の明るさを直接評価できます。
ルクス: ルクスはルクスメーターを使用して測定されます。
キャンデラ: 簡単な測定であれば、ポータブル光度計を使用できます。ただし、エンジニアリング プロジェクトでは、完全なレポートを生成するために、大型のプロ仕様の放射計が必要です。
重要なポイントをまとめた表を以下に示します。
メトリック | 意味 | 測定方法 |
---|---|---|
ルーメン | 放出される光の総量 | 積分球 |
ルクス | 単位面積あたりの光束 | ルクスメーター |
カンデラ | 特定の方向の光度 | 光度計(簡単な測定)または放射計(エンジニアリングプロジェクト) |
明るさの重要な指標は2つあります。 ソーラー街灯、ルクス、ルーメン。
ルクスとルーメンはどちらも明るさの測定単位です。これらは、照明出力の量と特定の表面に当たる光の明るさを示すために使用されます。
ルーメンは光の出力に相当します。
ルクス(lx と表記)は単位面積あたりの光束を表します。
ルーメンとルクスの関係:1 ルクスは 1 平方メートルあたり 1 ルーメン (lm/m2) に相当します。
この記事では、街灯のルクス基準とその重要性について説明します。ルーメンについて知りたい場合は、次の記事をご覧ください。ワットとルーメンを理解する: プロジェクトに適した明るさの照明器具を選ぶ方法
ルクスは、表面に当たる光束の測定値です。ルクスは、光の強度を測定する方法である測光法の国際単位です。ルクスは、光または照明の明るさを指定するために使用されます。ルクスは、家庭用照明、オフィス照明、車のヘッドライト、街灯など、あらゆる種類の照明の標準的な光測定値です。
ルーメンは、単一の光源の光出力を測定します。ルーメン測定の計算方法は、光源のワット数に、光源のワットあたりの定格ルーメンを掛けることです。
ルクスは表面上の光の量です。これは、光が一定の距離を移動した後の明るさで測定できます。
輝度に加えて、ルクスレベルはソーラー街灯の明るさを測定するのに最適な方法です。照度測定は照度計だけで簡単に行うことができますが、輝度測定には特殊な機器が必要であり、実装がより困難です。
さて、1000 ルーメンの太陽光街灯電球がある場合、10 メートル離れた場所に置くと明るさが変わります。したがって、電球の位置を変えると、異なるルクス レベルの下で明るさが変わります。ルーメンは電球が発する光の量を測定し、ルクスは光が伝わる距離を測定します。
一部の国の政府文書に規定されている基準に従い、参考として以下の推奨事項を示します。
一級高速道路、二級高速道路:最低平均照度維持値20 lx(低基準)/ 30 lx(高基準)、均一性最小値0.4。
第三級高速道路:最低平均照度維持値15 lx(低基準)/ 20 lx(高基準)、均一性0.4。
第4級道路:平均照度10 lx(低基準)/ 15 lx(高基準)、均一度0.3。
上記の照度要件はアスファルト道路にのみ適用され、コンクリート道路の照度要件はそれに応じて低減できますが、低減は 30% 以下です。
高速道路の照明レベルは、それに接続する都市道路の照明基準、高速道路の交通管制システム、道路区画線施設に基づいて決定する必要があります。
上記の平均照度には 2 つの標準値があり、次の場合には高い標準値を使用する必要があります。
高速道路と主要道路: 最低平均照度維持値20 lx(低基準)/ 30 lx(高基準)、均一性最小値0.4。
二次道路: 最低平均照度維持値15 lx(低基準)/ 20 lx(高基準)、均一性0.4。
側道:平均照度10 lx(低基準)/ 15 lx(高基準)、均一度0.3。
上記の照度要件はアスファルト道路にのみ適用され、コンクリート道路の照度要件はそれに応じて低減することができ、低減幅は 30% 以下とする。
都市道路照明の照度値は、プロジェクトが位置するエリア、道路の位置、交通の流れ、道路区画設備、環境の明るさ条件、および実際のニーズに基づいて決定する必要があります。
次の条件では高い標準値を使用する必要があります。
以下の条件では低い標準値が推奨されます。
主要道路: 平均照度維持値10 lx(低基準)/ 15 lx(高基準)、均一性最小値0.3。
脇道と路地: 最低平均照度維持値5 lx(低基準)/ 8 lx(高基準)
公共活動広場: 最低平均照度維持値10 lx(低基準)/ 15 lx(高基準)
上記の照度要件はアスファルト道路にのみ適用され、コンクリート道路の照度要件はそれに応じて低減することができ、低減幅は 30% 以下とする。
農村道路照明の照度値は、プロジェクトが位置する地域、道路の位置、交通の流れ、道路区画設備、環境の明るさ条件、および実際のニーズに基づいて決定する必要があります。
次の条件では高い標準値を使用する必要があります。
以下の条件では低い標準値が推奨されます。
交差道路の照明基準が両方とも低基準照度値である場合、交差点エリアは低基準値を採用し、そうでない場合は高基準値を使用する必要があります。
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ケルビンは、光源の色温度の測定によく使用されます。色温度の原理は、黒体放射体の温度で放射される光の周波数分布特性に基づいています。黒体温度が約 4000K 未満の場合は赤みがかって見え、4000K を超える場合は青みがかって見え、7500K の場合は青みがかって見えます。
一般的に、ランプのケルビン温度は 2000K から 6500K の間になります。
3000 ケルビン未満の温度は、暖かく、穏やかで、心地よい光を生み出し、家庭やオフィスの一般的な屋内照明に適しています。利点: 波長が短い黄色の光は、雨の日に強く浸透します。欠点: 視認性が低い。
3000K〜4500K の範囲の LED ライトはニュートラル ライトと呼ばれます。これらの明るく鮮やかなライトは、地下室、工場、病院などの職場に最適です。利点: 4000〜4500K は自然光に最も近く、光はより柔らかく、ドライバーの注意を維持しながらより高い明るさを提供できます。欠点: 5000K 以上ほど視認性が高くありません。
ケルビン温度が 4500K ~ 6500K の範囲にあるライトはクールホワイトライトと呼ばれ、太陽光に似た新鮮な色を発します。これらのライトは、安全照明、展示キャビネット、倉庫、工業地帯など、最大限の照明が必要な場合に最適です。視認性が高く事故が減り、特に 5700K を超えるライトはエンジニアリング プロジェクトで人気があります。短所: 疲労の原因となる可能性があるため、長時間の作業スペースには使用しないでください。
ほとんどの国では、LED ライトの一般的な色温度オプションは 2700K (メーカーによっては 3000K と表記)、3000K、3500K、4000K、5700K (メーカーによっては 6000K と表記) の 4 つで、その他の色温度はカスタマイズ可能です。
一部の国(中国など)の規制では、色温度は 5000K を超えてはならないと規定されており、中程度から低い色温度を選択することが望ましいとされています。ただし、高色温度の利点も大きく、視認性が向上し、事故が減少するため、さまざまな国の多くのエンジニアリング プロジェクトでは、依然として 5700K または 6000K 以上が選択されています。
民間空港飛行場の技術基準によれば、LEDを光源として使用する場合は、グレアを抑えるためにレンズを追加し、色温度は4000Kを超えないようにする必要があります。
住宅地内の自動車と歩行者が混在する道路では、低から中程度の色温度(通常は 4000K 未満)の光源を使用することをお勧めします。
川沿いや霧の多い道路沿いの照明には、色温度の低い照明を使用する必要があります。推奨範囲は 2700K ~ 3500K です。
商業が盛んなエリア、歴史文化地区、景勝地など、自動車交通にとって色認識が重要な場所では、高 CRI、低から中程度の色温度の光源を使用することをお勧めします。
5700~6500K が望ましいです。5700K の色温度は注意を集中させ、運転をより安全にするのに役立ちます。
スポットライト、屋外投光器、庭園、道路装飾、部分照明、その他の屋外レクリエーションエリアで使用されるその他の景観照明。一般的に、2700K と 3000K の暖色系がより適しており、暖かくリラックスした雰囲気を作り出します。
ワット (記号: W) は電力の単位で、消費されるエネルギーの量を測定します。電気料金を支払うときは、使用したワットに対して支払います。従来は白熱電球を使用していたため、明るさの単位としてワットを使用するのが一般的ですが、これは誤りです。照明器具の明るさの測定単位はワットではなくルーメンです。
ルーメンは可視光エネルギーの測定単位です。ルーメンの数値が高いほど、光は明るくなります。照明に使用される照明器具には通常、光出力(ルーメン単位)がラベル付けされており、これは多くの管轄区域で法的に義務付けられています。
したがって、ランプの明るさを選択するときは、パッケージに記載されているルーメン値を確認するだけで済みます。
道路建設業者から 100W のソーラー街灯があるかどうか尋ねられた場合、必要なソーラー LED 街灯のルーメン数を判断するのは困難です。それらの関係を明確に理解するには、発光効率 (ワットあたりのルーメン数) を理解する必要があります。
この指標は、光源がエネルギー (ワット) を光 (ルーメン) に変換する効率を示します。
発光効率 (lm/W) = ルーメン (lm)/ワット(W)
同じワット数の異なるランプの発光効率
に基づいて energy.gov の 2013 年レポート 米国ではLEDパッケージ規格が266 lm/Wで制定され、PC-LEDでは130 lm/W以上を達成しており、2024年にはLEDの発光効率が200 lm/Wを超えるとの予測も的中しており、今後のLED照明の重要性と期待が高まっています。
2024年現在、LED技術は理論上230 lm/W(実際の使用は200 lm/Wでテスト済み)を達成できます。メーカー間の仕様のばらつきや市場の需給問題により、市場には130 lm/Wから190 lm/WまでのLEDがまだ多く存在しています。したがって、照明器具の明るさを選択する際には、ルーメンに注意することが重要です。
白熱技術では通常、ワットあたり 12 ~ 18 ルーメンが生成されますが、ハロゲン技術では通常、ワットあたり 10 ~ 20 ルーメンが生成されます。
そのため、同じワット数の場合、LED電球の明るさは白熱電球の約10~14倍、ハロゲン電球の約10倍となります。照明器具を選ぶ際には、この指標を大まかに参考にするといいでしょう。
ルーメンからワットへの変換(LED ライトの場合、発光効率 130 lm/W)
ルーメン | 白熱ワット | ハロゲンワット | LEDワット数 |
100 | 7 | 6 | 0.77 |
375 | 25 | 20 | 2.9 |
450 | 30 | 25 | 3.5 |
800 | 60 | 45 | 6 |
1100 | 75 | 60 | 8.5 |
ルーメンからワット | 発光効率(lm/W) | |||
ルーメン | 130 ルーメン/W | 150ルーメン/W | 180 ルーメン/W | 200 ルーメン/W |
100ルーメン | 0.8w | 0.7w | 0.6w | 0.5w |
500ルーメン | 4週間 | 3週間 | 3週間 | 3週間 |
1000ルーメン | 8週 | 7週 | 6週 | 5週間 |
2000ルーメン | 15週 | 13週 | 11週 | 10w |
3000ルーメン | 23週 | 20w | 17週 | 15週 |
4000ルーメン | 31週 | 27週 | 22週 | 20w |
6000ルーメン | 46週 | 40ワット | 33週 | 30ワット |
8000ルーメン | 62週 | 53週 | 44週 | 40ワット |
10000ルーメン | 77週 | 67週 | 56週 | 50ワット |
15000ルーメン | 115ワット | 100ワット | 83週 | 75ワット |
20000ルーメン | 154週 | 133週 | 111週 | 100ワット |
製造元が提供する発光効率テストレポートを参考にしてください。
これを調べるには、ルーメン計算機を使用することができます。 https://www.omnicalculator.com/everyday-life/lighting
街灯に必要なルーメン数は、街灯柱の高さ、道路の幅、周囲の光の量など、いくつかの要因によって異なります。適切なルーメン出力を決定するには、さまざまなタイプの道路に推奨される照明レベルを考慮する必要があります。
一般的に、住宅街では 1 つの照明につき約 5,000 ~ 12,000 ルーメンが必要ですが、主要道路や高速道路ではより高いルーメン出力が必要になる場合があり、安全を確保するには一般に 10,000 ~ 15,000 ルーメンが必要です。
街灯柱の高さの選び方については、次の記事を参照してください。ソーラー街灯柱の高さと距離を計算する方法は?
これらはほとんどのスペースに適用される一般的なガイドラインですが、すべてのシナリオに当てはまるとは限りません。壁が暗く、天井が特に高い部屋では、望ましい効果を得るために追加のルーメンが必要になる場合があります。
最後に、ソーラー街路照明システムの光測定について学ぶために、この記事を読むことをお勧めします。https://luxmanlight.com/are-solar-street-lights-bright-enough/
https://en.wikipedia.org/wiki/Lumen_(unit)
https://en.wikipedia.org/wiki/Watt
2024年の主流モデルによると、ソーラーライトは通常、夕暮れから夜明けまで12が消えるまで点灯し続けるように設定されています。設計寿命は8〜10年です。専門家として ソーラー街灯メーカー、私たちは現在、リン酸鉄リチウム電池と LED ライトを使用してソーラーライトを製造しており、10 年以上の使用が可能になっています。低品質のソーラーライトでは、3 ~ 5 年しか持たない電池が使用される場合があり、その結果、照明時間が短くなり、定期的な電池交換が必要になり、非常に不便です。
ラックスマンは高品質のソーラーライトの使用を強く推奨しており、5年間の保証を提供しています。ラックスマンのソーラー街灯でも、雨が7日間連続しても毎日12時間点灯し続けることができます。
ソーラーパネルを最大限に活用するには、太陽光がスムーズに届くように、またバッテリーに十分な電力が供給されるように、定期的に清掃する必要があります。手動での清掃が面倒な場合は、自動清掃機能付きのソーラーライトを選択またはカスタマイズして、ソーラーパネルが常に最高のパフォーマンスを発揮できるようにすることができます。
ソーラーライトは必ず太陽光が直接当たる場所に設置し、十分な照明時間を確保してください。
照明モードの科学的な設定
PIR モーション センシング モードを使用すると、明るさを調整したり、さまざまな時間帯に応じて照明の明るさを設定したりすることができ、より多くの電力を節約してより長い照明を確保できます。
LED ライトは照明効果が高く、エネルギーを節約します。
ソーラーライトには、極寒や極暑の天候に対応するための温度制御機能が搭載されています。この機能が利用できない場合は、湿気の多い地域や沿岸地域向けの腐食防止機能付きのソーラーライトを購入するのが最適です。ラックスマンのソーラーライトはすべてこれらの機能を備えています。ソーラーライトにこれらの機能がない場合は、冬の氷点下の天候の間は屋内に持ち込んでください。
LiFePO₄は最大3000回のサイクルが可能で、最も理想的な太陽電池です。
最近の更新:
https://luxmanlight.com/what-battery-is-best-for-solar-street-lights-in-2024/
https://luxmanlight.com/what-is-the-best-solar-light-battery/
https://luxmanlight.com/how-long-do-solar-powered-street-light-last-luxman-light/
ニッカド (ニッケルカドミウム) 電池は、太陽エネルギー照明に使用するための市販の太陽電池としては最適な選択肢ではありません。「電池コミュニティ」では、NiCd の「メモリー効果」と呼ばれるものについて議論されています。この種の電池は、完全に充電され、完全に使い切るように設計されています。
これは、昼夜のサイクルで常に充電と放電が行われるソーラーライト用のバッテリーでは、頻繁に起こることではありません。メモリ効果により、バッテリーの電圧レベルが時間の経過とともに低下し、バッテリーは頻繁に充電されない高電圧と低電圧を「忘れ」ます。通常、ソーラーライトに最適なバッテリー (適切なサイズのシステムを使用) は、毎日約 15% を放電します。
さらに、カドミウムは 非常に有毒な金属 これでは、ソーラーライトの目的の 1 つである、エネルギーの使用が与える環境への影響を減らすことにはならない。多くの NiCd バッテリーには、上部に「POISON」と刻印されている。ほとんどのプロジェクト マネージャーは、長期的に見てコストを節約できるものを好むのはわかっているが、コスト効率と環境安全性の両方を追求しないのはなぜだろうか。
ニッケル水素 環境に関しては、NiCd バッテリーよりも (ニッケル水素) バッテリーの方が優れた選択肢ですが、この選択にはまだいくつかの問題点があります。NiMH バッテリーは定期的に完全放電する必要があるため、多くのメンテナンスが必要です。ソーラー駐車場ライト構成のすべてのバッテリーを放電するという作業は、誰もやりたくないはずです。
これらのバッテリーは、小さな周期的な電力消費や低エネルギーの用途ではなく、高エネルギー消費と高需要で最適に動作するので、懐中電灯やおもちゃなどの小型電子機器に最適です。それでも、ソーラー街灯に最適なバッテリー ソリューションではありません。
鉛蓄電池は鉛と酸化鉛、硫酸水溶液の電解質から構成されています。主な利点は電圧安定性と低価格です。欠点は、比エネルギーが低いため、体積が比較的大きく、耐用年数が短く、約 300 ~ 500 回のディープサイクルで、頻繁な定期メンテナンスが必要になることです。このバッテリーは、ソーラー街灯業界では今でも広く使用されています。
実は、鉛蓄電池はメンテナンスフリー版のアップグレード版で、硫酸電解液の代わりにコロイド電解液を使用することで、安全性、貯蔵、放電性能、耐用年数の面で通常の電池よりも向上しており、価格はリチウム電池よりも高いものもあります。-40℃~-65℃の温度範囲で使用でき、特に低温での性能が優れており、北部の高山地域に適しています。耐震性能が強く、過酷な環境でも安全に使用できます。耐用年数は通常の鉛蓄電池の約2倍です。
エネルギーはより高く、サイズは小さく、充電は速いですが、価格は高くなります。ディープサイクルの回数は約500〜800回で、バッテリーの寿命は鉛蓄電池の約1倍長く、温度範囲は-15℃〜45℃です。ただし、安定性が低く、資格のないメーカーの三元リチウム電池は、過充電または高温になると爆発または発火する可能性があります。
エネルギーが高く、サイズが小さく、充電が速く、耐用年数が長く、安定性が良く、価格が最も高いです。ディープサイクル充電回数は約1500〜2000回で、耐用年数が長く、一般的に最大8〜10年で、安定性が強く、温度範囲が広く、-40℃〜70℃で使用できます。
まとめると、ソーラー街灯は、もちろんリン酸鉄リチウム電池を使用するのが最適ですが、価格は高くなります。現在、市場のリン酸鉄リチウム電池を使用したソーラー街灯の価格は非常にリーズナブルな製品であり、この製品の寿命は10年に達する可能性があり、価格も非常に魅力的です。
ラックスマンの ソーラー街灯 すべてリン酸鉄リチウム電池で駆動されます。
https://luxmanlight.com/how-to-choose-the-right-batteries-for-your-solar-light/
https://luxmanlight.com/what-kind-of-batteries-are-used-in-solar-street-lights/