コミュニティおよび住宅地域向けソーラー街路灯設計ガイドライン

以下のガイドラインは、国際照明規格（CIE、ANSI/IESなど）および関連する国内規制に基づいて構成されています。明るさ、発光効率、均一性、色彩制御、構造設計、システム最適化といった主要要素を網羅しています。

ソーラー街灯の事例

照度基準（ルクス）
- 主要道路CIE 115:2010 によれば、住宅地の主要道路の推奨照度は均一性 (Uo) が 0.4 以上で 15 ～ 20 ルクスです。二次道路や歩道の推奨照度は均一性 0.3 以上で 5 ～ 10 ルクスを維持します。
- 歩行者活動エリア （広場、フィットネスエリアなど）：視覚的な安全を確保するため、照度を20～30ルクスに上げる必要があります（「都市道路照明設計基準」CJJ 45-2006を参照）。
ルーメンと発光効率の要件
- 光源の選択発光効率が120 lm/W以上のLED光源を使用することをお勧めします。1灯あたりの総ルーメンは次の式で計算してください。
  総ルーメン = 目標照度（ルクス） × 照射面積（㎡） ÷ 器具効率（約0.6～0.8）
  たとえば、100 平方メートルのエリアを 20 ルクスで照らすには、約 2500 ～ 3300 ルーメンの照明器具が必要です。
- 効率最適化: 反射板またはレンズを使用して光の損失を減らし、70% 以上の有効な光利用率を向上させます。

色温度（CCT）
- 安全性と快適性のバランス：高色温度（＞5000K）による冷たさを感じさせず、夜間の視認性を確保するため、3000K～4000Kの範囲の昼白色光を選択することをお勧めします（「都市夜景照明設計仕様」JGJ/T 163-2008を参照）。
- 環境に優しい: 自然保護区に近い地域では、野生生物への光害を軽減するために 2700K の温白色光を使用します。
演色評価数（CRI）
- コアエリア（入口、標識など）では、正確な色再現を確保するために CRI ≥ 80 が必要です。一般道路では CRI ≥ 70 まで緩和されます（「建物照明設計標準」GB 50034-2004 に基づく）。

ポールの高さ
- 主要道路/交通車線：ポールの高さは6～8メートル、間隔は25～30メートル、ビーム照射幅は道路幅の1.2倍以上を確保します。
- 歩道/小さな広場：グレア干渉を避けるため、ポールの高さは4～6メートル、間隔は15～20メートルとする（「都市道路照明設計基準」を参照）。
材料の選択
- 耐候性と軽量性: 腐食保護等級 IP55 以上の熱亜鉛メッキ鋼 (厚さ ≥ 3.5 mm) またはアルミニウム合金材料を優先します。沿岸地域では 316 ステンレス鋼を使用する必要があります。
- 構造設計: 円錐形のポールは風圧 ≥ 40m/s、基礎の深さ ≥ 1.5 メートルに耐え、安定性を確保します。

連続点灯日
- 最も悪天候（連続降雨）を想定した設計では、システムストレージは3～5日間の独立電源供給に対応できる必要があります。バッテリー容量の計算式：
  バッテリー容量（Ah）＝1日あたりの消費電力（Wh）×連続使用日数÷システム電圧（V）÷放電深度（0.7）
システム構成の最適化
- 太陽光発電パネルの電力地域の平均日照時間に応じて調整してください。平均日照時間が4時間の地域の場合、太陽光発電量 ≥ 器具の1日あたりの消費電力 ÷ 4 ÷ 0.8（効率係数）となります。
- MPPTコントローラー：太陽エネルギー変換効率を95%以上に向上します。

コミュニティと住宅用ソーラー街路灯

制御戦略
- 時間ベースの調光: ピーク時間帯はフルパワーで運転し、深夜以降は照度を50%に下げて、30%～40%の電力を節約します。
- センサー制御: マイクロ波/赤外線センサーにより、「人が来ると点灯、人が去ると消灯」を実現し、人通りの少ない場所に適しています。
リモートモニタリング
- IoT モジュールを統合して、システム状態 (バッテリー電圧、光出力) をリアルタイムで監視し、障害アラームを自動で発し、運用および保守コストを削減します。

初期費用
- 単一ランプシステム (太陽光発電パネル、バッテリー、器具、ポールを含む): 約 $800 ～ $1200 (電力と材料により異なります)。
- 政府補助金一部の国/地域では、太陽光発電プロジェクトに対して 30% ～ 50% の補助金が支給されます。
回収期間
- 従来のグリッド電源と比較すると、ランプ 1 個あたり年間約 $80 ～ $150 の電力が節約され、メンテナンスコストも低減 (電気代がかからず、修理回数も少ない) するため、投資回収期間は約 5 ～ 8 年になります。