農村部および孤立地域における太陽光発電道路照明設計ガイドライン

第1章 総則と設計原則

1.1 主な目的

• 安全優先: 限られたエネルギー予算内で、基本的な夜間照明（照度 5 ルクス以上）を確保します。
• エネルギー自給自足： 混合電源モデルを避け、オフグリッド太陽光発電システムの使用を推奨します。
• 極めて高いエネルギー効率: 光源効率が150 lm/Wを超えることを推奨します（例：Puruiチップ付きLED）。
• ライフサイクルコストの最適化: 初期投資 (CAPEX) と 20 年間の運用コスト (OPEX) は、従来のシステムよりも 60% 低くなります。

1.2 基本的な設計コンセプト

• 照明エネルギー調整設計： 照明の需要は、ソーラーパネルとバッテリーの容量を直接決定します (例: 60W の LED は、80W のソーラーパネルと 60Ah のバッテリーと一致します)。
• 設備の標準化：
  • 一体型街灯： 6m～12mのポールに適しており、ソーラーパネルとバッテリーを内蔵しています（保護等級IP67）。
  • 分離された街灯： 8m 以上のポールに適しており、冷却用の埋め込みバッテリーと調整可能なソーラーパネルを備えています。

第2章 照明令状

2.1 推奨照明エリア

• 交差点：照度 ≥ 15 ルクス、均一性 Uo ≥ 0.4。
• 横断歩道: 生態系への影響を減らすために、琥珀色の光源 (< 2200K) の使用を推奨します。

2.2 照明制限区域

• 生態保護ゾーン: 白色光を避け、代わりに反射標識を使用して受動照明を行うことをお勧めします。

第3章 光学設計と構造設計

3.1 低エネルギー照明基準

注: 基準は都市部の要件より 30% 低く、光源電力は 40% 削減されます。

3.2 光源と器具の仕様

• 光源：LEDの色温度は≤3000K（生態ゾーン≤2200K）。よりクリーンで目立つ照明を追求する場合は、5000k〜7000kまで使用できますが、高圧ナトリウムランプは推奨されません。
• 試合予定: フルカットオフタイプで、光の漏れを最小限に抑える二次光学レンズを搭載しています。

3.3 構造設計のポイント

• ソーラーパネルの傾斜角度: 緯度×0.9+23°（西寧の場合：北緯36°→傾斜角50°）。
• 耐風設計: ブラケットは風速 32m/s 以上（台風 12 号レベル）に耐える必要があります。
• 影防止: ソーラーパネルから 10 メートル以内に影を落とす木や建物はありません。

第4章：太陽光発電システムの設計とインテリジェント管理

4.1 設計式

ソーラーパネル容量: P PV = (E荷重× 1.2) / (PSH × η) （ここでE_負荷 = 1 日の電力消費量、PSH = ピーク日照時間、η = システム効率 ≈ 0.75)。

バッテリー容量: C bat = (E load × D autonomy ) / (V sys × DoD) （ここでD_自律性 = 自治日数、V_システム = システム電圧、DoD = 放電深度）。

例: 四川省で雨天の 7 日間に 60W の照明を使用する場合 → 72V 60Ah リン酸鉄リチウム電池が必要です。

4.2 機器選択基準

4.3 インテリジェント制御戦略

多段階調光:

            18:00-22:00 → 100% 明るさ 22:00-05:00 → 30% 明るさ 05:00-06:00 → 70% 明るさ

マイクロ波センシング： 人や車が近づくと明るさが瞬時に100%まで上がり、消費電力を40%削減します。

第5章 環境保護

5.1 環境上の利点

• 炭素削減： 各ランプは、ディーゼル発電機と比較して、年間 480kg の炭素排出量を削減します。
• 光害制御: 完全カットオフ器具と琥珀色の光源を組み合わせると、昆虫誘引率が 70% 減少します。

第6章 インストールとメンテナンス

6.1 建設仕様

• ソーラーパネルの設置: 方向誤差 ≤ 5°、傾斜角誤差 ≤ 2°。
• 埋設バッテリー: 地下1mのコンクリートチャンバー内に設置し、温度を±10℃に制御することを推奨します。

6.2 運用と保守に関する提案

注: ほこりが蓄積すると、発電効率が 15 ～ 30% 低下する可能性がありますが、ドライクリーニング ロボットでは 98% を超える清掃効率が達成されます。

農村部および孤立地域向けソーラー街灯