คู่มือการออกแบบไฟถนน LED พลังงานแสงอาทิตย์ (ฉบับปี 2025)

1. มาตรฐานการออกแบบและเลือกใช้ระบบไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

1. การตั้งค่าส่วนประกอบหลัก

2. การคำนวณพารามิเตอร์การออกแบบหลักของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

1. การออกแบบระบบไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

สูตร:

P_LED = E × A / (η × U × K)

• คำอธิบายพารามิเตอร์
• E: ระดับความสว่างตามการออกแบบ (ถนนหลัก 15-30 lx, ถนนสาขา 10-20 lx)
• A: พื้นที่ที่มีแสงส่องสว่าง = ความกว้างของถนน × ระยะห่างระหว่างโคมไฟ
• η: ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ให้แสง (0.8-0.9)
• U: อัตราการใช้งาน (0.4-0.6)
• K: ตัวคูณการบำรุงรักษา (0.7-0.8)

ตัวอย่าง: ความกว้างของถนน 6 เมตร, ระยะห่างระหว่างไฟ 25 เมตร, ระดับความสว่างเป้าหมาย 20 lx

→ P_LED = 20 × (6 × 25) / (0.85 × 0.5 × 0.75) = 20 × 150 / 0.32 ≈ 94W

→ เลือกโมดูล LED 100W (ฟลักซ์แสง 15,000 lm)

2. การคำนวณความจุของระบบเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับไฟถนน

ขั้นตอน:

1. ปริมาณการบริโภคต่อวัน: Q_วัน = P_LED × เวลาทำงาน (ตัวอย่าง: 100W × 10 ชั่วโมง = 1000Wh)
2. กำลังของแผงโซลาร์เซลล์: P_PV = Q_วัน / (H_{จุดสูงสุด} × 0.7)
   • H_{จุดสูงสุด}: จำนวนชั่วโมงแสงแดดสูงสุดเฉลี่ยในท้องถิ่น (ตัวอย่าง: ปักกิ่ง 4.5 ชั่วโมง)
   • → P_PV = 1000 / (4.5 × 0.7) = 317W → เลือกโมดูล 2 × 160W
3. ความจุของแบตเตอรี่: C = Q_วัน / (V_sys × DOD × 0.9)
   • V_sys: แรงดันไฟฟ้าของระบบ (โดยทั่วไป 12/24V)
   • DOD: ระดับการคายประจุ (80% สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม)
   • → C = 1000 / (24 × 0.8 × 0.9) = 57.6Ah → เลือกแบตเตอรี่ลิเธียม 60Ah

3. ข้อกำหนดการออกแบบโครงสร้างไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

1. การจัดวางเสาและส่วนประกอบ

การออกแบบเพื่อต้านแรงลม: ขนาดหน้าแปลน ≥ เส้นผ่านศูนย์กลางเสา × 1.2 (ตัวอย่าง: เส้นผ่านศูนย์กลางเสา 76 มม. → หน้าแปลน 200×200×10 มม.)

4. กลยุทธ์การควบคุมอัจฉริยะของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

1. ระบบการทำงานแบบหลายโหมด

แหล่งพลังงานสำรอง: ในพื้นที่ที่มีวันฝนตกติดต่อกัน ≥3 วัน ให้ตั้งค่าอินเทอร์เฟซเสริมสำหรับระบบไฟฟ้าแบบกริด.

5. ข้อควรรู้เกี่ยวกับการติดตั้งและการบำรุงรักษา

1. กระบวนการก่อสร้าง

1. การประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: หลีกเลี่ยงเงาของต้นไม้หรืออาคาร และสิ่งกีดขวาง < 2 ชั่วโมงในวันครีษมายัน.
2. การเทฐานราก: ความลึก = ความสูงของเสา / 10 + 0.2 ม. (ตัวอย่าง: เสาสูง 6 ม. → ความลึก 0.8 ม.).
3. มาตรฐานการเดินสายไฟฟ้า: การลดแรงดันของสายเคเบิลระบบโซลาร์ ≤3%, ความลึกการฝังแบตเตอรี่ ≥0.5ม.

2. วงจรการดำเนินงานและการบำรุงรักษา

6. การวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจ

1. การเปรียบเทียบค่าใช้จ่าย (สำหรับเสาสูง 6 เมตร)

ระยะเวลาคืนทุน:

ระยะเวลาคืนทุน = (ความแตกต่างของราคา / เงินที่ประหยัดได้ต่อปี) = (12,000 – 8,000) / 600 ≈ 6.7 ปี

7. ตัวอย่างทั่วไป

ชื่อโครงการ: ระบบไฟส่องทางในชนบทใหม่

การตั้งค่าพารามิเตอร์:

• ความกว้างของถนน 5 เมตร, จัดวางแบบสลับกันทั้งสองด้าน
• กำลังไฟ LED 60W × 2, ปริมาณแสง 9,000 lm/หน่วย
• แผงโซลาร์เซลล์ 2 × 120W, แบตเตอรี่ 100Ah@24V

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ:

• ความสว่างเฉลี่ย 18 lx, ความสม่ำเสมอ 0.48
• ฝนตกต่อเนื่อง 5 วัน
• อัตราการประหยัดพลังงานรายปี 100%

8. การควบคุมความเสี่ยง

1. ระบบป้องกันการคายประจุเกิน: ตัวควบคุมตั้งแรงดันไฟฟ้า ≥10.8V (ระบบ 12V).
2. การป้องกันการโจรกรรม: สกรูของแผงโซลาร์เซลล์มีโครงสร้างที่ไม่สม่ำเสมอ ส่วนตัวถังแบตเตอรี่ถูกเชื่อมและยึดติดไว้.
3. สภาพอากาศสุดขั้ว: ระดับความทนทานต่อลูกเห็บของแผงโซลาร์เซลล์ ≥ Class 3 (แรงกระแทกจากลูกเห็บขนาด 25 มม.).

ภาคผนวก: เครื่องมือตรวจสอบการออกแบบที่แนะนำ

1. PVsyst (การจำลองระบบเซลล์แสงอาทิตย์)
2. DIALux evo (การจำลองระบบแสง)
3. แหล่งข้อมูลอุตุนิยมวิทยา: NASA POWER / สถานีวัดรังสีของสำนักงานอุตุนิยมวิทยาจีน

ผ่านคู่มือนี้ สามารถนำวิธีการที่มีระบบระเบียบมาใช้ ตั้งแต่ข้อกำหนดด้านแสงสว่างไปจนถึงผลตอบแทนทางเศรษฐกิจ เพื่อสร้างโซลูชันระบบไฟถนนที่มีคาร์บอนต่ำและเชื่อถือได้สูง.

• เข้าใจเกี่ยวกับวัตต์และลูเมน: วิธีเลือกความสว่างที่เหมาะสม
• ระดับลูซ์คืออะไร? กำหนดความสว่างจริงของอุปกรณ์ให้แสง
• การเลือกอุณหภูมิสีที่เหมาะสมสำหรับไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณ
• วิธีคำนวณความสูงและระยะห่างของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์?
• แบตเตอรี่ชนิดใดเหมาะที่สุดสำหรับไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์?
• การใช้ Dialux ในการคำนวณระบบไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์