LIGHT MEASUREMENT FOR SOLAR STREET LIGHTING SYSTEMS
Photometry of Solar Street Lighting Systems
Solar street lights have three important brightness metrics: candela, lux, and lumens.
- 流明 represent the amount of light output.
- 勒克斯 represents the luminous flux per unit area.
- Candela represents the luminous intensity in a specific direction.
Methods for Measuring Brightness, Luminous Intensity, and Illuminance
Lumens: Lumen values are measured using an integrating sphere. The lumen value of a luminaire is typically labeled on the product packaging, allowing buyers to directly assess the brightness of the luminaire based on the lumen value.
Lux: Lux is measured using a lux meter.
Candela: For simple measurements, a portable photometer can be used. However, for engineering projects, a large professional radiometer is required to generate a complete report.
Here is a table summarizing the key points:
| Metric | Definition | Measurement Method |
|---|---|---|
| 流明 | Total amount of light emitted | Integrating sphere |
| 勒克斯 | Luminous flux per unit area | Lux meter |
| Candela | Luminous intensity in a specific direction | Photometer (simple measurements) or radiometer (engineering projects) |
太阳能路灯照度标准。我需要什么照度？
太阳能街道照明系统的光测量
亮度有两个重要指标 太阳能路灯、拉克斯（Lux）和流明（Lumens）。
勒克斯和流明都是亮度的测量单位。它们用来告诉我们特定表面的照明输出量和光照亮度。
流明等于光输出。
勒克斯（用 lx 表示）代表单位面积的光通量。
流明和勒克斯之间的关系：1 勒克斯等于每平方米 1 流明（lm/m2）。
在本篇文章中，我们将探讨路灯的流明标准及其重要性。如果您想了解流明，可以查看这篇文章：了解瓦特和流明：如何为项目选择合适亮度的灯具
什么是照明中的勒克斯，为什么它很重要？
勒克斯是对落在物体表面的光通量的测量。勒克斯是光度学的国际单位，是一种测量光强度的方法。勒克斯用于指定光或照明的亮度。它是所有类型照明（如家用照明、办公室照明、汽车前灯或路灯）的标准光测量单位。
为什么勒克斯水平比流明更有意义
流明测量单个光源的光输出。流明测量的计算方法是用光源的瓦数乘以每瓦光源的额定流明。
勒克斯是表面上的光量。这可以通过光传播一定距离后的亮度来测量。
除了亮度之外，勒克斯级也是测量太阳能路灯亮度的最佳方法。照度测量只需使用照度计即可轻松完成，而亮度测量则需要专业设备，实施起来较为困难。
现在，如果有一个亮度为 1000 流明的太阳能路灯灯泡，将其放置在 10 米之外，其亮度就会不同。因此，改变灯泡的位置会改变不同勒克斯水平下的亮度。流明测量灯泡产生的光量，勒克斯测量光传播的距离。
不同道路太阳能路灯照明的 Lux 值
我需要多高的照度？
根据一些国家政府文件规定的标准，我们提出以下建议作为参考：
公路照明 勒克斯级别
一级公路、二级公路最低平均照度维持值为 20 lx（低标准）/30 lx（高标准），均匀度最低值为 0.4；
三级公路最低平均照度维持值为 15 lx（低标准）/20 lx（高标准），均匀度为 0.4；
四级道路：平均照度 10 lx（低标准）/15 lx（高标准），均匀度 0.3；
上述照度要求仅适用于沥青路面，水泥路面的照度要求可相应降低，降低幅度不超过 30%。
公路照明等级应根据与之相连的城市道路照明标准、公路交通控制系统和道路分隔设施来确定。
上述平均照度有两个标准值，以下情况应使用高标准值：
- 与具有高级照明标准的城市道路相连；
- 能见度低；
- 公路交通控制系统和道路分隔设施不足。
当连接城市道路时，照明标准等级低，能见度好，且有足够的公路交通控制系统和道路分隔设施，公路照明应采用低等级值。
城市道路照明
快速路和主干道 最低平均照度维持值为 20 lx（低标准）/30 lx（高标准），均匀度最低值为 0.4；
二级公路 最低平均照度维持值为 15 lx（低标准）/20 lx（高标准），均匀度为 0.4；
路侧：平均照度为 10 lx（低标准）/15 lx（高标准），均匀度为 0.3；
上述照度要求仅适用于沥青路面，水泥路面的照度要求可相应降低，降低幅度不超过 30%；
城市道路照明照度值应根据项目所在区域、道路定位、交通流量、道路分隔设施、环境亮度条件和实际需要确定。
以下情况应使用高标准值：
- 中心城市和地区，或通往城市大型公共建筑和场所的主要道路；
- 中央商务区或城市主干道；
- 环境亮度较高的道路；
- 供人们进出学校、医院和疗养院等地区的主要道路；
- 道路分隔设施不足，机动车、非机动车和行人混合通行的道路。
建议在以下情况下使用低标准值：
- 居民区和休闲区附近的道路；
- 环境亮度较低的地区。
农村道路照明
主要道路 最低平均照度维持值为 10 lx（低标准）/15 lx（高标准），均匀度最低值为 0.3；
小街小巷 最低平均照度维持值 5 lx（低标准）/ 8 lx（高标准）；
公共活动广场： 最低平均照度维持值 10 lx（低标准）/ 15 lx（高标准）；
上述照度要求仅适用于沥青路面，水泥路面的照度要求可相应降低，降低幅度不超过 30%；
农村道路照明照度值应根据项目所在区域、道路定位、交通流量、道路分隔设施、环境亮度条件和实际需要确定。
以下情况应使用高标准值：
- 城镇附近交通流量大的道路；
- 商业活动密集的大型乡村公路；
- 环境亮度较高的道路；
- 道路分隔设施不足，机动车、非机动车和行人混行的道路
建议在以下情况下使用低标准值：
- 偏远地区的乡村道路；
- 不允许机动车通过的村内道路；
- 环境亮度较低的地区。
交叉路口区域机动车力士水平
- 1 级与 1 级、2 级、3 级的交叉点：最低平均照度维持值为 30 lx（低标准）/ 50 lx（高标准），均匀度维持值为 0.4；
- 2 级与 2 级的交叉点，3 级：最低平均照度维持值为 20 lx（低标准）/30 lx（高标准），均匀度为 0.4；
- 3 级与 3 级交叉：最低平均照度维持值为 15 lx（低标准）/20 lx（高标准），均匀度为 0.4；
当交叉道路的照明标准均为低标准照度值时，交叉区域应采用低标准值，否则应采用高标准值。
行人天桥照明 Lux 标准
- 农村地区人流量大、城市人流量小的人行天桥：桥面平均照度为 5lx，楼梯通道平均照度大于 6lx；
- 对于城市中人流量较大的人行天桥：桥面的平均照度为 10lx，楼梯通道的平均照度大于 12lx；
- 半封闭式人行天桥：桥面平均照度为 30lx，楼梯通道平均照度大于 36lx；
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为太阳能路灯项目选择合适的色温 CCT
了解太阳能路灯色温 ( CCT ): 开尔文
开尔文通常用来测量光源的色温。色温的原理是基于黑体辐射器在其温度下发出的光的频率分布特性。黑体温度低于约 4000K 时呈现红色，高于 4000K 时呈现蓝色，7500K 时呈现蓝色。
一般来说，灯泡的开尔文温度介于 2000K 和 6500K 之间。
开尔文温度低于 3000 会产生温暖、平静和舒适的光线，适用于家庭和企业的一般室内照明。优点波长较短的黄色光线在雨天有很强的穿透力。缺点：能见度低。
3000K-4500K 范围内的 LED 灯称为中性光。这些明亮鲜艳的灯光非常适合地下室、工厂和医院等工作场所。优点4000-4500K 最接近自然光，光线更柔和，可以提供更高的亮度，同时保持驾驶员的注意力。缺点：能见度不如 5000K 以上。
开尔文温度在 4500K-6500K 范围内的灯被称为冷白光，能产生类似阳光的清新色彩。当需要最大限度的照明时，如安全照明、展示柜、仓库和工业区，这些灯是最好的选择。能见度最高，可减少事故发生，尤其是 5700K 以上，在工程项目中很受欢迎。缺点：容易引起疲劳，不宜在长期工作场所使用。
LED 太阳能路灯 CCT 标准
在大多数国家，LED 灯有四种常见色温可供选择：2700K（有些制造商写成 3000K）、3000K、3500K、4000K、5700K（有些制造商写成 6000K），其他色温可根据客户要求定制。
道路照明 色温 照明范围
公路照明 CCT
有些国家（如中国）的法规规定色温不能超过 5000K，最好选择中低色温。但是，各国的许多工程项目仍然选择 5700K，甚至 6000K 以上，因为高色温的优点也很显著，可以提高能见度，减少事故。
机场道路照明的色温要求
根据民用机场飞行区技术标准，使用 LED 作为光源时，应添加透镜以控制眩光，色温不应超过 4000K。
住宅区道路照明 CCT
对于住宅区内机动车和行人混行的道路，建议使用中低色温的光源，最常见的色温保持在 4000K 以下。
雨雾天气道路色温要求
沿河和多雾路段的照明灯应使用低色温灯，建议范围为 2700K-3500K。
商业区道路照明 色温
在商业繁华地段、历史文化街区、风景名胜区以及其他对车辆通行的色彩识别有重要影响的地方，建议使用高显色指数、中低色温的光源。
停车场道路照明 CCT
5700-6500K 为佳。5700K 色温有助于集中注意力，使驾驶更安全。
花园和工业照明的色温要求
用于花园、道路装饰、局部照明和其他户外休闲场所的射灯、户外泛光灯和其他景观灯。一般来说，2700K 和 3000K 的暖色比较适合，能营造出温暖轻松的氛围。
了解瓦特和流明：如何为项目选择合适亮度的灯具
流明与瓦特
灯泡中的瓦数是什么意思？
瓦特（符号：W）是一种功率单位，用于衡量消耗的能量。当我们支付电费时，我们支付的是所使用的瓦特数。由于我们传统上使用的是白炽灯泡，因此我们习惯用瓦特作为亮度单位，但这是不正确的。衡量灯具亮度的单位是流明，而不是瓦特。
了解流明
流明是对可见光能量的测量。流明数越高，光就越亮。用于照明的灯具通常都标有光输出（以流明为单位），这在许多司法管辖区都是法定要求。
因此，我们在选择灯泡亮度时，只需看包装上的流明值即可。
了解流明和瓦特之间的转换，找到合适的亮度
如果道路承包商问我们是否有 100 瓦的太阳能路灯，就很难确定他们需要多少流明的太阳能 LED 路灯。为了清楚地了解它们之间的关系，我们需要了解发光效率（每瓦流明）。
这一指标表示光源将能量（瓦特）转化为光（流明）的效率。
光效 (lm/W) = 流明 (lm)/ 瓦特 (W)
相同瓦数的不同灯具的光效
不同灯具的光效
基于 能源网 2013 年报告 在美国，已制定了 266 lm/W 的 LED 封装标准和超过 130 lm/W 的 PC-LED 标准，并成功预测到 2024 年 LED 的光效将超过 200 lm/W，这表明了未来 LED 照明的重要性和期望值。
截至 2024 年，LED 技术确实可以达到理论上的 230 lm/W（实际使用测试为 200 lm/W）。由于制造商之间的规格差异和市场供需问题，市场上仍有许多从 130 lm/W 到 190 lm/W 不等的 LED。因此，在选择灯具亮度时，必须注意流明。
白炽灯技术通常每瓦产生 12-18 流明，而卤素灯技术通常每瓦产生 10-20 流明。
因此，在功率相同的情况下，LED 灯泡的亮度大约是白炽灯泡的 10-14 倍，是卤素灯泡的 10 倍左右。在选择灯具时，可以大致参考这一指标。
流明至瓦特换算表（以发光效率为 130 lm/W 的 LED 灯为例）
| 流明 | 白炽灯瓦特数 | 卤素灯瓦特数 | LED 瓦特 |
| 100 | 7 | 6 | 0.77 |
| 375 | 25 | 20 | 2.9 |
| 450 | 30 | 25 | 3.5 |
| 800 | 60 | 45 | 6 |
| 1100 | 75 | 60 | 8.5 |
流明与瓦特之比（不同发光二极管的发光效率）
| 流明/瓦 | 光效（lm/W） | |||
| 流明 | 130 lm/W | 150 lm/W | 180 lm/W | 200 lm/W |
| 100 流明 | 0.8w | 0.7w | 0.6w | 0.5w |
| 500 流明 | 4w | 3w | 3w | 3w |
| 1000 流明 | 8w | 7w | 6w | 5w |
| 2000 流明 | 15w | 13w | 11w | 10w |
| 3000 流明 | 23w | 20w | 17w | 15w |
| 4000 流明 | 31w | 27w | 22w | 20w |
| 6000 流明 | 46w | 40w | 33w | 30w |
| 8000 流明 | 62w | 53w | 44w | 40w |
| 10000 流明 | 77w | 67w | 56w | 50w |
| 15000 流明 | 115w | 100w | 83w | 75w |
| 20000 流明 | 154w | 133w | 111w | 100w |
如何验证光效的可靠性
以制造商提供的光效测试报告为准。
如何知道我需要多少流明？
流明计算器
您可以使用流明计算器来确定，网址是 https://www.omnicalculator.com/everyday-life/lighting
需要多少流明才能 户外路灯?
路灯所需的流明数取决于多个因素，例如灯杆的高度、道路的宽度和可用的环境光照量。要确定适当的流明输出，需要考虑不同类型道路的建议照明水平。
一般来说，住宅街道每盏灯大约需要 5000 到 12000 流明，而主干道和高速公路可能需要更高的流明输出，通常需要 10000 到 15000 流明，以确保安全。
路灯参考标准 灯杆高度和流明
- 6 米高度：6000 流明
- 8 米高度：8000 流明
- 10 米高度：10000 流明
- 12 米高度：12000 流明
- 14 米高度：15000 流明
- 16 米高度：18000 流明
- 20 米高度：25000 流明
有关如何选择灯杆高度的指导，请参阅文章：如何计算太阳能路灯杆的高度和距离？
室内环境需要多少流明
- 工作区或车库：8,000 至 10,000 流明
- 厨房工作区7,000 至 8,000 流明
- 浴室：7,000 至 8,000 流明
- 家庭办公室：6,000 至 8,000 流明
- 餐厅3,000 至 4,000 流明
- 厨房3,000 至 4,000 流明
- 餐厅3,000 至 4,000 流明
- 起居室1,000 至 2,000 流明
- 卧室：1,000 至 2,000 流明
- 走廊：500 至 1,000 流明
这些都是适用于大多数空间的一般指导原则，但并不适用于所有情况。墙壁较暗、天花板特别高的房间可能需要更多流明才能达到理想效果。
最后，我们建议您阅读本文，了解太阳能路灯照明系统的光测量：https://luxmanlight.com/are-solar-street-lights-bright-enough/
参考资料来源
https://en.wikipedia.org/wiki/Lumen_(unit)
https://en.wikipedia.org/wiki/Watt
太阳能灯的寿命有多长？让太阳能灯寿命更长的 6 个小窍门
太阳能灯的使用寿命有多长？
根据 2024 主流模式，太阳能灯通常设定为从黄昏到黎明持续照明 12 消失。设计使用寿命为 8~10 年。作为专业 太阳能路灯制造商现在，我们使用磷酸铁锂电池和 LED 灯来生产太阳能灯，确保它们可以使用 10 年以上。质量较差的太阳能灯使用的电池寿命可能只有 3 至 5 年，导致照明时间短，而且需要定期更换电池，非常不环保。
Luxman 强烈建议使用高质量的太阳能路灯，并提供 5 年质保。即使是 Luxman 的太阳能路灯，也能在连续 7 个雨天中每天持续照明 12 小时。
如何延长太阳能灯的照明时间
保持太阳能电池板清洁
如果想充分利用太阳能电池板，就需要定期清洁，以确保阳光能顺利照射到电池板上，电池也能获得足够的电力。如果手动清洁显得过于麻烦，您可以选择或定制具有自动清洁功能的太阳能灯，确保太阳能电池板始终保持最佳性能。
安装在开放区域
确保将太阳能灯安装在阳光可以直接照射到的地方，以保证足够的照明时间。
科学设置照明模式
您可以使用 PIR 移动感应模式调节亮度，或根据不同时段设置照明亮度，从而节省更多电能，确保更长时间的照明。
使用 LED 灯
LED 灯的照明效果更高效，更节能。
适当的极端天气和气候保护功能
太阳能灯可以配备温度控制功能，以应对极冷和极热的天气。如果不具备这种功能，最好为潮湿地区和沿海地区购买具有防腐蚀功能的太阳能灯。Luxman 的太阳能灯都具有这些功能。如果您的太阳能灯不具备这些功能，请在冬季结冰天气时将其带入室内。
使用磷酸铁锂电池 (LiFePO₄)
磷酸铁锂电池可循环使用 3000 次，是最理想的太阳能电池。
最近的更新
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/
2024 年哪种电池最适合太阳能路灯
NICD NOT A PRIME CHOICE FOR SOLAR LIGHTS
NiCd (Nickel Cadmium) batteries are not one of the best solar battery choices on the market for use in solar energy lights. There’s a debate in the “battery community” about what’s called the “memory effect” with NiCd–these kinds of batteries are meant to be charged fully and depleted fully.
That isn’t what happens often with batteries meant for solar lights, where there’s a constant charge-discharge with the cycles of day and night. The memory effect alters the battery’s voltage levels to shrink over time, where the battery “forgets” the highs and lows it doesn’t often charge to. Typically, the best battery for solar lights (with a properly-sized system) will discharge about 15% every day.
Plus, cadmium is a highly toxic metal which defeats one of the purposes of solar lights–to reduce the environmental impact that the use of energy may have. Many NiCd batteries even have “POISON” stamped across the top. We know most project managers just prefer something that saves money over time, but why not go both routes of cost-effective and environmentally safe?
NIMH CLOSER, BUT STILL NO CIGAR
NiMH (Nickel Metal-Hydride) technology is a better choice over NiCd batteries when it comes to the environment, but there are still some pain points with this selection. There’s a lot of maintenance required with NiMH batteries because they need a full discharge from time to time–we’re sure someone doesn’t want to get the task of discharging every battery in a solar parking lot light configuration.
The best application for these batteries are for small electronics like flashlights and toys since they operate best with high energy consumption and demand instead of small, cyclical power drains or low-energy applications. Still not the best battery solution for solar street lights.
lead-acid battery
lead-acid battery plate composed of lead and lead oxide, electrolyte for sulfuric acid aqueous solution. Its main advantages are voltage stability and low price. The disadvantage is that the specific energy is low, resulting in a relatively large volume and short service life, about 300-500 deep cycles, requiring frequent routine maintenance. The battery is still widely used in the solar street lamp industry.
Colloidal battery（gel battery）
In fact, lead-acid battery is an upgrade of the maintenance free version, through the colloidal electrolyte instead of sulfuric acid electrolyte, in terms of safety, storage, discharge performance and service life than ordinary batteries have been improved, the price of some even higher than three lithium batteries. It can be used in the temperature range of -40℃ to -65℃, especially good performance at low temperature, suitable for the northern alpine region. Strong seismic performance, can be used safely in harsh environments. The service life is about twice as long as the ordinary lead-acid battery。
三元锂电池
higher than the energy, small size, fast charging, but the price is higher. The number of deep cycles is about 500-800 times, the life of the battery is about 1 times longer than that of the lead-acid battery, and the temperature range is -15℃ to 45℃. However, less stable, unqualified manufacturers of ternary lithium batteries may explode or catch fire when overcharged or too high temperature.
lithium iron phosphate battery(LifePO4 battery)
Hgher than the energy, small size, fast charging, long service life, good stability, the price is the highest. The number of deep cycle charging is about 1500-2000 times, long service life, generally up to 8-10 years, strong stability, wide temperature range, can be used in -40℃ to 70℃.
To sum up, solar street lights of course use lithium iron phosphate batteries best, although the price is higher. At present, the market solar street lamp using lithium iron phosphate battery price is very reasonable product, the life of this product can reach 10 years, the price is also very attractive.
Luxman’s 太阳能路灯 are all powered by lithium iron phosphate batteries.
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/
:+86(0)755-33020139
:+86(0)755-33009010
