Wie viele LEDs braucht eine Solar Street Light?

Was der Graf wirklich sagt

Eine LED ist ein Halbleiterbauelement, das elektrische Energie in Licht umwandelt, mit gerichteter Ausgabe und geringer Wärmeerzeugung pro Emitter. Fixture-Ausgang ist das Produkt: zählen × Lumen pro Emitter bei seinem Antriebsstrom. Nichts in dieser Formel macht eine größere Zählung besser. Ein 96-Emitter-Gerät, das jeden Emitter bei niedrigem Strom betreibt, kann auf dem Papier beeindruckend aussehen, während ein 24-Emitter-Gerät mit besseren Emittern aus-Führen Sie es auf der Straße aus.

Das Zitat, das wir am häufigsten zurückschieben, ist ein Käufer, der zwei Leuchten nach LED-Anzahl vergleicht. Dieser Vergleich misst nichts, außer wie jede Fabrik ihr Array gebaut hat.

Die Spec Chain, die den Count tatsächlich entscheidet

In unserer Stückliste fällt die Zählung aus einer Kette, die an der Straße beginnt:

1. Zielbeleuchtungsstärke und Gleichmäßigkeit auf der Fahrbahn, aus der Beleuchtungsberechnung.
2. Erforderliche Lumen auf Target , die Fixture-Lumen nach optischen Verlusten (Linse, Abdeckung, Verschmutzung) einstellen.
3. Emitterauswahl -Wirksamkeit und Binning bei dem beabsichtigten Antriebsstrom.
4. Count , die letzte Zeile, die ausgewählt wurde, um das Flussziel innerhalb des thermischen Budgets zu erreichen.

Die Schritte 1 und 2 sind Engineering; Schritt 4 ist arithmetisch. Ein Lieferant, der mit der Zählung führt, verkauft die letzte Zeile dieser Kette.

Wo der Graf wirklich zählt.

Drei reale Einschränkungen binden die Hände des Designers:

• Thermische Dichte. Emitter, die auf einer kleinen Platine zusammengedrängt sind, laufen an der Kreuzung heißer, und die Junction-Temperatur reduziert sowohl die Leistung als auch die Lebensdauer. Wärmeableitungsmanagement ist der Grund, warum eine gute Vorrichtung Emitter verteilt, anstatt sie zu verpacken.
• Laufstromausgleich. Wenn jeder Emitter unter seinem Nennstrom läuft, verbessert sich die Effizienz und Lebensdauer, erfordert jedoch mehr Emitter für den gleichen Fluss-mehr Kosten, mehr Lötstellen, mehr Fehlerstellen.
• Redundanzmathematik. Bei vielen Emittern ist eine tote Diode unsichtbar. Das ist das eigentliche Argument für höhere Zählungen. Aber beachten Sie, was es überschreibt: Ein fehlgeschlagener Treiber tötet alle 96 Emitter auf einmal, und der Treiber ist der Teil, der tatsächlich versagt.

Was zu fragen, anstatt LEDs zu zählen

Vier Fragen, die ein echtes Design von einem Marketing-Array unterscheiden:

1. Wie hoch sind die gelieferten Lumen bei Betriebstemperatur -nicht die 25 ° C-Laborwerte?
2. Welcher Antriebsstrom führt jeden Emitter , und wie ist die Nennlebensdauer bei diesem Strom?
3. Wie wird die Wärme von der Platine zum Gehäuse transportiert und wie hoch ist die Sperrschichttemperatur bei Nennleistung?
4. Wenn ein Emitter ausfällt, wie sieht die Straße aus -und wie wird der Fahrer ausgetauscht?

Eine Leuchte , die alle vier in einem Absatz beantwortet , wird entwickelt . Eine Leuchte , die mit einer großen Anzahl von LEDs antwortet , ist nicht . Um die Beleuchtungsberechnung selbst auszuführen , verwenden Sie unser Lichtdesign-Tool ; Für komplette Leuchten , bei denen Anzahl , Optik und thermisches Design bereits aufgelöst sind , siehe unsere All-in - One-Solar - Straßenlaternen Linie .

Die Konfiguration , die wir als Referenz verwenden .

Hier ist die gemeinsame Spezifikation für Wohnstraßen , Parkplätze und kleine öffentliche Bereiche - die Klasse der Einheit , wo der Preisdruck real ist und Überspezifizierung ist der übliche Fehler :

Dieses Gerät ist nicht das hellste auf dem Markt , und es ist nicht dazu gedacht . Es ist so gebaut , dass es jede Nacht des Jahres bei durchschnittlicher Sonne läuft . Der PIR-Sensor hebt die Ausgabe auf 100% an , wenn jemand vorbeigeht , und lässt sie wieder fallen , wenn der Bereich leer ist , woher der größte Teil der nächtlichen Energieeinsparung kommt .

Das Energiebudget , Zeile für Zeile

Input . An einem sonnigen Tag liefert das Panel etwa 40 W × 4,5 Peak-Sun - Stunden × 0,85 Systemeffizienz ≈ 153 Wh pro day . That 0,85 deckt Umwandlung , Verdrahtung und Controller Verluste ; es ist die Zahl , die wir für die Budgetierung verwenden , und ein bewölkter Tag kann es halbieren .

Speicher . 3,2 V × 36 Ah = 115 Wh nutzbar vor dem Niederspannungs-Cutoff . Beachten Sie die Marge : Das tägliche Einkommen (153 Wh) übersteigt den Speicher (115 Wh) , was normal ist - der Überschuss trägt das System durch kurze Schlechtwetterperioden .

Ausgaben . Die vier Helligkeitsstufen ziehen ungefähr :

Führen Sie die Arithmetik vor allem anderen aus : Bei voller Helligkeit ist ein 115 - Wh-Akku in 2,5 bis 3 Stunden leer . Ein ganztägiger Arbeitszyklus ist bei 100% auf dieser Hardware physikalisch unmöglich . Jedes Datenblatt , das etwas anderes verspricht , wird entweder gedimmt , ohne es Ihnen zu sagen oder einen viel größeren Akku zu zitieren .

Der Dimmplan , der 113 Wh in der Nacht macht

Unser Standardprogramm für eine 8 - stündige Nacht auf dem Referenzgerät :

• Stunden 1 - 2 nach Sonnenuntergang : 50% Helligkeit . Die Fußgängeraktivität erreicht ihren Höhepunkt direkt nach Einbruch der Dunkelheit . Zwei Stunden bei 20 W ≈ 40 Wh - genug Licht , um nützlich zu sein , mäßig genug , um das Budget zu schützen .
• Stunden 3 - 6 : 30% . Der Verkehr sinkt ; die Hintergrundsichtbarkeit ist das , was zählt . Vier Stunden bei 12 W ≈ 48 Wh
• Stunden 7 - 8 : Bewegungsmodus , 30% Standby mit 100% Auslösung . Wenn die Bewegung insgesamt etwa eine Stunde aktiv ist , kostet die Bühne ungefähr 25 Wh .

Gesamt: ca. 113 Wh gegen eine 115 Wh Batterie. Die verbleibenden 2 Wh sind absichtlich-der Zeitplan ist so eingestellt, dass er knapp unter der Kapazität liegt, so dass ein einziger Tag mit schlechter Sonne keine dunkle Nacht erzeugt. Nach unserer Erfahrung ist der Zeitplan wichtiger als die Emitter: Zwei Einheiten mit identischen Panels und Batterien können sich je nach Energieverbrauch des Controllers um Stunden unterscheiden.

Warum das Hinzufügen von LEDs kein Licht hinzufügt.

Wenn Sie die Emitterzahl bei gleichem Laufwerksstrom verdoppeln, erhalten Sie die gleichen Lumen von mehr Teilen, mehr Wärme und einer höheren Ausfallrate. Wenn Sie die Antriebsleistung verdoppeln, erhalten Sie mehr Licht und eine Batterie, die vor Mitternacht leer wird. Die Zahl, die Kosten und Leistung zusammen verfolgt, ist die Effizienz, Lumen pro Watt: Bei 100 lm/W kaufen 40 W 4.000 Lumen; bei 70 lm/W das gleiche Licht kostet 57 W und das gesamte Budget oben kollabiert. Wenn wir zitieren, spec wir von Lumen und lm/W zuerst, dann Größe der Energieschleife zu entsprechen. LED-Zählung ist ein Montagedetail.

Was dieser Leitfaden nicht abdeckt

Diese Seite behandelt die LED-Menge als Auswahlparameter. Sie behandelt nicht die Auswahl der Linse und der Verteilung (siehe unsere Leitfaden für die Linsen-und Lichtverteilung), die Dimensionierung des Ladecontrollers oder die Auswahl der Batterie.

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