Combien de LED un lampadaire solaire a-t-il besoin?
Combien de LED un lampadaire solaire a-t-il besoin?
Réponse courte: le nombre est le mauvais nombre à spécifier-les lumens totaux et les watts sont les bons. Le même appareil de 30 W peut transporter 24 émetteurs à haute efficacité ou 96 émetteurs bon marché et projeter la même lumière. la quantité de LED est un détail de mise en œuvre que les fabricants choisissent après la conception optique et thermique est fixée, ce qui en fait le paramètre le plus facile sur une fiche technique à gonfler.
Ce que le comte vous dit réellement
Une LED est un dispositif semi-conducteur qui convertit l'énergie électrique en lumière, avec une sortie directionnelle et une faible production de chaleur par émetteur. compter × lumens par émetteur à son courant d'entraînement. Rien dans cette formule ne rend un plus grand nombre meilleur. Un appareil à 96 émetteurs fonctionnant chaque émetteur à faible courant peut paraître impressionnant sur le papier tandis qu 'un appareil à 24 émetteurs avec de meilleurs émetteurs sort. Faites-le sur la route.
La citation que nous repoussons le plus souvent est un acheteur comparant deux appareils par nombre de LED. Cette comparaison ne mesure rien, sauf la façon dont chaque usine a construit son réseau.
La chaîne de spécifications qui décide réellement du compte
Dans notre nomenclature, le décompte tombe d'une chaîne qui commence à la route:
- Éclairement cible et uniformité sur la chaussée, à partir du calcul de l'éclairage.
- Lumens requis sur la cible , qui définit les lumens du luminaire après pertes optiques (objectif, couvercle, salissure).
- Sélection de l'émetteur -efficacité et binning au courant d'entraînement souhaité.
- Count , la dernière ligne, choisie pour atteindre la cible de flux dans le budget thermique.
Les étapes 1 et 2 sont de l'ingénierie; l'étape 4 est arithmétique. Un fournisseur qui mène avec le compte vend la dernière ligne de cette chaîne.
Quand le comte compte vraiment
Trois contraintes réelles lient les mains du designer:
- Densité thermique. Les émetteurs entassés sur une petite carte fonctionnent plus chauds à la jonction, et la température de jonction réduit à la fois la production et la durée de vie. La gestion de la dissipation de chaleur est la raison pour laquelle un bon appareil répand les émetteurs au lieu de les emballer.
- Faire fonctionner chaque émetteur en dessous de son courant nominal améliore l'efficacité et la durée de vie, mais exige plus d'émetteurs pour le même flux-plus de coûts, plus de joints de soudure, plus d'endroits pour échouer.
- Mathématiques de redondance. Avec de nombreux émetteurs, une diode morte est invisible. C'est le véritable argument pour des comptes plus élevés.Mais notez ce qu 'il papier sur: un pilote défaillant tue tous les 96 émetteurs à la fois, et le pilote est la partie qui échoue réellement.
Que demander au lieu de compter les LED
Quatre questions qui séparent un vrai design d'un tableau marketing:
- Quels sont les lumens délivrés à la température de fonctionnement -pas le chiffre de laboratoire de 25 ° C?
- Quel courant d'entraînement fonctionne chaque émetteur , et quelle est la durée de vie nominale à ce courant?
- Comment la chaleur est-elle déplacée de la carte vers le boîtier , et quelle est la température de jonction à la sortie nominale?
- Si un émetteur tombe en panne, à quoi ressemble la route et comment le conducteur est-il remplacé?
Un appareil qui répond à tous les quatre en un paragraphe chacun est conçu . Un appareil qui répond avec un grand nombre de LED ne l'est pas . Pour exécuter le calcul d'éclairage vous-même , utilisez notre outil de conception d'éclairage ; pour des appareils complets où le nombre , l'optique et la conception thermique sont déjà résolus , voir notre ligne lampadaires solaires tout-en - un .
La configuration que nous utilisons comme référence
Voici les spécifications communes pour les routes résidentielles , les parcs de stationnement et les petits espaces publics - la classe d'unité où la pression sur les prix est réelle et où la sur-spécification est l'erreur habituelle :
| item | Configuration de référence |
|---|---|
| panneau solaire | 40 W monocristallin |
| LED sortie | ≈ 4 000 lumens (≈ 40 W de puissance LED) |
| battery | 3.2 V 36 Ah LiFePO (phosphate de fer lithium) , ≈ 115 Wh |
| Température de couleur | 4000 K blanc neutre |
| contrôle | Quatre niveaux de luminosité , contrôleur de charge MPPT (Maximum Power Point Tracking) , capteur de mouvement PIR (infrarouge passif) |
Il est conçu pour fonctionner toutes les nuits de l'année sous un soleil moyen.Le capteur PIR augmente la sortie à 100% lorsque quelqu ' un passe et la laisse tomber lorsque la zone est vide , d'où provient la majeure partie de l'économie d'énergie nocturne .
Le budget énergétique , ligne par ligne
Entrée . Par une journée ensoleillée , le panneau fournit environ 40 W × 4,5 heures de pointe × 0,85 efficacité du système ≈ 153 Wh par jour . Ce 0,85 couvre les pertes de conversion , de câblage et de contrôleur ; c'est le nombre que nous utilisons pour la budgétisation , et une journée nuageuse peut le réduire de moitié .
Stockage . 3,2 V × 36 Ah = 115 Wh utilisables avant la coupure basse tension . Notez la marge : le revenu quotidien (153 Wh) dépasse le stockage (115 Wh) , ce qui est normal - le surplus porte le système pendant de courtes périodes de mauvais temps .
Dépenses . Les quatre niveaux de luminosité dessinent approximativement :
| Niveau Bright | Puissance Draw |
|---|---|
| 100% à | à 40 W |
| 70% à | à 28 W |
| 50% à | à 20 W |
| 30% à | à 12 W |
Exécutez l'arithmétique avant toute autre chose : à pleine luminosité , une batterie de 115 Wh est vide en 2,5 à 3 heures . Un cycle de travail toute la nuit est physiquement impossible à 100% sur ce matériel . Toute fiche technique qui promet le contraire est soit gradation sans vous dire ou citant une batterie beaucoup plus grande .
Le programme de gradation qui fait durer 113 Wh la nuit
Notre programme par défaut pour une nuit de 8 heures sur l'unité de référence :
- Heures 1 - 2 après le coucher du soleil : luminosité de 50% . pic d'activité piétonne juste après la tombée de la nuit . Deux heures à 20 W ≈ 40 Wh - assez de lumière pour être utile , assez modérée pour protéger le budget .
- Heures 3 - 6 : 30% . Trafic baisse ; la visibilité de fond est ce qui compte . Quatre heures à 12 W ≈ 48 Wh .
- Heures 7 - 8 : mode mouvement , 30% en veille avec 100% sur la gâchette . Si le mouvement est actif pendant environ une heure au total , l'étape coûte environ 25 Wh .
Total: environ 113 Wh contre une batterie de 115 Wh. Ces 2 Wh restants sont délibérés-le programme est réglé pour rester juste en dessous de la capacité afin qu 'une seule journée de faible ensoleillement ne produise pas une nuit sombre. D'après notre expérience, le programme importe plus que les émetteurs: deux unités avec des panneaux et des batteries identiques peuvent différer par des heures d'autonomie en fonction de la façon dont le contrôleur dépense de l'énergie.
Pourquoi ajouter des LED n'ajoute pas de lumière.
Si vous doublez le nombre d'émetteurs au même courant d'entraînement, vous obtenez les mêmes lumens de plus de pièces, plus de chaleur et un taux de défaillance plus élevé. Si vous doublez la puissance d'entraînement, vous obtenez plus de lumière et une batterie qui se vide avant minuit. Le nombre qui suit le coût et la performance ensemble est l'efficacité, lumens par watt: à 100 lm/W, 40 W achète 4 000 lumens; à 70 lm/W, la même lumière coûte 57 W et l'ensemble du budget ci-dessus s'effondre. Lorsque nous citons, nous spécifions par lumens et lm/W d'abord, puis dimensionnons la boucle d'énergie pour correspondre.
Ce que ce guide ne couvre pas
Cette page ne couvre pas la sélection de la lentille et de la distribution (voir notre Guide de distribution de la lentille et de la lumière), le dimensionnement du contrôleur de charge ou la sélection de la batterie
1ère