सौर स्ट्रीट लाइट्स के लिए एलईडी लेंस एवं प्रकाश वितरण
सौर स्ट्रीट लाइट्स के लिए एलईडी लेंस एवं प्रकाश वितरण
(“LED Lenses & Light Distribution for Solar Street Lights”)
संक्षिप्त उत्तर: पहले प्रकाश वितरण का प्रकार चुनें, फिर उस प्रकाश वितरण को प्राप्त करने वाला लेंस चुनें, एवं खरीदारी से पहले उस लेंस की गुणवत्ता की पुष्टि आईईएस (IES – International Electrotechnical Commission) दस्तावेज़ के माध्यम से करें।** कम शक्ति वाले सौर उपकरणों में ऑप्टिक्स (प्रकाश वितरण संबंधी तत्व) केवल डिज़ाइन का हिस्सा नहीं होते; प्रत्येक “ल्यूमेन” (lumen) वह प्रकाश है जिसके लिए बैटरी का उपयोग किया गया है, एवं यदि वह प्रकाश सड़क पर ही न खर्च हो, तो वह बेकार हो जाता है। ग्रिड-से जुड़े उपकरण (grid-connected devices) खराब प्रकाश वितरण की क्षतिपूर्ति अधिक शक्ति (वॉट्स) के द्वारा कर सकते हैं, लेकिन 30 वॉट शक्ति वाले सौर उपकरण ऐसा नहीं कर सकते।
लेंस के प्रकाश कोण (Lens Beam Angles): “टी-नंबर” (T-numbers) का अर्थ
प्रत्येक एलईडी चिप की शक्ति 1–3 वॉट होती है, एवं कुल एलईडी चिपों की संख्या 100 से कम होती है। लेंस, प्रकाश के कोण को निर्धारित करता है, एवं यही प्रकाश का वितरण निर्धारित करता है:
| लेंस (Lens) | प्रकाश कोण (Beam Angle) | उपयोग का क्षेत्र (Application Area) |
|---|---|---|
| T2 | 30°–40°, संकीर्ण (Narrow) | स्थानीय सड़कों पर प्रकाश व्यवस्था (Localized road lighting) |
| T3 | ~60°, मध्यम-संकीर्ण (Medium-narrow) | छोटी सड़कें, फुटपाथ (Small streets, sidewalks) |
| T4 | ~90°, मध्यम-चौड़ा (Medium-wide) | सामुदायिक सड़कें, पार्किंग लेन (Community roads, parking lanes) |
| T5 | ≥120°, चौड़ा (Wide) – यहाँ तक कि 360° क्षैतिज (Up to 360° horizontal) | आंगन, खुले स्थान (Courtyards, open areas); सड़कों पर नहीं (Not for roads) |
हमारी उत्पादन टीम से एक सलाह: केवल किरण का कोण ही सड़कों पर प्रकाश के प्रभाव का निर्धारण नहीं करता। 60° कोण वाले लेंस, आसपास के परावर्तकों के आधार पर, या तो मंद प्रकाश या तेज प्रकाश पैदा कर सकते हैं।
“बैटविंग” (Batwing) एवं “असममित” (Asymmetric) लेंस: ये क्या सुधारते हैं?
सड़कों पर प्रकाश व्यवस्था में दो प्रकार के लेंस अक्सर उपयोग में आते हैं:
- “बैटविंग” लेंस : ये केंद्र में कम एवं किनारों पर अधिक प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जिससे चमक कम हो जाती है एवं उपयोगी प्रकाश बाहर की ओर फैलता है; इसी कारण शहरी सड़कों पर इनका उपयोग आम है।
- असममित (अंडाकार) लेंस : ये किरणों को सड़क के अनुदिश में फैलाते हैं; संकीर्ण सड़कों पर यह बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि ऐसे लेंस 12 मीटर लंबे क्षेत्र को ही प्रकाशित करते हैं, जबकि अन्य प्रकार के लेंस अपना अधिकांश प्रकाश किनारों पर बर्बाद कर देते हैं।
यदि किसी परियोजना में चमक या प्रकाश-समानता संबंधी शिकायतें होती हैं, तो इनमें से किसी एक लेंस का उपयोग करके समस्या का समाधान किया जाता है।
IES वितरण प्रकार (IES Distribution Types): II, III, एवं V
IES (Illuminating Engineering Society) द्वारा निर्धारित वितरण प्रकार, प्रकाश-उपकरणों द्वारा उत्सर्जित प्रकाश-पैटर्न का वर्णन करते हैं; सड़क-प्रकाश व्यवस्था संबंधी गणनाएँ इन्हीं प्रकारों के आधार पर की जाती हैं।
| प्रकार | पैटर्न | सामान्य उपयोग |
|---|---|---|
| प्रकार II | संकीर्ण अंडाकार (Narrow elliptical) | छोटी सड़कें, फुटपाथ |
| प्रकार III | मध्यम-चौड़ा अंडाकार (Medium-wide elliptical) | मध्यम सड़कें, सामुदायिक रास्ते – सबसे अधिक उपयोग में |
| प्रकार V | वृत्ताकार (Circular) | चौक, पार्किंग स्थल, आंगन |
प्रकार I, प्रकार IV एवं कस्टम असममित वितरण (Custom asymmetric distributions) का सड़क प्रकाशित करने में उपयोग सीमित है। प्रकार II, III एवं V अधिकांश परियोजनाओं की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं; इसलिए हम इन्हीं प्रकारों संबंधी IES (Indian Engineering Standards) फाइलें तैयार करते हैं, एवं ग्राहकों से भी इन्हीं प्रकारों की मांग करते हैं।
लेंस का कोण (Lens angle): लेंस का कोण ही वितरण पैटर्न को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, एक T3 लेंस का उपयोग करने पर प्रकार III का वितरण प्राप्त होता है; जबकि “बैटविंग” (Batwing) व्यवस्था (जिसमें लेंस की पंखें विशेष तरीके से व्यवस्थित होती हैं) का उपयोग करने से प्रकाश का केंद्रीय भाग अत्यधिक चमकदार नहीं होता।
IES फाइल में क्या होता है – एवं आपको आपूर्तिकर्ता से क्या मांगना चाहिए?
IES फाइल, किसी प्रकाश उपकरण (ल्यूमिनेयर) का मानक प्रकाश-मापन (photometric data) होती है। इसमें प्रकाश की तीव्रता का वितरण (luminous intensity distribution), C0–C180 एवं C90–C270 तलों पर मापे गए मान, चरम प्रकाश-तीव्रता (peak candela values) एवं प्रकाश-समानता (uniformity data) दर्ज होते हैं। डिज़ाइनर इस फाइल का उपयोग DIALux या AGi32 जैसे सॉफ्टवेयरों में करके सड़कों पर पड़ने वाले प्रकाश की मात्रा की गणना करते हैं।
हम खरीद टीमों (Procurement teams) से क्या कहते हैं? हम खरीद टीमों से ऐसी ही IES फाइलों की मांग करते हैं, ताकि सड़कों पर पर्याप्त एवं समान प्रकाश प्राप्त हो सके।
- जिस उपकरण (फिक्स्चर) को खरीदा जा रहा है, उसका IES फाइल ही आवश्यक है – किसी समान मॉडल का नहीं। लेंस एवं एलईडी (LED) की संख्या में अंतर होने से उपकरण का प्रदर्शन (कर्व) प्रभावित हो जाता है।
- प्रत्येक वितरण प्रकार (कम से कम II, III, V) के लिए आवश्यक फाइलें उपलब्ध हैं, ताकि आंतरिक रूप से तुलना की जा सके।
- हमें उपकरण के प्रदर्शन संबंधी आँकड़े (इंटेंसिटी कर्व डेटा) ही आवश्यक हैं, न कि केवल पोलर प्लॉट (polar plot); सिमुलेशन (simulation) में तो यही आँकड़े उपयोग में आते हैं।
यदि कोई आपूर्तिकर्ता ऐसी आवश्यक फाइलें उपलब्ध नहीं करा पाता, तो वह आपकी जरूरतों के बारे में अनुमान लगा रहा है; इसका पता तो उपकरण के स्थापना (कमिशनिंग) के दौरान ही चल जाएगा।
जब सिमुलेशन के परिणाम वास्तविक स्थिति से मेल नहीं खाते: चार संशोधन (Adjustments)
यदि उपकरण की स्थापना के बाद परिणाम अपेक्षाकृत खराब हों, तो उपकरण बदलने से पहले हमारे दिए गए निर्देशों का पालन करें।
- लैंप हेड का कोण समायोजित करें। कुछ डिग्री का झुकाव लैंप की रोशनी के पहुँचने वाले क्षेत्र में सुधार कर देता है – यह सबसे सस्ता समाधान है।
- लेंस का प्रकार बदलें या एलईडी (LED) जोड़ें। इससे रोशनी का वितरण एवं तीव्रता परिवर्तित हो जाती है। हालाँकि, सौर लैंपों में एलईडी जोड़ने से बैटरी पर अतिरिक्त खर्च पड़ता है; इसलिए पहले लेंस बदलने की कोशिश करें।
- पोल की ऊँचाई या दूरी समायोजित करें। पोल को ऊपर उठाने से रोशनी अधिक क्षेत्रों तक पहुँचती है, जबकि पोलों की दूरी को कम करने से रोशनी की समानता बेहतर हो जाती है। दोनों ही कार्य पोल पर पड़ने वाले हवा के दबाव (विंड लोड) को प्रभावित करते हैं – पहले हमारे विंड लोड कैलकुलेटर का उपयोग करें।
- अपडेटेड IES फाइलों के साथ पुनः सिमुलेशन करें। ऑर्डर देने से पहले सभी आँकड़ों की जाँच कर लें।
यदि ये समायोजन सही तरीके से किए जाएँ, तो अधिकांश समस्याएँ बिना लैंप को बदले ही दूर हो जाती हैं, चाहे वह सौर परियोजना हो या सामान्य बिजली परियोजना।
हम सौर स्ट्रीट लाइट परियोजनाओं के लिए ऑप्टिकल उपकरणों का चयन कैसे करते हैं?
(How we select optical equipment for solar street light projects.)
पहले क्षेत्र का वर्गीकरण करें : सड़क की चौड़ाई, लेनों की संख्या, उपलब्ध खंभों के बीच की दूरी, एवं यह भी तय करें कि प्राथमिकता “लंबी सड़क” (जहाँ प्रकाश दूर तक पहुँचना आवश्यक है) है या “खुला क्षेत्र” (जहाँ प्रकाश का वितरण समान होना आवश्यक है)। उस आधार पर वितरण प्रकार चुनें : संकीर्ण सड़कों एवं फुटपाथों के लिए “टाइप II”, सामुदायिक सड़कों के लिए “टाइप III”, एवं चौकों एवं पार्किंग क्षेत्रों के लिए “टाइप V”。 सड़क पर “वाइड-बीम T5 हार्डवेयर” (wide-beam T5 hardware) का उपयोग करना गलत है, क्योंकि यह सड़क के पार की खिड़कियों तक भी प्रकाश पहुँचा देता है। लेंस को उचित प्रकार के हार्डवेयर के अनुसार चुनें , फिर “IES फाइल” (IES file) को प्रकाश निकालने की गणना में उपयोग में लाएँ। ऊर्जा बजट की जाँच करें : यदि लेआउट केवल 60 वॉट (W) पर ही कार्य करता है, तो बैटरी एवं सौर पैनलों की आवश्यकता बढ़ जाएगी; यदि अधिकतम उपयोग 30 वॉट है, तो खंभों के बीच की दूरी को कम करें या रात 12 बजने के बाद प्रकाश की तीव्रता को कम कर दें। हमारे प्रकाश डिज़ाइन टूल का उपयोग करके खुद ही गणनाएँ करें, या हमें सड़क के आयाम भेजें। उन फिक्स्चरों के लिए जिनकी ऑप्टिक्स (optics) पहले से ही एलईडी (LED) लाइटों के अनुरूप है, हमारी ऑल-इन-वन सौर स्ट्रीट लाइट्स श्रृंखला देखें।
यह गाइड क्या नहीं कवर करती है…
(“What this guide does not cover…”):
- विभिन्न प्रकार के प्रकाश स्रोतों एवं उनके उपयोग के तरीकों का विस्तृत वर्णन।
- प्रकाश वितरण संबंधी वैज्ञानिक सिद्धांतों का विवरण।
- विभिन्न परिस्थितियों में प्रकाश व्यवस्था को समायोजित करने के तरीके।
- बैटरियों एवं सौर पैनलों के आवश्यक आकार/क्षमताओं का विवरण।
- प्रकाश उपकरणों के निर्माण/उपयोग से संबंधित अन्य तकनीकी विवरण।
यह पृष्ठ कम-शक्ति वाले, डीसी-जोड़े गए (DC-coupled) सौर स्ट्रीट लाइट्स (solar street lights) के लिए लेंस (lens) एवं वितरण प्रणालियों (distribution systems) के चयन से संबंधित जानकारी प्रदान करता है। इसमें उच्च-मास्ट (high-mast) वाले प्रकाश स्रोतों, फ्लड लाइटिंग (flood lighting), आंतरिक प्रकाश व्यवस्थाओं (interior lighting), एसी-जोड़े गए हाइब्रिड प्रकाश स्रोतों (AC-coupled hybrid lighting fixtures), या पोलों के संरचनात्मक डिज़ाइन (pole structural design) का वर्णन नहीं किया गया है। प्रदर्शन संबंधी मानदंड (performance standards) IES एवं EN 13201 मानकों के अनुसार निर्धारित किए गए हैं।
适用范围 ：以上讲解低压/低功率太阳能灯的配光选择（配光型与光束角的取舍）。本文不提供具体灯具的配光曲线，需向厂商索取IES 文件。