Verlichtingssimulatie voor zonnepanelen op straatlantaarnen
-- wat deze bepaalt
Verlichtingssimulatie voor zonnepanelen op straatlantaarnen: wat deze bepaalt
De verlichtingssimulatie is zeer nuttig, omdat deze twee kostbare fouten kan voorkomen voordat de lantaarnen worden geplaatst: onvoldoende verlichting (wat de inspectie niet zal doorstaan) en te veel verlichting (wat de kosten voor panelen en batterijen drastisch kan verhogen). In onze fabriek begint elke offerte met de fotometrische gegevens van de lantaarn, en niet met de prijslijst. Het simulatieprogramma bepaalt het aantal lantaarnpalen, de wattage van de lichtarmaturen, de richting van de lichtstralen en – op basis van de energiebalans – de grootte van het zonnepanelenarrangement en de batterijen. Hier zijn de belangrijkste uitkomsten van de simulatie, aangegeven in cijfers.
Wat het simulatieprogramma daadwerkelijk doet
Het simulatieprogramma gebruikt de fotometrische gegevens van de lichtarmatuur (de IES-file die elke serieuze fabrikant beschikbaar stelt), plaatst deze gegevens op de werkelijke montagehoogte en -afstand en berekent vervolgens de verlichtingsniveaus op het grondoppervlak. De uitkomsten zijn onder andere het gemiddelde lichtniveau in lux, het verhouding tussen het gemiddelde en het minimale lichtniveau, en de plekken waar de verlichting te sterk of te zwak is. Het programma bepaalt niets op eigen kracht; alle beslissingen worden gemaakt met behulp van wiskundige berekeningen.
Verlichtingsdoelstellingen per gebiedstyp
Elke type van gebied heeft zijn eigen vereisten; de simulatie controleert of het ontwerp voldoet aan deze vereisten:
| Gebiedstyp | Typisch ontwerpdoel (gemiddelde horizontale lichtsterkte) | Eenhoudelijkheid (gemiddelde waarde/minimaal) | Standaardkleurtemperatuur |
|---|---|---|---|
| Parkeerterreinen | 5–10 lux | 4:1 of beter | 4000 K |
| Woonwegen | 5–15 lux | 4:1 of beter | 4000 K |
| Grotere wegen | 15–30 lux | 4:1 of beter | 4000 K |
| Parken en wandelpaden | 2–5 lux | Niet cruciaal | 3000 K |
Deze waarden reflecteren de algemene praktijk in de branche. De regelgeving voor uw project – EN 13201, de IES RP-8 en RP-20-standaarden, of lokale regels – is beslissend. We controleren het ontwerp tegen deze regels voordat het wordt geleverd. Voor parkeerterreinen controleren we ook de verticale lichtsterkte op ooghoogte: ongeveer 2–4 lux op een afstand van 1,5 meter is de gebruikelijke norm voor beveiligingscamera’s; deze waarde is belangrijk wanneer iemand de beelden om 2 uur ’s nachts bekeurt.
Een voorbeeld uit onze afdeling offertes: een perceel van 1.800 m² met een vereiste lichtsterkte van 5 lux vereist een totale lichtintensiteit van ongeveer 9.000 lumen. Met een gebruiksfactor van ca. 0,6 betekent dit dat er in feite een lichtopbrengst van circa 15.000 lumen nodig is, wat comfortabel kan worden bereikt met twee lichtmasten van 8 meter lang, voorzien van 100-watt-lampen. De koper had op basis van een schatting vanuit het oog een budget van zes lichtmasten; het bedrijf besloot er vier te gebruiken, waardoor de energiekosten lager uitvallen.
Kleurtemperatuur: wat verandert er naast de sfeer?
De standaardindeling van kleurtemperaturen (4000–5000 K voor drukke straten en 2700–3500 K voor parken en recreatiegebieden) is verstandig en wordt ook door ons gehandhaafd. Er zijn twee technische redenen voor deze indeling:
- Warm licht vereist meer energie. De lichtopbrengst van LED-lampen daalt als de kleurtemperatuur daalt; dit kan tot 10–20% zijn als de kleurtemperatuur van 5000 K naar 3000 K wordt verlaagd. Dit heeft directe gevolgen voor de grootte van de zonnepanelen en batterijen die nodig zijn om voldoende licht te genereren.
- Cameras hebben behoef aan een specifieke kleurtemperatuur. Bij een kleurtemperatuur onder 3000 K wordt de kleurweergave zo slecht dat dit de identificatie van personen op beveiligingsbeelden belemmerd. Voor beveiligingsdoeleinden worden dus geen lampen met een te hoge kleurtemperatuur gebruikt.
Onze standaardwaarden: 4000 K voor wegen en parkeerterreinen, 3000 K voor parken waar het behouden van een donkere lucht belangrijk is. Kies de kleurtemperatuur van de lichtbronnen al voor de simulatie – deze bepaalt namelijk het energieverbruik.
Richting, kanteling en afstand tussen lichtmasten
De montagehoogte bepaalt de maximale afstand tussen de lichtmasten. Op wegen geldt als richtlijn een afstand van drie tot vier keer de montagehoogte; de simulatie bevestigt of corrigeert deze regel voordat de lichtmasten worden besteld. De kanteling van de lichtmasten is minder belangrijk dan men vaak denkt: de standaardkanteling is 15°. Het model toont waar de lichtstralen door de kanteling op ramen of de rijbaan van de bestuurders vallen. Op parkeerterreinen worden de lichtmasten zo geplaatst dat het licht tussen de geparkeerde auto’s terechtkomt, in plaats op hun daken.
Van lux naar watt: de energieaspect
Het energieverbruik wordt bepaald door de hoeveelheid licht (in lux) en de efficiëntie van de lichtbronnen (in watt).
Elk luxdoelstelling op deze pagina wordt omgezet in een energiebeoordeling. Een lichtarmatuur met een vermogen van 100 W, dat 10 uur per nacht wordt gebruikt, verbruikt ongeveer 1 kWh energie per armatuur per nacht. Vermenigvuldig dit met het aantal armaturen, de diepte van de batterijontlading en het aantal dagen dat de installatie onafhankelijk van elektriciteit moet kunnen werken, en je hebt een schatting van de benodigde batterijcapaciteit. De zonnepotentieel van de plek in het slechtste maand bepaalt vervolgens de benodigde hoeveelheid zonnepanelen. We voegen het lichtontwerp toe aan deze energiebalans voordat we een offerte uitstellen, omdat deze twee aspecten niet apart kunnen worden bepaald. Ons lichtontwerpstool en IES-simulatietool gebruiken dezelfde berekeningsmethoden, en de rekenaar voor de keuze van de juiste controller verzorgt de elektrische aspecten van het project.
Weer, vuil en de verminderde prestaties van apparaten: aspecten die niemand in rekening brengt
Behoort het weer tot de overwegingen bij het ontwerp? Regen is nauwelijks van belang op straatniveau; de invloed van regen op de lichtsterkte op de grond is minimaal. Vuil daarentegen is een groot probleem. We berekenen een lichtverliesfactor van ongeveer 0,7–0,8 in alle ontwerpen, rekening houdend met het verontreinigen van de lenzen en de afname van de lichtsterkte gedurende de gebruiksduur. Een ontwerp dat alleen op een schoon lichtarmatuur werkt, is immers geen bruikbaar ontwerp. Dezelfde principes gelden ook op het energiegebied: de prestaties van de zonnepanelen worden bepaald door de hoeveelheid vuil en de winterse straling, nog voordat de grootte van de accu wordt vastgesteld – dit probleem komt pas later (na een paar jaar) naar voren.
Wat deze pagina niet behandelt:
Sportverlichting, interieurverlichting en verlichtingssystemen die zijn verbonden aan het elektriciteitsnetwerk voldoen aan andere standaarden en worden ontworpen met andere methoden. Op deze pagina wordt alleen gesproken over DC-zonnepanelen voor straat- en parkeerverlichting, waar we dagelijks aan werken. Voor een specifiek project: stuur ons de plattegrond en de verlichtingsvereisten; of kies de all-in-one-zonnepanelenlantaarn: hier zijn lichtarmatuur, zonnepanelen en accu al op elkaar afgestemd, waardoor ongelijkheden niet meer kunnen optreden.