Oświetlenie dróg na bazie energii słonecznej: Specyfikacje projektowe i zasady obliczania obciążenia wiatrem

W jakich przypadkach sprawdza się oświetlenie dróg na bazie energii słonecznej, a w których nie?

Najpierw należy dokonać szczerzego ocenienia potrzeb, ponieważ kategoria oświetlenia solarnego jest najczęściej nadmiernie promowana na rynku. Oświetlenie solarnego nadaje się do zastosowania w obszarach zastępujących tradycyjne źródła energii (np. generatory na diesel), na przystanach, przy wejściach do mostów oraz w obszarach wiejskich. Nie nadaje się jednak do koridorów z intensywnym ruchem, gdzie koszty instalacji i utrzymania przewyższają koszty związane z korzystaniem z sieci elektrycznej. W takich przypadkach konieczne jest stosowanie dużych paneli słonecznych i akumulatorów, aby oświetlenie funkcjonowało całą noc – co znacznie zwiększa koszty. Jeśli twój projekt należy do drugiej kategorii, poinformujemy cię o tym przed dokonaniem zakupu.

Parametry optyczne i kolorowe

W specyfikacji źródła światła wymagane są następujące parametry: temperatura koloru światła od 5000 do 5700 K, wskażnik jasności koloru (CRI) powyżej 70, typ światła typu II lub III, oraz niski poziom odblasku. Te wymogi są spełniane, ale z jedną uwagą: temperatura koloru 5000 K jest najczęściej wybierana dla większości autostrad, ponieważ w takich warunkach ważniejsza jest ostrość widzenia i rozpoznawanie obiektów niż kolor światła. Rzadko wybieramy temperaturę 5700 K – dodatkowy wzrost widzialności jest niewielki, a negatywny wpływ jasności nieba na widzenie kierowców jest istotny. Wartość CRI powyżej 70 jest wystarczająca; problemem może być kontrast pomiędzy kierowcą a pieszą w ciemnym ubraniu, a nie sama jakość renderowania kolorów. Typ światła typu II pasuje do standardowych szerokości dróg, natomiast typ III zapewnia lepszą rozszerzalność światła na większych przekrojach drogowych i w obszarach skrzyżowań. Ustawione kąty ograniczają wpływ światła na oczy kierowców, co na autostradzie o dużych prędkościach ma znaczenie dla bezpieczeństwa, a nie wygody. Spójna kolorystyka oświetlenia na całym obszarze jest ważniejsza, niż może się wydawać – światła o różnych temperaturach koloru mogą być interpretowane przez kierowców jako defekty w konfiguracji oświetlenia.

Średnica standardowej taśmy montażowej używanej przy pracach na drogach to 12–15 metrów; odstęp pomiędzy elementami taśmy jest ustalany na podstawie fotometrycznych obliczeń, a nie na podstawie stałych wymiarów. W projektach szablonów są pomijane dwa istotne ograniczenia: konstrukcje znajdujące się w powietrzu oraz mosty mogą wpływać na efektywną odległość rozstawienia elementów montażowych, a wymagania dotyczące przestrzeni dostępu dla pojazdów ratowniczych decydują o miejscu umieszczenia słupów i elementów mocujących. Obie te kwestie stanowią elementy projektu, które nie stanowią problemu dla instalatora podczas samej realizacji prac.

Obciążenie wiatrem: sprawdź, nie przyjmuj informacji bez sprawdzenia.

W specyfikacji podanej jako „przewidziane tempo wiatru wynoszące 180 km/h” jest to wyłącznie początkowy parametr, nie wynik badań dokonanych na konkretnym miejscu. Wartości te wynikają z lokalnych norm (ASCE 7 w Stanach Zjednoczonych, ISO 4354 i EN 1991 w innych krajach) i są uwzględniane w zależności od kategorii ekspozycji obszaru, a także od całego układu lampy (stojak, elementy montażowe, panel świetlny, elementy podtrzymujące). Używanie tej wartości bez uwzględnienia specyfiki lokalnego terenu może prowadzić do nieadekwatnego oszacowania obciążeń: w przypadku obszarów nadmorskich lub na szczycach wzgórz może to przyczynić się do zaniedbania bezpieczeństwa, a w środowisku lądowym może doprowadzić do nadmiernego zużywania surowców (zwłaszcza stali). Elementy stojaka zaprojektowane z uwzględnieniem aerodynamiki zmniejszają powierzchnię, na którą oddziałuje wiatr; wzmocnione elementy podtrzymujące przenoszą siły wywierane przez wiatr, a systemy amortyzacji drgań chronią lampy przed uszkodzeniami. Nasz kalkulator odporności na wiatr umożliwia sprawdzenie, czy układ lampy jest dostosowany do lokalnych warunków, a przewodnik dotyczący obciążeń wiatrowych dla lamp ulicznych na energię słoneczną opisuje możliwe problemy wynikające z pominięcia tego kroku w procesie projektowania.

Podstawy lamp i bezpieczeństwo na drogach

Dodatkowym aspektem istotnym jest bezpieczeństwo użytkowników i lamp na drogach. Podstawy lamp muszą być solidnie zbudowane, aby zapewnić ich stabilność pod wpływem silnego wiatru. Ponadto konieczne są odpowiednie rozwiązania, aby lampy nie mogły zostać wywiercone z ich miejsca podczas silnych podmuchów wiatru.

Polacy, którzy pracują przy budowie dróg, korzystają z specjalnych elementów wyposażenia znajdujących się wzdłuż drogi. Konstrukcje tych elementów zapewniają, że w przypadku uderzenia elementu w drogę on będzie się rozpadać w miejscu przyłączenia, a nie w środowisku pasażerów. Ponadto istnieją mechanizmy umożliwiające szybkie odłączenie tych elementów przed nadejściem burzy. Jakie z tych wymagań są obowiązujące, określa polityka bezpieczeństwa drogowego ustalona przez władze drogowe – należy to sprawdzić przed zamówieniem elementów wyposażenia, a nie później.

Ochrona środowiska i korozja

Elementy wyposażenia stosowane przy budowie dróg są zaprojektowane tak, aby zmniejszyć negatywny wpływ na środowisko oraz zapobiec ich korozji.

Obudowy typu IP67/IP68, dwuwarstwowe uszczelnienia, korpusy z aluminiumu przeznaczone do stosowania na morzu, galwanizacja metodą hot-dip o grubości co najmniej 80 μm, elementy złączne ze stali nierdzewnej typu 316, materiały kompozytowe przeznaczone do ekstremalnych warunków, a także anody ofiarowe w obszarach nadmorskich – to elementy, które gwarantują długą żywotność produktu. Wymóg grubości galwanizacji w wysokości 80 μm jest kluczowy; cieniutsza galwanizacja powoduje pojawę rdzy na podkładce już po trzech latach eksploatacji. Dostępna temperatura pracy od –40°C do +55°C, w połączeniu z rozwiązaniem odprowadzającym ciepło i systemem monitoringu temperatury, zapewnia, że elementy LED pracują w bezpiecznych granicach. Komory mieszczące baterie wymagają identycznego poziomu kontroli, ponieważ baterie typu LiFePO4 mają problemy z przyjęciem energii w niskich temperaturach. Wentylacje typu GORE-TEX umożliwiają równowagę ciśnienia, bez przepuszczania wilgoci – to właśnie sprawia, że elementy uszczelniające są wytrzymałe przez dziesięć lat, a nie tylko dwa. Określony czas trwania konstrukcji (25 lat) oraz gwarancja na działanie oświetlenia (10 lat) są w zgodzie z tymi standardami produkcji. Bateria jest elementem podlegającym zużyciu, więc jej wielkość jest ustalana według wymagań dotyczących autonomiczności urządzenia, a nie według wytyczonych terminów.

Dostęp bez użycia narzędzi, modułowe komponenty, wmontowane systemy diagnostyki oraz zdalne monitorowanie sprawiają, że nawet mała ekipa może utrzymywać w porządku odcinek drogi długości stu kilometrów. Systemy diagnostyki, generujące kody błędów, są znacznie skuteczniejsze niż nocne inspekcje na drogach, po których nie można przejść pieszo.

Co jeszcze brakuje na tej stronie

Strona ta stanowi tylko zbiór specyfikacji projektowych, a nie dokumentację samego projektu. Na niej nie znajdują się nazwy dróg, informacje o długości poszczególnych odcinków, harmonogram montażu elementów, wyniki sprawdzonych parametrów ani zdjęcia – ponieważ nie publikujemy danych, za które nie możemy gwarantować ich wiarygodności. Zanim strona ta będzie mogła stanowić przykład realizowanego projektu, konieczne jest ukończenie co najmniej jednego projektu drogowego, zawierającego informacje o klasie drogi, szczegółach poszczególnych odcinków, liczbie montowanych elementów, sprawności systemów diagnostyki w warunkach zimy oraz pomiarach poziomu oświetlenia w momencie uruchomienia drogi. Do tego czasu traktuj tę stronę jako dokumentację projektową i zgłoś nam bezpośrednio żądanie referencji.

适用范围 ：以上为公路/道路照明项目案例。公路照明有严格的眩光与光污染约束，且多数须并网供电，太阳能适用性有限。本文不可作为公路照明的设计依据。本文不提供公路照明的规范参数。