Belysningssimulering för solcellsbelysning på gator
-- Vad den avgör
Belysningssimulering för solcellsbelysning på gator: Vad den avgör
Belysningssimuleringen är värd sin kostnad eftersom den kan upptäcka två dyra misstag innan installationen: otillräckligt belysning som misslyckas med inspektionen, samt överbelysning som gör att kostnaden för paneler och batterier blir dubbelt så hög som vad som faktiskt behövs. I vår fabrik börjar varje offert med en fotometrisk fil – inte med en priskalkyl. Det är modellen som bestämmer hur många stolpar som behövs, hur mycket watt som belysningsenheterna ska ha, hur de ska riktas, samt – genom energibalansen – storleken på solcellsanordningen och batterierna. Här är vad simuleringen avgör, och med vilka siffror.
Vad modellen faktiskt simulerar
En belysningssimulering tar den fotometriska filen för belysningsenheten (den IES-filen som alla seriösa tillverkare publicerar), placerar den på den verkliga monteringshöjden och mellanrummet, och beräknar hur belysningen fördelas över markytan. De resultat vi får är: genomsnittligt luxnivå, förhållandet mellan genomsnitt och minimum, samt var de ljusa och mörka områdena befinner sig. Det är allt som simuleringen gör. Verktyget bestämmer ingenting på egen hand; det löser frågor med hjälp av aritmetik.
Ljusstyrkesmål beroende på området
Varje området har sitt eget designmål, och simuleringen kontrollerar hur utformningen överensstämmer med detta mål:
| Områdetyp | Typiskt designmål (horisontell ljusstyrka) | Uniformitet (genomsnitt: min) | Standardfärgtemperatur |
|---|---|---|---|
| Parkeringsplatser | 5–10 lux | 4:1 eller bättre | 4000 K |
| Bostadsgator | 5–15 lux | 4:1 eller bättre | 4000 K |
| Huvudvägar | 15–30 lux | 4:1 eller bättre | 4000 K |
| Parker och vandringsstigar | 2–5 lux | Inte kritiskt | 3000 K |
Dessa värden speglar vanliga branschpraxis. Den gällande regeln för ditt projekt – EN 13201, IES RP-8 och RP-20, eller en lokal standard – är avgörande, och vi kontrollerar hur utformningen överensstämmer med dessa regler innan något skickas ut. För parkeringsplatser kontrollerar vi även den vertikala ljusstyrkan på ansiktshöjd: cirka 2–4 lux vid 1,5 meter är den vanliga referensvärdenet för säkerhetskameror, och det är detta värde som spelar roll när någon granskar inspelningarna klockan 2 natt.
Ett praktiskt exempel från vår konsultationstjänst: En tomt yta på 1 800 m², belyst av lampor med en ljusstyrka på 5 lux, kräver cirka 9 000 lumener som når markytan. Med en typisk användningsgrad på cirka 0,6 innebär detta ungefär 15 000 lumener i total ljusstyrka – vilket två 8-meters höga stolpar med 100-watt-lampor bekvämt kan leverera. Köparen hade budgeterat sex stolpar, men efter en grundlig bedömning beslutade vi att skära ner antalet till fyra, vilket också ledde till en minskad energikostnad.
Ljustemperatur: Vad förändras förutom stämningen?
Det vanliga indelningen av ljustemperaturer – 4 000–5 000 K för trafikerade gator, 2 700–3 500 K för parker och fritidsområden – är rimlig, och vi följer denna indelning. Detta beror på två tekniska faktorer:
- Varmt ljus kostar mer energi. Effektiviteten hos LED-lampor minskar när ljustemperaturen sjunker; typiskt sett minskar effektiviteten med 10–20 procent när ljustemperaturen går från 5 000 K till 3 000 K. Detta har direkta konsekvenser för storleken på solceller och batterier i solsystemen.
- Kameror behöver korrekt färguttryck. När ljustemperaturen ligger under 3 000 K försämras färguttrycket tillräckligt mycket för att påverka identifieringen av personer på övervakningsfilm. För platser där säkerhet är avgörande använder vi därför inte ljus med höga ljustemperaturer.
Våra standardvärden: 4000 K för vägar och parkeringsplatser, 3000 K för parker där mörk himmel är ett större problem. Välj färgtemperaturen innan simuleringen – den påverkar energiförbrukningen.
Riktning, lutning och avstånd
Monteringshöjden bestämmer hur mycket utrymme som finns tillgängligt för lampstolpar. På vägar gäller det klassiska regelbundna måttet att lampstolpar ska placeras på ett avstånd som är tre till fyra gånger högre än monteringshöjden, och simuleringen bekräftar eller motbevisar detta innan lampstolparna beställs. Lutningen spelar mindre roll än många anser: 15° är standardvärdenet för vägbelystning, och modellen visar var en viss lutning kan få ljuset att rikta in i fönster eller förarens synfält. På parkeringsplatser placeras lampstolparna enligt gallerlayouten så att ljuset faller mellan parkerade bilar istället för på deras tak.
Från lux till watt: den energiasida
Energiförbrukningen beror på hur mycket ljus som produceras. Lux anger ljusstyrka, medan watt anger effekt (energi).
Varje ljuseffekt (lux) som anges på denna sida omvandlas till en energiförbrukning. En belysningsenhet med 100 W som är aktiverad under 10 timmar per natt förbrukar cirka 1 kWh energi per enhet per natt. Multiplikera detta med antalet enheter, tillägg sedan batteriets nedladdningsgrad samt hur många dagar den behöver fungera utan ström, och du får informationen om vilken typ av batteri som behövs. Solresurserna under den värsta månaden på platsen avgör vilka solpaneler som behövs. Vi inkluderar detta belysningsmodell i den energibalansen innan vi ger ett förslag – eftersom dessa två faktorer inte kan specificeras separat. Vårt belysningsdesignverktyg och IES-simuleringstool använder samma beräkningsmetoder, och kontrollerningsberäkningsverktyget tar hand om den elektriska delen av installationen.
Vädret, smuts – och de faktorer som ingen tar hänsyn till…
Hör vädret till i modellen? Regn spelar knappt någon roll på vägnivå – effekten av regnet på markens belysning är liten. Smuts är däremot mycket viktig. Vi inkluderar en faktor för ljusförlust på cirka 0,7–0,8 i varje modell, vilken tar hänsyn till föroreningar på linsorna samt minskning av ljusstyrkan under användningstiden. Ett designlösning som endast fungerar på en ren belysningsenhet under den första veckan är inte ett bra designlösning. Samma princip gäller även när det gäller energiförbrukningen: Förbrukningen av paneler och effekten av vinterljus beräknas innan batteritypen väljs, inte efter ett år i användning.
Vad denna sida inte täcker
Idrottsbelysning, inomhusbelysning samt belysningsdesign som är ansluten till elnät följer andra standarder och använder andra verktyg. Denna sida handlar om DC-solcellsbelysning för gator och parkeringsområden – det är just detta vi bygger varje dag. För en specifik plats: Skicka oss planeringen och belysningskraven, eller välj en av våra “all-in-one-solcellsbelysningsenheterna” (modellerna i serien /all-in-one-solar-street-light), där belysningsenhet, solpanel och batteri redan är anpassade till varandra, så att eventuella obalanser inte kan uppstå av misstag.