Karaming LED ba ang Kailangan para sa Isang Solar Street Light?

Ano ang Talagang Inihahayag ng Bilang ng LED?

Ang LED ay isang semikonduktor na nagbabago ng enerhiyang kuryenteng elektriko into liwanag, na may direksyonal na pagbibigay ng liwanag at katamtamang paglikha ng init. Ang output ng ilaw ay resulta ng pagkakasama ng bilang ng LED sa lumen na ibinibigay ng bawat LED sa kasalukuyang kuryenteng kinakailangan nito. Walang bahagi sa formula na ito na nagpapahiwatig na ang mas maraming LED ay nangangahulugang mas magandang pagganap ng ilaw. Ang ilaw na may 96 LED na gumagana sa mababang kuryente ay maaaring magmukhang maganda sa papeles, nguni’t ang ilaw na may 24 LED na may mas magagandang kahusayan sa pagbibigay ng liwanag ay maaaring magbigay ng mas magandang resulta sa paggamit sa lugar.

Ang pinakakaraniwang pagkakamali na nagaganap ay kapag ang isang bumibili ay nagkukumpara ng dalawang ilaw base sa bilang ng LED na ginagamit. Ang ganitong pagkukumpara ay walang saysay, dahil hindi nito pinapakita kung paano ginawa ng bawat tagagawa ang disenyo ng mga LED sa ilaw na kanilang ginawa.

Ang serye ng mga salik na talagang nagdetermina sa bilang ng mga ilaw na kailangan

Sa ating BOM (Bill of Materials), ang bilang ng mga ilaw ay nagmumula sa isang serye ng mga salik na nagsisimula sa kalagayan ng kalye:

1. Ang inaasahang ilaw at pagkakapareho ng liwanag sa kalye, batay sa pagkalkula ng sistema ng ilaw.
2. Ang kinakailangang dami ng liwanag ; ito ang nagtakda sa bilang ng mga lumen ng bumbilya, matapos ang mga pagkawala dahil sa mga salik na gaya ng lente, takip, at dumi.
3. Pagpili ng tagapaglabas ng liwanag (light emitter) – ang efisiensya ng bumbilya at ang kategorya ng bumbilya ay tinatayon ayon sa inaasahang kuryenteng gagamit.
4. Ang bilang ng mga bumbilya ; ang huling salik na pinili ay kailangang makapagbigay ng tamang dami ng liwanag (flux) sa loob ng itinakdang budget para sa pag-init ng mga bumbilya.

Ang mga hakbanging 1 at 2 ay may kinalaman sa inhinyeriyang disenyo; ang hakbanging 4 ay may kinalaman sa aritmetika. Ang tagapaglaan ng mga bumbilya ay ang siyang nagtakda sa “huling salik” sa buong proseso.

Kung saan talagang nagiging mahalaga ang bilang ng mga bumbilya

May tatlong tunay na restriksyon na naghihadlang sa kalayaan ng tagapagdisenyo:

• Thermal density. Kapag ang mga tagapaglabas ng liwanag (emitters) ay pinagkakapatung-patong sa isang maliit na plato, ang temperatura sa lugar ng pagkakasanib ay tumaas, na nakakabawas sa kapangyarihan ng paglalabas ng liwanag (output) at sa itinagal ng buhay ng mga tagapaglabas na iyon. Ang mahusay na disenyo ay nag-ihiwalay sa mga tagapaglabas ng liwanag sa halip na pagsama-sama ang mga ito upang mapababa ang pagkakaroon ng init.

• Trade-off sa paggamit ng kuryente (Drive current trade-off). Kung bawat tagapaglabas ng liwanag ay pinapatakbo sa kuryenteng mas mababa sa pinakamahusay na halaga nito (rated current), ang kahusayan at itinagal ng buhay ng mga ito ay mapabubuti, ngunit kailangan ng mas maraming tagapaglabas ng liwanag upang maabot ang parehong antas ng liwanag – na nangangahulugan ng mas malaking gastos, mas maraming mga sambungan ng tanso (solder joints), at mas maraming posibilidad ng pagkabigo.

• Prinsipyo ng pagkakaroon ng kalabisan (Redundancy principle). Kapag may maraming tagapaglabas ng liwanag, ang pagkabigo ng isa sa mga ito ay hindi gaanong nakikita. Ito ang tunay na rason sa paggamit ng mas maraming tagapaglabas ng liwanag. Ngunit tandaan: ang pagkabigo ng isa sa mga komponentong nagpapatakbo ng mga tagapaglabas (driver) ay maaaring magdulot ng pagkabigo ng lahat ng 96 na tagapaglabas ng liwanag, at ang komponentong nagpapatakbo ang siyang bahaging kadalasang nagkakasira.

Ano ang dapat itanong sa halip na lang bilangin ang dami ng mga LED?

Apat na katanungan na makakatukoy sa isang tunay na disenyo kumpara sa isang disenyo na ginawa lamang para sa layuning pang-marketing:

1. Ano ang halaga ng “lumens” na inilalabas ng fixture sa normal na operating temperature (hindi ang halaga sa 25°C na laboratory conditions)?
2. Anong kuryenteng “drive current” ang dumadaloy sa bawat LED emitter, at gaano karaming taon ang itinakda para sa buhay ng LED emitter sa gayong kuryente?
3. Paano inilalabas ang init mula sa circuit board patungo sa housing ng fixture, at ano ang temperatura ng junction (ang pinakamalapit na bahagi ng LED) sa oras ng rated output (pinakamataas na pagganap ng fixture)?
4. Kung ang isang LED emitter ay masira, ano ang gagawin, at paano pinapalit ang nasirang emitter?

Ang isang fixture na nagbibigay ng mga sagot sa lahat ng apat na tanong sa iisang pangungusap ay nangangailangan ng maingat na disenyo. Ang isang fixture na nagtataglay ng maraming LEDs lamang ay hindi nagbibigay ng mga detalyadong sagot sa mga tanong na ito. Para gumawa ng sarili mong pagkalkula sa paggamit ng ilaw, gumamit ng aming lighting design tool; para sa mga kompleto nang fixture kung saan ang bilang ng LEDs, mga optikal na detalye, at disenyo para sa paglalabas ng init ay nairesolba na, tingnan ang aming all-in-one solar street lights line.

Ang configuration na ginagamit natin bilang reference

Ito ang karaniwang mga spesifikasyon para sa mga residential roads, parking lots, at maliliit na pampublikong lugar – ang kategorya ng mga fixture kung saan ang presyo ay nagiging isyu, at ang pag-over-specify (pagbibigay ng mga spesifikasyon na mas mahigit pa kaysa kinakailangan) ay kadalasang nagiging pagkakamali.

Ang unit na ito ay hindi ang pinakasumasalaming sa merkado, at hindi rin ito dinisenyo upang maging gayun. Ito ay ginawa para gumana kada gabi sa karaniwang kondisyon ng araw. Ang sensor ng PIR ay nagtaas ng kapangyarihan ng output sa 100% kapag may tao na dumadaan, at bumababa ito muli kapag walang tao sa lugar; mula dito nangyayari ang karamihan sa pagtitipid sa enerhiya sa gabi.

Ang badyet sa enerhiya, punto por punto

Pagpasok ng Enerhiya. Sa isang araw na maaraw, ang panel ay nagbibigay ng halos 40 W × 4.5 oras ng pinakamalakas na liwanag ng araw × 0.85 (kahusayan ng sistema) = ≈153 Wh kada araw. Ang 0.85 ay kinakailangan upang magkaroon ng kaalaman sa mga pagkalugi sa proseso ng konversyon ng enerhiya, pagkakonekta ng mga kable, at kontrolador; ito ang numero na ginagamit natin sa pagbabadyet. Sa isang araw na mapangulang, ang halaga ng enerhiyang naihaharap ng system ay maaaring mangalahati.

Pag-iimbak ng enerhiya: 3.2 V × 36 Ah = 115 Wh ng enerhiyang maaaring magamit bago ang pagtigil ng sistema dahil sa mababang bolta. Tandaan: ang araw-araw na paggamit (153 Wh) ay mas malaki kaysa sa kapasidad ng baterya (115 Wh), na ayos lamang; ang sobrang enerhiya ay tumutulong upang mapanatili ang sistema sa pagtatrabaho kahit sa panandaliang panahon ng masamang panahon.

Gastusin ng enerhiya: Ang apat na antas ng liwanag ay gumagamit ng enerhiya ayon sa sumunod:

Kalkulahin muna: Sa pinakamalakas na antas ng liwanag, ang bateryang may kapasidad na 115 Wh ay matutuyo sa loob ng 2.5 hanggang 3 oras. Ang paggamit nito nang 24 oras sa pinakamalakas na antas ay pisikal na imposibleng gawin sa hardware na ito. Anumang spesipikasyon na sinasabing kabaliktado ay alinman sa hindi nagtakda ng mekanismo para sa pagbabawas ng liwanag o nagtala ng kapasidad ng bateryang mas malaki.

Mga setting para kumapit ang 113 Wh ng enerhiya sa buong gabi

Ang aming default na programa para sa 8 oras ng paggamit sa gabi sa unit na ito:

• Mga oras 1–2 pagkatapos ng paglalakad ng araw: 50% ng liwanag. Ang aktibidad ng mga pedestrian ay pinakamarami agad pagkatapos magdilim. Dalawang oras na gumagamit ng 20 W ng enerhiya ay nagsasabing halos 40 Wh ang kinakailangan – sapat ang liwanag para maging kapaki-pakinabang, at ang paggamit ng enerhiya ay katamtaman upang mapangalagaan ang badyet.
• Mga oras 3–6: 30% ng liwanag. Ang trapiko ay umunti; ang pagkakita sa paligid ang mas importante. Apat na oras na gumagamit ng 12 W ng enerhiya ay nagsasabing halos 48 Wh ang kinakailangan.
• Mga oras 7–8: Mode na nakabatay sa pagkilos (motion mode), 30% ng kapasidad ng baterya ay ginagamit sa standby, at 100% ng kapasidad ng baterya kapag may pagkilos. Kung may pagkilos sa loob ng humigit-kumulang isang oras, ang halaga ng enerhiyang kinakailangan ay mga 25 Wh.

Bilang kabuuan: Halos 113 Wh ang kinakailangan, habang ang baterya ay kayang maglaman ng 115 Wh. Ang natitirang 2 Wh ay sinadya; ang oras ng paggamit ng mga ilaw ay naiangkop upang manatiling mas mababa pa kaysa sa kapasidad ng baterya, upang kahit sa isang araw na kulang sa liwanag, hindi maging madilim ang gabi. Sa aming karanasan, ang oras ng paggamit ng mga ilaw ay mas mahalaga kaysa sa uri ng mga ilaw (LED o iba pa): dalawang unit na may magkaparehong mga panel at baterya ay maaaring magkaroon ng malaking pagkakaiba sa tagal ng paggamit ng enerhiya, depende sa paraan ng pagkontrol ng controller.

Bakit ang pagdagdag ng mga LED ay hindi nagdudulot ng higit pang liwanag?

Kung doblatin mo ang bilang ng mga LED na ginagamit sa ilaw, habang nananatiling pareho ang kuryenteng kinakailangan para ito ay gumana, makakakuha ka ng parehong dami ng liwanag (lumens) mula sa mas maraming bahagi, ngunit magkakaroon ka rin ng higit pang init at tataas ang rate ng pagkasira ng mga LED. Kung doblatin mo ang kapangyarihan (power) na kinakailangan upang gumana ang ilaw, makakakuha ka ng mas maraming liwanag, ngunit ang baterya ay gagamit nang mabilis at maaaring mapagod bago ang midnight. Ang numero na nagkokombina ng presyo at pagganap ng ilaw ay ang “efisiensya” (efficiency), na ipinapakita sa mga terminong “lumens per watt”: sa 100 lumens per watt, ang 40 watts ng kapangyarihan ay sapat upang makabuo ng 4,000 lumens ng liwanag; sa 70 lumens per watt, ang parehong dami ng liwanag ay makukuha lamang gamit ang 57 watts ng kapangyarihan, na magiging sanhi ng pagtaas ng gastos nang malaki. Kapag nagbibigay kami ng presyo para sa ilaw, una namin pinapakita ang dami ng lumens at ang efisiensya (lumens per watt), at saka lamang tinatayos ang laki ng sistema (energy loop) upang tumugma dito. Ang bilang ng mga LED ay isang detalye tungkol sa pagkakagawa ng ilaw (assembly detail).

Ano ang hindi nasasaklaw ng gabing ito

Ang gabing ito ay nagtuturo kung paano pumili ng dami ng mga LED bilang isa sa mga parameter para sa pagpili ng ilaw. Hindi ito nagtuturo kung paano pumili ng lente at paraan ng pagpapakalat ng liwanag (tingnan ang aming gabing tungkol sa mga lente at pagpapakalat ng liwanag), kung paano pumili ng charge controller, o kung paano pumili ng baterya.

适用范围 ：以上讲解 LED 数量与亮度的关系（并非越多越亮，取决于总流明与配光）。本文是概念讲解，不替代具体项目的照度计算。本文不提供具体型号的流明参数。