ارتفاع یک قطب نور چقدر است؟

مستقیم ترین پاسخ: ارتفاع استاندارد چراغ خیابان بین 20 تا 40 فوت (6 تا 12 متر) است. ، بسته به کاربرد. چراغ های خیابان های مسکونی معمولاً ایستاده اند قد 20 تا 30 فوت ، در حالی که جاده های شریانی و بزرگراه ها از قطب های رسیدن استفاده می کنند 30 تا 40 فوت یا بالاتر . پارکینگ ها و مناطق تجاری معمولاً از تیرها در داخل استفاده می کنند برد 25 تا 35 فوت ، و چراغ های تزئینی یا عابر پیاده از 8 تا 15 فوت .

برای دستیابی به توزیع مناسب نور، رعایت قوانین شهرداری و اطمینان از ایمنی، درک پست چراغ ارتفاع صحیح برای مورد استفاده خاص شما ضروری است. چه در حال برنامه‌ریزی برای نصب جاده شهری، یک پارکینگ، یک راهروی خصوصی، یا به دنبال چراغ‌های خورشیدی برای کاربردهای عرشه پاسیو باشید، ارتفاع مهم‌ترین متغیری است که باید قبل از خرید هر یک از وسایل یا تیرک درست کنید.

چرا ارتفاع پست سبک بیشتر از آن چیزی است که مردم تصور می کنند؟

ارتفاع یک تیر چراغ به طور مستقیم تعیین می کند که یک وسیله واحد چقدر می تواند یک منطقه را روشن کند. قطبی که خیلی کوتاه است نور را در یک منطقه کوچک متمرکز می کند و نقاط روشنی را در کنار حفره های تاریک ایجاد می کند. میله ای که خیلی بلند است نور را خیلی نازک پخش می کند و سطح شمع پا را در سطح زمین کمتر از استانداردهای ایمنی کاهش می دهد.

مهندسان روشنایی از نسبتی به نام نسبت ارتفاع نصب به فاصله (MH:S) . برای اکثر چراغ های راهنما، این نسبت بین آنها قرار می گیرد 3:1 و 4.5:1 . این بدان معناست که یک تیر 30 فوتی برای روشنایی ثابت نباید بیش از 90 تا 135 فوت فاصله داشته باشد. اشتباه گرفتن ارتفاع فقط به اندازه 5 فوت می تواند نیاز به اضافه کردن قطب های اضافی یا جابجایی به وسایل با وات بالاتر داشته باشد که هر دوی آنها هزینه پروژه را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند.

عوامل تعیین کننده قد صحیح

• Road or pathway width: wider roads demand taller poles to avoid multiple rows of fixtures
• نوع ترافیک: مناطق عابر پیاده نیاز به نور کمتر و ملایم تری دارند. راهروهای وسایل نقلیه نیاز به پوشش روشن و وسیع دارند
• منطقه بندی محلی و کدهای شهری: بسیاری از شهرها ارتفاعات دقیقی را برای هر طبقه بندی جاده مشخص می کنند
• کاربری زمین مجاور: همسایگان مسکونی از قطب های پایین تر با سپر برای کاهش تجاوز نور بهره می برند.
• نوع فیکسچر و زاویه پرتو: وسایل LED با پرتوهای باریک ممکن است به تیرهای بلندتر از وسایل قدیمی HPS نیاز داشته باشند.
• باد و منطقه لرزه ای: الزامات سازه ای بر ضخامت دیوار و در نتیجه محدودیت های ارتفاع موثر تأثیر می گذارد

ارتفاع استاندارد چراغ خیابان بر اساس نوع کاربرد

محیط های مختلف به ارتفاع قطب های بسیار متفاوت نیاز دارند. جدول زیر استانداردهای رایج ترین مرجع در دستورالعمل های شهرداری آمریکای شمالی و اروپا را خلاصه می کند.

مسکونی در مقابل تجاری: تمایز کلیدی

محله‌های مسکونی معمولاً روی تیرهای چراغ‌های خیابانی می‌بندند 25 فوت برای حفظ شخصیت محله و کاهش تابش خیره کننده به پنجره های طبقه بالا. مناطق تجاری اجازه می دهند و اغلب به تیرهای بلندتر نیاز دارند، زیرا پایه های بلندتر تعداد کل قطب های مورد نیاز را کاهش می دهند و هزینه کلی زیرساخت را کاهش می دهند. یک تیر 35 فوتی در یک پارکینگ بزرگ می تواند تقریباً روشن شود 6000 تا 8000 فوت مربع ، در حالی که یک تیر 20 فوتی فقط اطراف را می پوشاند 2500 تا 3500 فوت مربع تحت شرایط ثابت قابل مقایسه

تیرهای چراغ خیابان فولادی: مشخصات، انواع و معیارهای انتخاب

تیرهای چراغ خیابان فولادی به دلیل نسبت استحکام به وزن برتر، عمر طولانی و دقت ابعادی ثابت، انتخاب غالب برای روشنایی معابر و فضای باز تجاری هستند. درک مشخصات اصلی به خریداران کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه بگیرند و از مهندسی بیش از حد پرهزینه یا مشخصات نادرست جلوگیری کنند.

مواد و ساخت

بیشتر تیرهای چراغ خیابان فولادی از این ساخته می شوند فولاد سازه ای ASTM A572 گرید 50 یا ASTM A36 با توجه به اینکه اولی برای قطب های بالای 20 فوت ترجیح داده می شود زیرا استحکام تسلیم بالاتر آن (50000 psi در مقابل 36000 psi) اجازه می دهد تا دیوارهای نازک تری را بدون کاهش ظرفیت بارگذاری ایجاد کند. قطب ها معمولاً پس از ساخت گالوانیزه گرم تا حداقل ضخامت پوشش روی می شوند 85 میکرون (3.35 میل) که در اکثر محیط ها بدون رنگ آمیزی اضافی عمر مفید 50 تا 70 سال را فراهم می کند.

ضخامت دیوار با ارتفاع قطب و طبقه بندی منطقه باد متفاوت است. یک تیر مسکونی 20 فوتی ممکن است دارای ضخامت دیواره باشد 0.120 اینچ (3 میلی متر) , while a 40-foot commercial pole in a high-wind coastal zone may require 0.179 تا 0.250 اینچ (4.5 تا 6.4 میلی متر) .

شکل های قطب و معاوضه های آنها

• گرد مخروطی: رایج ترین شکل برای کاربردهای خیابان و پارکینگ. مقاومت یکنواخت باد را از همه جهات فراهم می کند. در پروفیل های مستقیم (استوانه ای) و مخروطی موجود است که برای همان استحکام سبک تر است.
• مربع مخروطی: محبوب برای پروژه های تزئینی منظره خیابانی. ظاهر معماری بیشتری را ارائه می دهد، اما در مقایسه با پروفیل های گرد، مقاومت کمی در برابر باد در ضخامت دیواره معادل دارد.
• هشت ضلعی: ترکیبی که زیبایی شناسی و عملکرد ساختاری را متعادل می کند. اغلب در پروژه های راهرو شهری که شخصیت بصری مهم است مشخص می شود.
• دفن مستقیم در مقابل پایه لنگر: میله های دفن مستقیم 10٪ از ارتفاع تیرک به اضافه 2 فوت در زمین تعبیه شده اند (به عنوان مثال، یک تیر 30 فوتی به عمق 5 فوت می رود). تیرهای پایه لنگر را با استفاده از الگوی دایره پیچ به یک پایه بتنی می پیچند، که باعث می شود تعویض در آینده سریعتر شود، اما نیاز به ریختن پایه جداگانه دارد.

بار باد و رتبه بندی EPA

هر قطب چراغ خیابان فولادی باید برای خود رتبه بندی شود منطقه پیش بینی شده موثر (EPA) ، که هم قطب و هم لامپ متصل به آن را به حساب می آورد. یک قطب استاندارد 30 فوتی با یک چراغ ال ای دی 150 واتی با سر کبری در منطقه باد با سرعت 90 مایل در ساعت به EPA تقریباً نیاز دارد. 1.2 تا 1.8 فوت مربع برای چراغ به تنهایی، به علاوه خود EPA قطب. فراتر از رتبه بندی ترکیبی EPA یک نقض کد و یک خطر ایمنی ساختاری است.

فینیش و محافظت در برابر خوردگی

• گالوانیزه گرم: بهترین حفاظت خط پایه، استاندارد برای اکثر زیرساخت‌های جاده‌ای
• پوشش پودری روی گالوانیزه: رنگ و یک مانع اضافی را اضافه می کند که برای قطب های تزئینی شهری رایج است
• فولاد هوازدگی (COR-TEN): یک پتینه اکسید پایدار را تشکیل می دهد که از خوردگی بیشتر جلوگیری می کند. در پروژه های زیبایی شناسی طبیعی یا صنعتی استفاده می شود
• قطب های آلیاژ آلومینیوم: گاهی اوقات با فولاد اشتباه می شود. سبک تر اما در ضخامت دیواره به همان اندازه قوی نیست، در محیط های نمکی ساحلی بهتر است

قطب های پیچیده خورشیدی: ادغام انرژی های تجدید پذیر در زیرساخت های خیابان

قطب های خورشیدی پیچیده شده یکی از مهم ترین تحولات در زیرساخت های روشنایی فضای باز در طول دهه گذشته است. به جای نصب یک پنل خورشیدی تخت روی یک بازوی افقی در بالای قطب، فناوری پوشش خورشیدی سلول‌های فتوولتائیک را مستقیماً در اطراف سطح استوانه‌ای یا مخروطی خود قطب یکپارچه می‌کند و کل ساختار را به یک دارایی مولد انرژی تبدیل می‌کند.

قطب های پیچیده شده خورشیدی چگونه کار می کنند

سلول های فتوولتائیک در یک قطب پیچیده خورشیدی در یک بستر انعطاف پذیر چند لایه تعبیه شده اند که در طول ساخت به قطب متصل شده یا در اطراف آن شکل می گیرد. از آنجایی که سلول ها به دور کامل محیط پیچیده می شوند، نور خورشید را از زوایای مختلف در طول روز بدون نیاز به مکانیسم ردیابی جذب می کنند. یک قطب معمولی پیچیده شده خورشیدی با یک قطر 6 اینچ و ارتفاع در معرض 20 فوت تقریبا فراهم می کند حداکثر ظرفیت تولید 80 تا 150 وات بسته به کارایی سلول و موقعیت جغرافیایی.

انرژی تولید شده در طول ساعات روز در یک بانک باتری لیتیوم آهن فسفات (LiFePO4) ذخیره می شود که در داخل پایه قطب یا در یک محفظه جداگانه با درجه پایین قرار دارد. شیمی LiFePO4 نسبت به لیتیوم یون استاندارد برای زیرساخت‌های فضای باز ترجیح داده می‌شود زیرا محدوده دمایی وسیع‌تری را تحمل می‌کند. محدوده عملیاتی منفی 20 تا 60 درجه سانتیگراد ) و عمر چرخه ای بیش از حد دارد 2000 چرخه شارژ و دشارژ کامل , translating to roughly 10 to 15 years of daily cycling before significant capacity degradation.

مزایا نسبت به پنل های خورشیدی معمولی که در بالا نصب شده اند

• کاهش بار باد: بازوی صفحه تخت 3 تا 8 فوت مربع EPA را به ساختار قطب اضافه می کند. قطب های پیچیده خورشیدی این افزودنی را به طور کامل حذف می کنند و امکان استفاده از قطب های سبک تر یا ارتفاع قطب های بیشتر در مناطق با باد شدید را فراهم می کنند.
• مقاومت در برابر خرابکاری: سلول‌های روکش‌دار در برابر سرقت و خرابکاری بسیار مقاوم‌تر از مجموعه‌های پانل بیرون زده هستند که یک هدف رایج در فضاهای عمومی هستند.
• ادغام زیبایی شناختی: پروفیل قطب تمیز و بدون وقفه با طرح های طراحی شهری که در آن پنل های خورشیدی سنتی صنعتی یا نامناسب به نظر می رسند، مناسب است.
• تولید انرژی ثابت: از آنجایی که سلول‌ها جهت‌های قطب‌نمای متعددی دارند، انرژی خروجی در زمان‌های مختلف روز ثابت‌تر است و زمانی که زاویه پانل نسبت به خورشید کمتر از حد مطلوب باشد، به شدت کاهش نمی‌یابد.

محدودیت ها و ملاحظات عملی

قطب های بسته بندی شده خورشیدی برتری جهانی ندارند. تولید انرژی آنها به ازای هر دلار هزینه نصب شده معمولاً است 15 تا 25 درصد کمتر از یک سیستم صفحه مسطح با اندازه معادل در همان مکان، زیرا سلول های سمت سایه دار قطب در هر زمان معین برق کمی تولید می کنند. آن‌ها برای مکان‌هایی که زیبایی‌شناسی، بار باد یا نگرانی‌های خرابکاری بیشتر از هدف به حداکثر رساندن بازده انرژی خام در هر وسیله است، مناسب هستند.

فناوری پنل خورشیدی انعطاف پذیر و نقش آن در روشنایی قطب مدرن

پنل خورشیدی منعطف، فناوری هسته ای است که در پشت قطب های بسته بندی شده خورشیدی و طیف رو به رشدی از سیستم های روشنایی قابل حمل و نیمه دائمی در فضای باز قرار دارد. درک خواص آن به تعیین محصول مناسب برای هر برنامه کمک می کند.

چه چیزی یک پنل خورشیدی را انعطاف پذیر می کند؟

پنل های خورشیدی سفت و سخت معمولی از سلول های سیلیکونی کریستالی که بین شیشه و یک قاب آلومینیومی سفت و سخت نصب شده اند استفاده می کنند. یک پنل خورشیدی منعطف، بستر سفت و سخت را با یک لایه نازک از هر دو جایگزین می‌کند سیلیکون تک کریستالی، CIGS (مس ایندیم گالیوم سلنید)، یا سیلیکون آمورف روی یک لایه پشتی پلیمری یا فویل فلزی قرار می گیرد. نتیجه یک پانل است که می تواند با سطوح منحنی مطابقت داشته باشد و فقط ضخامت دارد 2 تا 4 میلی متر ، در مقایسه با 30 تا 40 میلی متر برای پانل های سخت استاندارد.

مقایسه عملکرد: پانل های انعطاف پذیر در مقابل صلب

برنامه های کاربردی فراتر از بسته بندی قطب

پنل خورشیدی منعطف بسیار فراتر از قطب های خورشیدی پیچیده کاربرد دارد. در نورپردازی در فضای باز، کاربردهای رایج عبارتند از ادغام در سایبان های آلاچیق پاسیو، کلاهک های دیوار باغ منحنی، نرده های اسکله قایق، و چراغ های مسیر زمینی قابل حمل. همین فناوری زیربنای پانل‌های تاشو مورد استفاده در دکل‌های روشنایی موقت محل کار از راه دور است. یک پانل انعطاف پذیر 100 واتی با وزن کمتر از 4 پوند می تواند یک چراغ کاری LED را برای یک شیفت شب کامل پس از یک روز شارژ خورشیدی روشن کند.

قطب خورشیدی سیلندر: طراحی، عملکرد و نصب

را قطب خورشیدی سیلندر یک راه حل هدفمند برای روشنایی فضای باز است که ساختار قطب فولادی استوانه ای را با یک سیستم تولید خورشیدی یکپارچه در یک واحد واحد مونتاژ شده در کارخانه ترکیب می کند. برخلاف پیوست‌های خورشیدی مقاوم‌سازی یا تبدیل پانل‌های پیچیده، یک قطب خورشیدی سیلندر واقعی از ابتدا به‌عنوان یک سیستم یکپارچه مهندسی شده است، با سلول‌های خورشیدی، باتری، کنترل‌کننده شارژ و چراغ‌ها که همگی برای کار بهینه با هم مشخص شده‌اند.

مشخصات معمول یک سیستم قطب خورشیدی سیلندر

یک قطب خورشیدی سیلندر تجاری استاندارد در کلاس 20 فوتی معمولاً شامل اجزای یکپارچه زیر است:

• بدنه قطب: سیلندر فولادی گالوانیزه با قطر خارجی 4 تا 6 اینچ، مخروطی یا مستقیم، با پوشش پودری پایدار در برابر اشعه ماوراء بنفش
• تولید خورشیدی: 80 تا 200 وات سلول های فتوولتائیک منعطف یا نیمه صلب که در سطح قطب یکپارچه شده اند. زاویه پوشش 180 تا 360 درجه
• ذخیره سازی باتری: بسته باتری 100 تا 400 وات ساعت لیتیوم فسفات آهن، دارای امتیاز برای 3 تا 5 روز خودمختاری (عملکرد بدون آفتاب) در روشنایی کامل
• کنترل کننده شارژ: MPPT (حداکثر ردیابی نقطه قدرت) از نوع، که استخراج تا 30 درصد انرژی بیشتر از پانل ها در مقایسه با کنترلرهای قدیمی PWM تحت شرایط ابری متغیر
• لامپ: ماژول LED 30 تا 80 وات با زاویه پرتو قابل تنظیم (معمولاً 60، 90 یا 120 درجه)، دمای رنگ 3000K تا 5700K قابل انتخاب، CRI بیشتر از 70
• کنترل های هوشمند: سنسور غروب تا طلوع، کم نور فعال شده با حرکت (100٪ در حرکت، 30 تا 50٪ در حالت آماده به کار)، و نظارت از راه دور اختیاری 4G/NB-IoT

انتخاب سایت و الزامات نصب

انتخاب مکان مناسب برای عملکرد قطب خورشیدی سیلندر بسیار مهم است. قطب باید دریافت کند حداقل 4 ساعت اوج آفتاب در روز (PSH) برای حفظ عملیات شبانه، اگرچه 5 تا 6 PSH برای عرض های جغرافیایی شمالی بالای 45 درجه توصیه می شود. موانعی مانند ساختمان‌ها، سایبان‌های درختان یا سازه‌های مجاور که بیش از بیش از آن روی تیرک سایه می‌اندازند. 2 ساعت در طول پنجره تولید پیک (10 صبح تا 3 بعد از ظهر به وقت خورشیدی) وضعیت شارژ باتری را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و ممکن است باعث تخلیه عمیق زودرس شود.

الزامات پایه برای یک قطب خورشیدی سیلندر 20 فوتی معمولاً به یک پایه بتنی نیاز دارد 18 تا 24 اینچ قطر و 4 تا 5 فوت عمق دارد ، با چهار پیچ لنگر روی دایره پیچ 8 تا 12 اینچی. ظرفیت باربری خاک باید قبل از نصب بررسی شود، به ویژه در خاک های رسی یا پر که ممکن است مقاومت به بالا آمدن کافی نباشد.

تحلیل هزینه و بازپرداخت

یک قطب خورشیدی سیلندر کاملاً نصب شده در طبقه مسکونی یا تجاری 20 فوتی از 2500 تا 6000 دلار برای هر واحد نصب شده ، در مقایسه با 800 تا 2500 دلار برای یک تیر فولادی معمولی متصل به شبکه و وسایل LED (به استثنای هزینه های ترانشه برقی و اتصال). ترانشه برقی برای نصب متصل به شبکه اضافه می کند 10 تا 30 دلار برای هر پای خطی ، به این معنی که هر سایتی که نزدیکترین اتصال به شبکه در فاصله بیش از 150 تا 300 فوتی باشد، اغلب در زمان نصب اولیه یا قبل از آن به برابری هزینه با خورشیدی می رسد.

صرفه جویی در هزینه های عملیاتی نیز قابل توجه است: چراغ های خیابانی متصل به شبکه معمولا مصرف می کنند 400 تا 1200 کیلووات ساعت در هر قطب در سال با قیمت انرژی فعلی، در حالی که یک قطب خورشیدی سیلندر هزینه انرژی مداوم و حداقل تعمیر و نگهداری دارد (تمیز کردن پانل یک یا دو بار در سال، تعویض باتری پس از 10 تا 15 سال تقریباً 300 تا 600 دلار برای هر قطب).

چراغ های خورشیدی برای عرشه پاسیو: انتخاب ارتفاع پست و سیستم مناسب

در میان در دسترس ترین برنامه های کاربردی برای روشنایی قطب خورشیدی، چراغ های خورشیدی برای عرشه پاسیو تاسیسات نشان دهنده یک بخش به سرعت در حال رشد است که به دلیل علاقه مالک خانه به حذف کارهای الکتریکی و در عین حال دستیابی به یک فضای زندگی در فضای باز با نور مناسب است. معیارهای انتخاب برای روشنایی پاسیو مسکونی و عرشه به طور معناداری با کاربردهای شهری یا تجاری متفاوت است.

ارتفاع بهینه برای پست های روشنایی پاسیو و عرشه

برای یک عرشه یا پاسیو مسکونی معمولی، چراغ های خورشیدی پس نصب شده بهترین عملکرد را در ارتفاعات بین 6 و 10 فوت . زیر 6 فوت، منبع نور نزدیک به سطح چشم قرار می گیرد و باعث ایجاد تابش خیره کننده و تداخل سایه در قسمت های نشستن می شود. بالاتر از 10 فوت، یک دستگاه خورشیدی درجه یک مسکونی به ندرت لومن کافی برای حفظ سطوح شمع پا در یک پاسیو استاندارد 200 تا 400 فوت مربع تولید می کند.

را most effective patio solar lighting layouts combine post heights strategically:

• تیرهای محیطی 8 فوتی: در گوشه ها و نقاط میانی نرده عرشه برای نور عمومی محیط نصب شده است
• چراغ های راه یا پله 4 تا 6 فوت: واحدهای خورشیدی سبک بولارد کم در امتداد راهروها، پله‌ها و مرزهای بستر کاشت
• تیرهای ایستاده 12 فوتی: یک یا دو قطب خورشیدی با خروجی بالاتر در مرکز برای روشنایی کار در فضای ناهار خوری یا آشپزی

چه چیزی را در چراغ های خورشیدی برای برنامه های عرشه پاسیو جستجو کنید

همه چراغ های پاسیو خورشیدی یکسان ساخته نمی شوند. شایع‌ترین شکایت صاحبان خانه این است که در روزهای کوتاه‌تر زمستان، چراغ‌ها تا نیمه‌شب به طور قابل توجهی کم می‌شوند یا کاملاً خاموش می‌شوند. مشخصات زیر نشان دهنده یک محصول با کیفیت است که قادر به کارکرد قابل اعتماد در تمام شب است:

• وات پنل حداقل 5 وات برای نور مصرفی 3 وات در ساعت (حاشیه معنی داری برای روزهای ابری فراهم می کند)
• ظرفیت باتری 2000 میلی آمپر ساعت یا بیشتر در 3.7 ولت برای واحدهای فشرده، یا 10000 میلی آمپر ساعت و بالاتر برای واحدهای پست بالا که انتظار می رود 10 تا 12 ساعت کار کنند.
• IP65 یا درجه حفاظت از نفوذ بالاتر برای مقاومت در برابر باران، رطوبت و تراکم در محیط های عرشه در فضای باز
• پنل خورشیدی و سر نور مجزا روی یک کابل کوتاه: امکان جهت دهی پانل به سمت جنوب در حالی که نور رو به پایین است، به طور چشمگیری عملکرد زمستانی را در آب و هوای شمالی بهبود می بخشد.
• خروجی لومن 300 تا 800 لومن برای واحدهای پاسیو پس از نصب؛ زیر 200 لومن فقط جنبه تزئینی دارد و برای حرکت ایمن در اطراف عرشه کافی نیست

نکات نصب برای حداکثر عملکرد خورشیدی روی عرشه

بسیاری از صاحبان خانه ها ناآگاهانه چراغ های عرشه خورشیدی را در مکان هایی نصب می کنند که عملکرد ضعیف را تضمین می کند. پنل خورشیدی روی یک لامپ پست پاسیو باید دریافت کند تابش مستقیم نور خورشید بدون سایه حداقل به مدت 6 ساعت در روز برای شارژ کامل باتری در طول یک روز معمولی تابستان. برآمدگی های عرشه، سقف آلاچیق، شاخه های درختان و سازه های مجاور رایج ترین موانع هستند. حتی سایه زنی جزئی، که در آن سایه فقط 20 درصد از سطح پانل را می پوشاند، می تواند خروجی را کاهش دهد 40 تا 60 درصد به دلیل معماری مدار سری اکثر پانل های خورشیدی کوچک.

هنگامی که خورشید کامل در محل پست در دسترس نیست، یک طرح پانل تقسیم شده را در نظر بگیرید: پانل خورشیدی را روی دیواری رو به جنوب یا ستون حصاری که در آن آفتاب در دسترس است نصب کنید، و کابل DC ولتاژ پایین را به سر چراغ در پست عرشه بکشید. کابل تا 15 فوت در 3.7 ولت تا 6 ولت با سیم گیج مناسب (22 تا 20 AWG) افت ولتاژ ناچیزی را ایجاد می کند و آزادی کامل در مکان یابی نور مستقل از پانل را فراهم می کند.

مقایسه انواع قطب نور: راهنمای تصمیم گیری عملی

با وجود انواع تیرک‌ها، ارتفاع‌های نصب و سیستم‌های انرژی موجود، انتخاب راه‌حل مناسب مستلزم تطبیق دسته محصول با الزامات کاربردی است. چارچوب مقایسه زیر به رایج ترین نقاط تصمیم گیری می پردازد.

کدها، استانداردها و مجوزهای نصب تیرهای نور

هرگونه نصب تیر چراغ برق دائمی تابع قوانین ساختمانی محلی، استانداردهای برق و قوانین منطقه بندی بالقوه است. استانداردهای زیر متداول‌ترین استانداردهایی هستند که در ایالات متحده به آنها ارجاع می‌شود و مبنایی را نشان می‌دهد که اکثر حوزه‌های قضایی آن را اتخاذ می‌کنند یا به آن ارجاع می‌دهند:

استانداردهای کلیدی برای دانستن

• AASHTO LTS-6: مشخصات استاندارد برای تکیه گاه های سازه ای برای علائم بزرگراه، لامپ ها و علائم راهنمایی و رانندگی. این امر بر طراحی بار باد برای تیرهای چراغ خیابان فولادی در حقوق عمومی راه حاکم است.
• ANSI/NEMA SL-1 و SL-2: بر ارتفاع نصب لامپ و تنظیمات بازو برای روشنایی خیابان نظارت می کند.
• IES RP-8: را Illuminating Engineering Society's Roadway Lighting standard, which provides mounting height and spacing recommendations for each road classification.
• NEC ماده 410: الزامات کد ملی برق برای نصب لامپ، اتصال زمین و روش های سیم کشی مربوط به قطب های متصل به شبکه.
• احکام آسمان تاریک: بیش از 200 شهر و شهرستان ایالات متحده قوانین نورپردازی مدل بین‌المللی آسمان تاریک (IDA) را اتخاذ کرده‌اند که ارتفاع نصب را در بر می‌گیرد، نیاز به وسایل قطع کامل دارد و انتشار نور به سمت بالا را محدود می‌کند. قبل از تعیین هر قطب در بالا، الزامات محلی را بررسی کنید 25 فوت in residential zones .

زمانی که مجوز لازم است

مجوز ساختمان معمولاً برای هر ستونی با فونداسیون (دفن مستقیم یا پایه لنگر) که یک سازه دائمی خواهد بود، مورد نیاز است. آستانه بسته به حوزه قضایی متفاوت است، اما یک قانون رایج این است: هر سازه ای با ارتفاع بیش از 6 فوت و متصل به زمین نیاز به مجوز دارد . چراغ های عرشه پاسیو خورشیدی روی پایه های قابل جابجایی یا درپوش های پست معمولاً نیازی به مجوز ندارند. قطب های خورشیدی سیلندر، قطب های خورشیدی پیچیده شده و تیرهای چراغ خیابان فولادی روی پایه های دائمی تقریباً همیشه این کار را انجام می دهند.

سوالات متداول

1. ارتفاع استاندارد چراغ خیابان مسکونی چقدر است؟

را standard height lamp post for residential streets is typically 20 تا 25 فوت (6 تا 7.6 متر) . این محدوده نور کافی را برای یک جاده مسکونی دو بانده با کنترل قابل قبول تابش خیره کننده برای خانه های مجاور متعادل می کند. برخی از محله‌های قدیمی‌تر دارای تیرهایی به کوتاه‌تر از 15 فوت هستند، در حالی که توسعه‌های حومه‌ای جدید معمولاً از تیرهای فولادی 20 فوتی با سر کبرا یا وسایل جعبه کفش LED استفاده می‌کنند.

2. ارتفاع تیر چراغ در پارکینگ چقدر است؟

تیرهای چراغ پارکینگ معمولاً هستند قد 20 تا 30 فوت ، با 25 فوت بیشترین ارتفاع مشخص شده برای قطعات سطح استاندارد است. تیرهای بلندتر از 30 تا 35 فوت در زمین‌های بزرگ استفاده می‌شود که به حداقل رساندن تعداد کل تیرک‌ها در اولویت است، زیرا هر وسیله مساحت بزرگ‌تری را پوشش می‌دهد. قطب های کوتاهتر 15 تا 20 فوتی گاهی اوقات در قطعات کوچک یا سازه های سرپوشیده استفاده می شود که در آن فاصله بالای سر ارتفاع را محدود می کند.

3. تفاوت بین قطب خورشیدی پیچیده و قطب خورشیدی سیلندر چیست؟

قطب پیچیده خورشیدی یک تیر نور خیابانی فولادی معمولی است که سلول‌های فتوولتائیک انعطاف‌پذیر روی آن لایه‌بندی شده یا در اطراف سطح بیرونی پیچیده شده‌اند. قطب خورشیدی سیلندر یک سیستم هدفمند طراحی شده است که در آن شکل استوانه‌ای، سلول‌های خورشیدی، باتری، کنترل‌کننده شارژ و وسایل LED مهندسی شده و در کارخانه به عنوان یک محصول واحد مونتاژ می‌شوند. قطب های خورشیدی سیلندر تمایل به بهینه سازی سیستم و ضمانت های بهتری دارند، در حالی که قطب های خورشیدی پیچ خورده انعطاف پذیری بیشتری را در تطبیق ستون های موجود با تولید خورشیدی ارائه می دهند.

4. یک پنل خورشیدی منعطف چه تفاوتی با یک پنل صلب در روشنایی فضای باز دارد؟

یک پنل خورشیدی انعطاف‌پذیر از سلول‌های تک کریستالی با لایه نازک یا محصور شده بر روی یک پوشش پلیمری استفاده می‌کند و آن را قادر می‌سازد تا با سطوح منحنی مانند استوانه‌های قطبی مطابقت داشته باشد. پانل های صلب از سلول های محصور شده با شیشه در یک قاب آلومینیومی استفاده می کنند و باید به صورت صاف نصب شوند. پانل های انعطاف پذیر هستند 60 تا 80 درصد سبک تر و حداقل بار باد را اضافه کنید، که آنها را برای کاربردهای خورشیدی یکپارچه قطب ضروری می کند. با این حال، آنها معمولا یک 5 تا 10 سال عمر مفید کمتر نسبت به پانل های شیشه ای سفت و سخت و هزینه هر وات ظرفیت بیشتر است.

5. چراغ های خورشیدی برای عرشه پاسیو در چه ارتفاعی باید نصب شوند؟

چراغ‌های خورشیدی برای کاربردهای عرشه پاسیو بهترین عملکرد را دارند که بعداً در آن نصب شوند 7 تا 9 فوت برای روشنایی عمومی محیط در این ارتفاع، منبع نور سطح چشم معمولی بزرگسالان را پاک می‌کند (با اجتناب از تابش خیره‌کننده) در حالی که به اندازه کافی پایین می‌ماند تا یک چراغ خورشیدی مسکونی جمع و جور برای حفظ سطوح مفید شمع پا در سطح عرشه. چراغ های بولارد پله و مسیر معمولاً 18 تا 36 اینچ ارتفاع دارند و به جای تأمین روشنایی منطقه، وظیفه جداگانه ای را برای علامت گذاری تغییرات سطح و لبه ها انجام می دهند.

6. تیر چراغ برق فولادی باید در چه عمقی دفن شود؟

را standard depth for direct burial Steel Street Light Poles follows the formula: 10٪ از کل طول قطب به اضافه 2 فوت . برای یک تیر 30 فوتی، این به معنای عمق دفن 5 فوت است. برای تاسیسات پایه لنگر، عمق فونداسیون بتنی معمولاً توسط یک مهندس سازه بر اساس شرایط خاک و الزامات بار باد مشخص می شود، اما معمولاً از 3.5 تا 5 فوت عمق دارد برای تیرهای تا 35 فوت.

7. آیا قطب خورشیدی سیلندر می تواند در آب و هوای ابری کار کند؟

بله، اما استقلال باتری متغیر کلیدی طراحی است. یک قطب خورشیدی سیلندر مشخص در آب و هوای با میانگین 3 ساعت اوج خورشید در روز (معمولاً در شمال اروپا یا شمال غرب اقیانوس آرام ایالات متحده در زمستان) همچنان می تواند به طور قابل اعتماد کار کند اگر بسته باتری فراهم کند. 3 تا 5 روز خودمختاری در روشنایی کامل . سیستم‌های دارای کم نور هوشمند مصرف انرژی را 50 تا 70 درصد در دوره‌های کم ترافیک کاهش می‌دهند و زمان اجرا را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند. نصب‌کنندگان در مناطق ابری باید بانک باتری‌های بزرگ‌تری را مشخص کنند و بخش‌های پانل قابل تنظیم با شیب را برای ثبت حداکثر زاویه خورشید در زمستان در نظر بگیرند.

8. ارتفاع پست نور برای کاربردهای بزرگراه یا دکل بلند چقدر است؟

تیرهای چراغ برق بزرگراه و دکل بلند از 40 تا 100 فوت یا بیشتر در ارتفاع قطب های دکل بلند استاندارد در تقاطع بزرگراه ها معمولاً هستند قد 60 تا 80 فوت و چندین سر چراغ (4 تا 12 فیکسچر) را روی حلقه ای که توسط یک وینچ پایین آورده شده است برای نگهداری حمل کنید. این رویکرد به طور چشمگیری تعداد قطب های مورد نیاز برای روشن کردن یک منطقه تبادل بزرگ را در مقایسه با قطب های جاده استاندارد کاهش می دهد و هزینه زیرساخت و الزامات دسترسی به تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد.

9. آیا قطب های بسته بندی شده خورشیدی نیاز به اتصال الکتریکی به شبکه دارند؟

نه. قطب های پیچیده شده خورشیدی به عنوان سیستم های کاملاً خارج از شبکه طراحی شده اند. آنها برق را به طور کامل در مجموعه قطب تولید، ذخیره و مصرف می کنند و نیازی به اتصال به شبکه برق ندارند. این یکی از مزایای اصلی آنها در توسعه جدید، برنامه های کاربردی روستایی و راه دور است که در آن هزینه های توسعه شبکه بالا است. برخی از نصب ها شامل یک اتصال پشتیبان سیمی کوچک به عنوان یک معیار افزونگی هستند، اما این یک گزینه به جای یک الزام است و در بیشتر استقرارها مورد نیاز نیست.

10. چگونه بین تیر چراغ خیابان فولادی 20 فوت و 30 فوت برای پارکینگ یکی را انتخاب کنم؟

را primary decision factor is the number of poles you want in the lot. A 30-foot pole with a 150W LED fixture typically illuminates a coverage area of قطر 90 تا 120 فوت ، در حالی که یک تیر 20 فوتی تقریباً پوشش می دهد 50 تا 70 فوت تحت شرایط ثابت ثابت. تیرهای کمتر و بلندتر هزینه های پایه و مدار الکتریکی را کاهش می دهد، اما برای حفظ اهداف شمع پا به وسایل با خروجی بالاتر نیاز دارد. اگر زمین دارای درختان یا موانع تاج‌پوش باشد که قطب‌های بلندتر را مسدود می‌کند، یا اگر کدهای محلی ارتفاع 25 فوت را محدود می‌کنند، قطب‌های 20 فوتی علی‌رغم نیاز به واحدهای بیشتر، انتخاب عملی خواهند بود.

ارتفاعات قطب نور، انواع پایه چراغ، و جهت گیری پنل خورشیدی در یک نگاه

تیرهای نور از 3 متر (10 فوت) برای باغ های مسکونی و کاربردهای مسیرها تا 40 متر (130 فوت) یا بیشتر برای تأسیسات تبادل ورزشگاه و بزرگراه با دکل های بلند متغیر است. تیرهای استاندارد چراغ خیابان معمولاً 8 تا 12 متر (26 تا 40 فوت) برای جاده های مسکونی و شریانی هستند، در حالی که تیرهای پارکینگ 6 تا 10 متر (20 تا 33 فوت) هستند. درک ارتفاع صحیح برای هر برنامه قبل از خرید ضروری است زیرا ارتفاع قطب مستقیماً سطح روشنایی در زمین، تعداد قطب های مورد نیاز و مشخصات پایه مورد نیاز برای مقاومت در برابر بارگذاری باد در ارتفاع معین را تعیین می کند.

برای قطب های خورشیدی که a پنل خورشیدی در کنار یا بالای یک وسیله روشنایی، زاویه بهینه برای صفحات خورشیدی در قاره ایالات متحده از حدود 25 درجه در فلوریدا (عرض جغرافیایی 25 تا 30 درجه شمالی) تا 47 درجه در مونتانا و داکوتای شمالی (عرض جغرافیایی 45 تا 49 درجه شمالی) متغیر است. جهت تاسیسات شیب ثابت به سمت جنوب در نیمکره شمالی است. برای هر کد پستی خاصی در ایالات متحده، ماشین‌حساب PVWatts آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر (NREL) منبع خورشیدی دقیق و زاویه شیب بهینه را برای آن مکان ارائه می‌کند و حدس و گمان را از مشخصات پنل خورشیدی در قطب‌های خورشیدی حذف می‌کند.

این راهنما تمام این موضوعات را با جزئیات عملی پوشش می دهد: ارتفاع قطب های نور استاندارد بر اساس کاربرد، انواع اصلی تیرهای چراغ و تفاوت های مهندسی آنها، نحوه عملکرد قطب های خورشیدی به عنوان یک سیستم یکپارچه، نحوه تعیین جهت صحیح پنل خورشیدی با کد پستی، و نحوه محاسبه زاویه بهینه پانل های خورشیدی برای حداکثر بازده انرژی سالانه.

ارتفاع تیرهای نور چقدر است: ارتفاعات استاندارد بر اساس کاربرد

این سوال که ارتفاع تیرهای نور چقدر است را نمی توان با یک عدد پاسخ داد، زیرا ارتفاع صحیح نصب بستگی به کاربرد دارد: سطح روشنایی هدف روی زمین، فاصله بین قطب ها، عرض ناحیه در حال روشن شدن، و توزیع فتومتریک چراغ در حال نصب. هر ترکیبی از این متغیرها یک ارتفاع بهینه قطب منحصر به فرد ایجاد می کند که پوشش، یکنواختی و کنترل تابش نور را متعادل می کند.

روشنایی خیابان و مسیرهای مسکونی

روشنایی خیابان محله های مسکونی از کوتاه ترین ارتفاعات قطب در بین هر کاربرد جاده عمومی استفاده می کند. تیرهای روشنایی خیابانی مسکونی استاندارد در ایالات متحده و اروپا معمولاً هستند 5 تا 8 متر (16 تا 26 فوت) بلند، با 6 متر که بیشترین ارتفاع مشخص شده برای خیابان های مسکونی استاندارد با عرض 6 تا 8 متر است. در این ارتفاع، یک چراغ LED استاندارد جاده با توزیع فتومتریک نوع II یا نوع III، روشنایی مناسبی را در مسیر و مسیر پیاده روی مجاور با فاصله قطب های 25 تا 35 متر فراهم می کند.

نورپردازی فقط برای عابر پیاده و مسیرها معمولاً از قطب های کوتاه تری استفاده می کند 3 تا 5 متر (10 تا 16 فوت) ، زیرا روشنایی هدف برای مناطق عابر پیاده کمتر از کالسکه وسایل نقلیه است و به این دلیل که ارتفاعات پایین تر، محیط بصری صمیمی تر و متناسب با مقیاس انسانی را برای پارک ها، میدان ها و باغ های مسکونی فراهم می کند. لامپ های پست بالا به سبک بولارد در محدوده ارتفاع 0.6 تا 1.2 متر پایین ترین انتهای دسته روشنایی مسیر را مشخص می کنند و عمدتاً برای مرزبندی لبه ها به جای روشنایی عمومی استفاده می شوند.

روشنایی جاده های تجاری و شریانی

خیابان‌های تجاری، جاده‌های شریانی و خیابان‌های جمع‌کننده شهری به ارتفاعات نصب بالاتری نسبت به خیابان‌های مسکونی نیاز دارند تا روشنایی کافی را در مسیرهای بزرگ‌تر فراهم کنند و نسبت‌های یکنواختی قابل قبولی را در خطوط مختلف سفر حفظ کنند. ارتفاع نصب استاندارد برای روشنایی خیابان های تجاری و جاده های شریانی می باشد 8 تا 12 متر (26 تا 40 فوت) ، با 10 متر معمول ترین ارتفاع مشخص شده برای جاده های شریانی دو بانده با عرض 10 تا 14 متر است.

برای بزرگراه‌های تقسیم‌بندی شده و جاده‌های دوتایی که در آن تیرها در میانه مرکزی قرار می‌گیرند و باید ترافیک را در هر دو جهت از یک قطب روشن کنند، ارتفاع نصب استاندارد به افزایش می‌یابد. 12 تا 14 متر (40 تا 46 فوت) با پیکربندی های براکت دو بازویی که لامپ ها را بر روی هر کالسکه گسترش می دهد. این پیکربندی تعداد کل قطب‌ها را برای بخش‌های جاده‌ای تقسیم‌شده تقریباً 40 درصد در مقایسه با نصب تک بازوی کنار جاده کاهش می‌دهد و هزینه نصب را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.

پارکینگ و روشنایی محوطه

تیرهای چراغ پارکینگ معمولاً هستند 6 تا 10 متر (20 تا 33 فوت) بلند، با ارتفاع خاص انتخاب شده بر اساس طرح پارکینگ، سطح روشنایی مورد نیاز (معمولا 10 تا 50 فوت شمع در درجه بسته به الزامات امنیتی)، و توزیع نورسنجی لامپ. ارتفاعات نصب کمتر (6 تا 7 متر) در مناطق پارکینگ مسکونی که به حداقل رساندن سرریز نور به املاک مجاور اولویت طراحی است، رایج است. ارتفاع‌های نصب بالاتر (8 تا 10 متر) در پارکینگ‌های تجاری و خرده‌فروشی استفاده می‌شود که در آن فاصله بین قطب‌ها برای کاهش تعداد تیرها و پایه‌ها در یک زمین بزرگ مطلوب است.

نورپردازی ورزشی و دکل بالا

تیرهای روشنایی زمین ورزشی برای تفریح جامعه و امکانات مدرسه از 12 تا 20 متر (40 تا 65 فوت) برای دستیابی به ارتفاعات نصب مورد نیاز برای سطوح روشنایی درجه حرفه ای در زمین های بازی بدون تابش خیره کننده بیش از حد در بازیکنانی که به سمت بالا به سمت چراغ ها نگاه می کنند. امکانات ورزشی حرفه ای و در سطح استادیوم از سازه های برج تخصصی استفاده می کنند 20 تا 45 متر (65 تا 150 فوت) بسته به ورزش و سطح روشنایی مورد نیاز (تا 2000 لوکس برای پوشش تلویزیونی با کیفیت پخش رویدادهای مهم).

تیرهای روشنایی دکل بلند برای مبادلات بزرگراهی، تأسیسات بندری، پیش بند فرودگاه و محوطه های صنعتی بزرگ از 20 تا 40 متر (65 تا 130 فوت) در ارتفاع، با مجموعه‌های حلقه‌ای از 6 تا 20 چراغ در هر قطب که مجموعاً مناطقی تا 30000 متر مربع را از یک مکان تک قطبی روشن می‌کنند.

مرجع سریع ارتفاع قطب نور

انواع پایه چراغ: یک طبقه بندی عملی

انواع تیرهای چراغ که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، طیفی از طرح های چدنی تزئینی سنتی تا سازه های فولادی و آلومینیومی مهندسی شده مدرن را در بر می گیرند، که هر کدام برای الزامات زیبایی شناختی، ساختاری و عملکردی مختلف مناسب هستند. درک انواع اصلی چراغ‌ها به تعیین‌کننده‌ها، شهرداری‌ها و مالکان املاک اجازه می‌دهد تا نوع قطب را با الزامات برنامه مطابقت دهند نه اینکه آشناترین یا کم‌هزینه‌ترین گزینه را پیش‌فرض قرار دهند.

میله های مخروطی مستقیم فولادی یا آلومینیومی

پایه لامپ استاندارد برای اکثر کاربردهای مدرن روشنایی جاده و پارکینگ، قطب فولادی یا آلومینیومی مخروطی مستقیم است. این قطب‌ها با نورد و جوش ورق فولادی (برای مدل‌های فولادی گالوانیزه) یا اکسترود کردن شمش‌های آلومینیومی (برای مدل‌های آلومینیومی) به یک مخروط مخروطی که از قطر پایه بزرگ‌تر به قطر نوک کوچک‌تر کاهش می‌یابد، تولید می‌شوند. مخروطی با متمرکز کردن مواد در جایی که تنش خمشی بالاترین (در پایه) است و کاهش مواد در جایی که تنش کمتر است (در نوک) کارایی سازه را بهبود می بخشد.

قطب های مخروطی فولادی گالوانیزه پرمصرف ترین نوع تیر چراغ در سطح جهان هستند زیرا عملکرد ساختاری عالی را با کمترین هزینه مواد در هر متر ارتفاع ارائه می دهند. گالوانیزه گرم به روش ASTM A123 پوشش روی 85 تا 140 میکرون ایجاد می کند که از فولاد زیرین به مدت 20 تا 30 سال در اکثر شرایط جوی محافظت می کند. قبل از اینکه پوشش مجدد لازم شود. قیمت پایه‌های مخروطی آلومینیومی تقریباً 30 تا 50 درصد بیشتر از قطب‌های فولادی مشابه است، اما نیازی به عملیات سطحی ندارند و در همه محیط‌ها به جز تهاجمی‌ترین محیط‌های صنعتی و دریایی، به‌طور نامحدود در برابر خوردگی مقاومت می‌کنند، و آنها را به انتخاب ترجیحی برای تاسیسات ساحلی تبدیل می‌کند.

چراغدان های تزئینی و میراثی

چراغ‌های تزئینی در مناطق تاریخی، مراکز شهرها، خیابان‌های خرید، میدان‌ها، پارک‌ها و هر گونه نصبی که خود تیر چراغ باید به جای اینکه یک ساختار صرفاً سودمند باشد، باید به ویژگی زیبایی‌شناختی محیط کمک کند، استفاده می‌شود. عمده ترین مواد مورد استفاده در انواع دکوری و میراثی چراغدان ها عبارتند از:

• چدن: مواد پایه چراغ سنتی مورد استفاده در نورپردازی خیابان‌های دوران ویکتوریا و ادواردیا که هنوز برای پروژه‌های حفاظت از میراث و تأسیسات جدید که نیاز به ظاهری معتبر از دوره دارند بازتولید می‌شود. تیرهای چراغ چدنی بسیار سنگین هستند (معمولاً 200 تا 600 کیلوگرم برای یک تیر 4 متری استاندارد) و برای جلوگیری از زنگ زدگی نیاز به تعمیر و نگهداری منظم رنگ دارند، اما ویژگی بصری ارائه می دهند که مواد مدرن نمی توانند آن را تکرار کنند. آنها در برابر ضربه ای که باعث فرورفتگی قطب های فولادی یا آلومینیومی می شود، مقاوم هستند.
• آلومینیوم ریخته گری: چراغ‌های تزئینی مدرن نمایه‌های بصری طرح‌های چدن سنتی را در آلومینیوم ریخته‌گری تکرار می‌کنند، که به طور قابل‌توجهی سبک‌تر (تقریباً یک سوم وزن چدن)، مقاوم در برابر خوردگی بدون رنگ‌آمیزی، و در هر رنگ پودری برای انعطاف‌پذیری طراحی موجود است. چراغ‌های تزئینی آلومینیومی ریخته‌گری انتخاب غالب برای تاسیسات تزئینی روشنایی خیابانی جدید هستند زیرا زیبایی‌شناسی میراث را با ویژگی‌های مصالح مدرن ارائه می‌دهند.
• پلیمر تقویت شده با فایبرگلاس (FRP): چراغ‌های تزئینی FRP در محیط‌های ساحلی، کارخانه‌های شیمیایی و سایر محیط‌های خورنده که حتی آلومینیوم نیاز به تعمیر و نگهداری غیرقابل قبولی دارد و در کاربردهایی که هیچ‌گونه اجزای فلزی را نمی‌توان تحمل کرد، استفاده می‌شود. قطب های FRP را می توان در هر رنگ و بافت سطحی تولید کرد و خطر خوردگی در هر محیط جوی را ندارد.

تیرهای بتنی ریسیده شده

تیرهای بتنی ریسیده دسته عمده ای از انواع تیرهای چراغ هستند که در بازارهای در حال توسعه و در برخی کاربردهای بزرگراه های پرترافیک در بازارهای توسعه یافته استفاده می شوند که در آن هزینه بسیار کم و نیازهای تعمیر و نگهداری صفر آنها بر معایب سنگین وزن و انعطاف پذیری زیبایی شناختی محدود آنها بیشتر است. قطب های بتنی پیش تنیده با ریختن بتن در یک قالب استوانه ای در حال چرخش ساخته می شوند که از نیروی گریز از مرکز برای تحکیم مخلوط در اطراف یک هسته سیم فولادی پیش تنیده استفاده می کند. قطب به دست آمده قوی، بادوام است و نیازی به تعمیر و نگهداری سطحی ندارد، اما بسیار سنگین است، حمل و نقل آن به مکان های دوردست دشوار است و نمی توان آن را با پودر پوشش داد یا به راحتی پس از ساخت اصلاح کرد.

تیرهای فولادی هشت ضلعی و گرد برای کاربردهای تجاری

برای پارکینگ ها، املاک تجاری و تأسیسات صنعتی سبک که عملکرد سازه متوسط و هزینه رقابتی هر دو مهم هستند، قطب های فولادی مستقیم هشت ضلعی به طور گسترده مشخص شده اند. سطح مقطع هشت ضلعی مقاومت بهتری در برابر ارتعاشات ناشی از باد نسبت به مقاطع دایره ای با ضخامت دیواره معادل ایجاد می کند، زیرا هندسه هشت ضلعی ریزش گردابی را می شکند که باعث نوسان قطب های دایره ای در سرعت های خاص باد می شود (پدیده ای به نام رزونانس گردابی کارمان که باعث خرابی رزونانس گردابی زیاد در مناطق خستگی گرد شده است).

انواع پایه چراغ: جدول مقایسه

قطب های خورشیدی: روشنایی یکپارچه خورشیدی چگونه کار می کند

قطب های خورشیدی عملکرد ساختاری یک قطب نور معمولی را با یک پنل خورشیدی یکپارچه که انرژی الکتریکی را برای تامین انرژی لامپ تولید می کند، یک سیستم باتری که انرژی جمع آوری شده در طول روز را برای استفاده در شب ذخیره می کند، و یک کنترل کننده هوشمند که جریان انرژی بین پنل خورشیدی، باتری و لامپ را مدیریت می کند تا ساعات روشنایی مطمئن را بدون توجه به تابش روزانه به حداکثر برساند.

اجزای اصلی یک منظومه قطبی خورشیدی

هر سیستم قطب خورشیدی اجزای زیر را ادغام می کند و مشخصات هر جزء، قابلیت اطمینان، استقلال سیستم (چند روزهای ابری متوالی می تواند بدون شارژ مجدد کار کند) و هزینه کل را تعیین می کند:

• پنل خورشیدی: ماژول فتوولتائیک که نور خورشید را به انرژی الکتریکی DC تبدیل می کند. پانل های سیلیکونی تک کریستالی با راندمان 20% تا 23% مشخصات استاندارد برای کاربردهای قطب خورشیدی هستند زیرا راندمان بالاتر آنها در واحد سطح باعث می شود ابعاد پانل کوچکتر برای یک توان خروجی مشخص شود که باعث کاهش بار باد بر روی قطب می شود و نسبت بصری پنل خورشیدی را نسبت به ارتفاع قطب بهبود می بخشد. رتبه بندی توان پنل برای قطب های خورشیدی از 30 وات برای تیرهای روشنایی مسیرهای کوچک تا 400 وات یا بیشتر برای قطب های خورشیدی روشنایی جاده با قدرت بالا متغیر است.
• سیستم ذخیره سازی باتری: انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل خورشیدی را برای استفاده در طول شب و دوره های ابری ذخیره می کند. باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (LiFePO4) استاندارد فعلی برای کاربردهای قطب خورشیدی هستند، زیرا عمر چرخه طولانی دارند (2000 تا 4000 چرخه شارژ-تخلیه کامل، نشان دهنده 5 تا 11 سال چرخه روزانه)، پایداری حرارتی و چگالی انرژی بالا. باتری‌های سرب اسیدی هنوز در کاربردهای حساس به هزینه استفاده می‌شوند، اما نیاز به تعویض مکرر دارند (معمولاً هر 2 تا 4 سال) و عمر چرخه‌ای به‌طور قابل‌توجهی پایین‌تر دارند.
• چراغ ال ای دی: دستگاه خروجی نور، تقریباً به طور کلی LED در تاسیسات قطب خورشیدی جدید است، زیرا کارایی نوری بالای LED (معمولاً 130 تا 180 لومن در هر وات برای چراغ‌های جاده و ناحیه) باعث می‌شود پنل خورشیدی و اندازه باتری مورد نیاز برای یک سطح روشنایی مشخص به حداقل برسد، که مستقیماً هزینه سرمایه سیستم کامل قطب خورشیدی را کاهش می‌دهد.
• کنترل کننده شارژ: دستگاه الکترونیکی که شارژ باتری را از پنل خورشیدی مدیریت می کند، از شارژ بیش از حد و تخلیه بیش از حد جلوگیری می کند و در سیستم های مدرن، کم نور تطبیقی لامپ LED را بر اساس وضعیت شارژ باقی مانده باتری، زمان شب و ورودی های تشخیص حرکت کنترل می کند تا استقلال سیستم را در دوره های کاهش ورودی خورشیدی به حداکثر برساند.

مزایای قطب های خورشیدی نسبت به روشنایی متصل به شبکه

• بدون نیاز به اتصال به شبکه: قطب های خورشیدی هزینه های عمرانی ترانشه برای کابل های برق زیرزمینی را که معمولاً 40 تا 60 درصد از کل هزینه نصب شده یک سیستم روشنایی معمولی متصل به شبکه را تشکیل می دهد، حذف می کند. برای نصب در مکان‌های دور، در امتداد مسیرهای جاده‌ای جدید که زیرساخت‌های الکتریکی وجود ندارد، یا در مکان‌هایی که هزینه‌های اتصال به شبکه بالاست، حذف این هزینه عمرانی، قطب‌های خورشیدی را از نظر اقتصادی رقابتی یا برتر از جایگزین‌های متصل به شبکه می‌کند.
• صفر هزینه برق جاری: پس از دوره بازیابی هزینه سرمایه، قطب های خورشیدی با هزینه انرژی الکتریکی صفر کار می کنند، زیرا پنل خورشیدی تمام انرژی الکتریکی مورد نیاز را از تابش خورشیدی آزاد تولید می کند. برای شهرداری‌ها در بازارهایی با تعرفه‌های بالای برق، این صرفه‌جویی مداوم در هزینه نشان‌دهنده یک مزیت مالی قابل توجه نسبت به عمر 15 تا 25 ساله تاسیسات قطب خورشیدی است.
• استقرار سریع: تاسیسات قطب خورشیدی را می توان به طور قابل توجهی سریعتر از مشابه های متصل به شبکه تکمیل کرد زیرا هیچ وابستگی به در دسترس بودن ابزار برق برای ایجاد اتصال به شبکه وجود ندارد. این مزیت به ویژه برای استقرار روشنایی اضطراری، روشنایی رویداد موقت، و زیرساخت‌های توسعه جدید که باید قبل از ایجاد زیرساخت‌های شبکه برق دائمی عملیاتی شوند، قابل توجه است.

محدودیت ها و محدودیت های طراحی قطب های خورشیدی

• منبع خورشیدی وابسته به مکان: قطب های خورشیدی عملکرد قابل اعتمادی را در مکان هایی با تابش خورشیدی کافی ارائه می دهند ( ساعات اوج خورشید سالانه بالای 4 ساعت در روز)، اما قابلیت اطمینان آنها در عرض های جغرافیایی شمالی (بالای 55 درجه شمالی) در طول ماه های زمستان که ساعات اوج خورشید می تواند به زیر 1 تا 2 ساعت در روز برای دوره های طولانی کاهش یابد، مشکل ساز می شود. در این مکان‌ها، پنل‌های خورشیدی بسیار بزرگ و سیستم‌های باتری برای عملیات زمستانی مطمئن مورد نیاز است، که به طور قابل توجهی هزینه سرمایه را افزایش می‌دهد و به طور بالقوه جایگزین‌های متصل به شبکه را مقرون به صرفه‌تر می‌کند.
• حساسیت سایه: پنل خورشیدی روی قطب خورشیدی در یک ارتفاع و جهت ثابت نصب می‌شود و اگر سایت پس از نصب تحت سایه درختان، ساختمان‌های جدید یا سازه‌های دیگر قرار گیرد، نمی‌توان آن را تغییر مکان داد. حتی سایه‌زنی جزئی یک پنل خورشیدی می‌تواند انرژی خروجی آن را به‌طور چشمگیری کاهش دهد، زیرا اکثر پیکربندی‌های استاندارد پنل خورشیدی از دیودهای بای‌پس استفاده می‌کنند که باعث می‌شود سلول‌های سایه‌دار به طور موثری قطع شوند و خروجی پانل را بیش از نسبتی که به تنهایی نشان می‌دهد، کاهش می‌دهد.
• هزینه تعویض باتری: برخلاف لامپ‌های متصل به شبکه که فقط به تعمیر و نگهداری لامپ و راننده نیاز دارند، سیستم‌های قطب خورشیدی بسته به شیمی باتری و عمق چرخه تخلیه نیاز به تعویض باتری هر 5 تا 10 سال یکبار دارند. این هزینه تعویض باتری باید در مقایسه هزینه کل چرخه عمر بین قطب های خورشیدی و جایگزین های متصل به شبکه لحاظ شود.

زاویه بهینه برای پانل های خورشیدی: فیزیک و قوانین عملی

زاویه بهینه برای پانل های خورشیدی، زاویه شیب (اندازه گیری شده از افقی) است که در آن یک پنل خورشیدی شیب ثابت حداکثر تابش خورشیدی کل را در طول سال کامل برای یک مکان جغرافیایی معین می گیرد. این زاویه توسط عرض جغرافیایی نصب و تغییر انحراف خورشیدی در طول سال تعیین می شود.

چرا Latitude زاویه بهینه را برای پانل های خورشیدی تعیین می کند؟

ارتفاع خورشید در آسمان در ظهر خورشیدی (زمانی که در بالاترین حد در آسمان و در جنوب در نیمکره شمالی قرار دارد) با عرض جغرافیایی ناظر و با فصل متفاوت است. در خط استوا (عرض جغرافیایی 0 درجه)، خورشید در ظهر خورشیدی در طول اعتدال مستقیماً از بالای سر می گذرد. در عرض جغرافیایی 45 درجه شمالی (عرض جغرافیایی تقریبی مینیاپولیس، مینه سوتا یا میلان ایتالیا)، خورشید در ظهر خورشیدی در طول اعتدال 45 درجه بالاتر از افق قرار دارد و در زمستان کمتر و در تابستان بالاتر است.

یک پنل خورشیدی شیب ثابت، زمانی که عمود بر اشعه خورشید باشد، حداکثر تابش خورشید را جذب می کند. از آنجایی که میانگین زاویه ارتفاع خورشید در طول سال برابر با مکمل عرض جغرافیایی (90 درجه منهای عرض جغرافیایی) است، زاویه بهینه برای صفحات خورشیدی در یک مکان مشخص تقریباً برابر با زاویه عرض جغرافیایی محلی است. در عرض جغرافیایی 35 درجه شمالی (تقریباً عرض جغرافیایی لس آنجلس، کالیفرنیا، یا توکیو، ژاپن)، زاویه بهینه شیب سالانه تقریباً 33 تا 37 درجه است. در عرض جغرافیایی 51 درجه شمالی (تقریباً عرض جغرافیایی لندن، انگلستان، یا کلگری، کانادا)، زاویه بهینه شیب سالانه تقریباً 49 تا 53 درجه است.

محاسبه دقیق زاویه بهینه برای حداکثر کردن بازده سالانه

داده‌های تحقیق و شبیه‌سازی از NREL و ابزار PVWatts تأیید می‌کنند که رابطه تجربی بین عرض جغرافیایی و زاویه شیب بهینه برای حداکثر کردن بازده سالانه در اکثر مکان‌ها از الگوی پیروی می‌کند:

• برای عرض های جغرافیایی بین 0 تا 25 درجه: زاویه شیب بهینه تقریباً 0.87 برابر عرض جغرافیایی به اضافه 3.1 درجه است. در عرض جغرافیایی 20 درجه، این شیب بهینه تقریباً 20.5 درجه را می دهد.
• برای عرض های جغرافیایی بین 25 تا 50 درجه: زاویه شیب بهینه تقریباً برابر است با عرض جغرافیایی به علاوه 2 تا 5 درجه. در عرض جغرافیایی 40 درجه، شیب مطلوب تقریباً 42 تا 45 درجه است.
• برای عرض های جغرافیایی بالای 50 درجه: زاویه شیب سالانه بهینه معمولاً 50 تا 55 درجه است، اگرچه استراتژی‌های بهینه‌سازی فصلی که شیب را در زمستان افزایش می‌دهند و در تابستان کاهش می‌دهند، می‌توانند بازده سالانه را نسبت به زاویه ثابت در این مکان‌های با عرض جغرافیایی بالا بهبود بخشند.

جریمه تسلیم برای خارج شدن از زاویه بهینه به میزان مثبت یا منفی 5 درجه معمولاً تنها 1٪ تا 3٪ عملکرد سالانه است. ، به این معنی که محدودیت های عملی مانند راحتی ساختاری، زیبایی شناسی، یا نیاز به یک براکت با زاویه ثابت در یک قطب خورشیدی را می توان بدون فداکاری قابل توجهی در تولید انرژی در نظر گرفت. جریمه تسلیم برای انحرافات بزرگتر از 10 تا 15 درجه از حد مطلوب بیشتر می شود، به ویژه برای پانل های رو به جنوب در نیمکره شمالی که در آن انحراف 20 درجه از شیب بهینه، عملکرد سالانه را 5٪ تا 10٪ کاهش می دهد.

زوایای شیب سالانه بهینه بر اساس منطقه ایالات متحده

پنل خورشیدی Direction by Zip Code: How to Find Your Site-Specific Optimal Orientation

یافتن جهت دقیق پنل خورشیدی توسط کد پستی برای هر مکانی در ایالات متحده مستلزم استفاده از یکی از ابزارهای تجزیه و تحلیل منابع خورشیدی در دسترس عموم است که جهت گیری بهینه و بازده انرژی تخمینی سالانه یک پنل خورشیدی را در مختصات جغرافیایی خاص محاسبه می کند. معتبرترین و پرکاربردترین ابزار NREL's PVWatts Calculator است که به صورت رایگان به صورت آنلاین در دسترس است و خروجی انرژی AC و ضریب ظرفیت مورد انتظار سالانه را برای یک سیستم پنل خورشیدی در هر مکان ایالات متحده محاسبه می کند.

نحوه استفاده از NREL PVWatts برای جهت گیری پنل خورشیدی با کد پستی

1. به ماشین حساب PVWatts در pvwatts.nrel.gov بروید و کد پستی یا آدرس خود را در قسمت جستجوی مکان وارد کنید. این ابزار نزدیکترین ایستگاه داده منبع خورشیدی را شناسایی کرده و داده های تابش خورشیدی را برای مکان شما بارگذاری می کند.
2. ظرفیت سیستم را وارد کنید از پنل خورشیدی که در حال ارزیابی هستید (میزان وات پیک DC پانل یا آرایه). برای یک سیستم منفرد قطب خورشیدی، این ممکن است 100 تا 200 وات باشد. برای یک سقف بزرگ یا آرایه روی زمین، می تواند کیلووات یا مگاوات باشد.
3. زاویه شیب را تنظیم کنید به مقدار برابر با عرض جغرافیایی خود (یک تقریب شروع خوب) و آزیموت را روی 180 درجه تنظیم کنید (جنوبی واقعی در نیمکره شمالی). به برآورد تولید انرژی سالانه نمایش داده شده توجه کنید.
4. زاویه شیب را تغییر دهید با افزایش 5 درجه در بالا و پایین عرض جغرافیایی خود و مشاهده تغییر در تولید انرژی سالانه. زاویه شیب که حداکثر تولید انرژی سالانه را ایجاد می کند، زاویه بهینه سایت شما برای پانل های خورشیدی است.
5. راستی جهت جنوب را تأیید کنید (زیموت 180 درجه در قرارداد PVWatts)، نه مغناطیسی جنوب. تفاوت بین جنوب واقعی و جنوب مغناطیسی (انحراف مغناطیسی) بر اساس مکان متفاوت است: در شرق ایالات متحده، شمال مغناطیسی تقریباً 10 تا 15 درجه غرب شمال واقعی است، به این معنی که برای یافتن جنوب واقعی، قرائت قطب نما از جنوب باید تصحیح شود.

برای اکثر مکان‌های قاره‌ای ایالات متحده، نتیجه زاویه شیب بهینه PVWatts بین 2 تا 4 درجه از عرض جغرافیایی سایت خواهد بود، که قانون کلی عرض جغرافیایی برابر با شیب بهینه را به عنوان یک نقطه شروع عملی تأیید می‌کند. مکان هایی با پوشش ابری قابل توجه در فصول خاص (مانند شمال غربی اقیانوس آرام با ابرهای سنگین زمستانی) ممکن است بهینه کمی متفاوت از قانون عرض جغرافیایی ساده نشان دهند زیرا منبع خورشیدی به طور یکنواخت در چهار فصل توزیع نشده است.

پنل خورشیدی Direction for Solar Poles: Practical Mounting Considerations

هنگام نصب یک پنل خورشیدی بر روی یک قطب خورشیدی، جهت گیری بهینه محاسبه شده از PVWatts باید در طراحی براکت نصب شده روی قطب پیاده سازی شود. با این حال، تاسیسات قطب خورشیدی محدودیت‌های عملی خاصی دارند که گاهی اوقات بهینه نظری را تغییر می‌دهند:

• بارگذاری باد در پنل خورشیدی: یک پنل خورشیدی که با زاویه شیب روی یک قطب نصب شده است به عنوان بادبان باد عمل می کند و نیروی جانبی قابل توجهی را روی قطب ایجاد می کند که با مساحت پانل و زاویه شیب افزایش می یابد. در عرض های جغرافیایی بالاتر از 45 درجه، زوایای شیب بهینه 45 تا 50 درجه، بارهای باد بیشتری نسبت به زاویه های شیب کمتر ایجاد می کند، که ممکن است به سطح مقطع قطب یا مشخصات پایه قوی تری نیاز داشته باشد. در مناطق با باد شدید، شیب عملی 10 تا 15 درجه کمتر از حد بهینه نظری ممکن است اتخاذ شود تا بار باد را به سطوح قابل قبول کاهش دهد و کاهش کوچک (2 تا 5٪) در بازده انرژی سالانه را بپذیرد.
• سایه زدن از قطب یا بازوی چراغ: خود ساختار قطب و بازوی لامپ می‌توانند در زمان‌های خاصی از روز، به‌ویژه در اوایل صبح و اواخر بعد از ظهر که خورشید کم است و با زاویه‌ای که سایه قطب را در سراسر پانل می‌آورد، بر روی پنل خورشیدی سایه بیاندازند. قرار دادن پانل روی قطب باید برای خودسایه شدن در زوایای شدید خورشید برای عرض جغرافیایی نصب ارزیابی شود تا تأیید شود که هیچ سایه قابل توجهی در ساعات ظهر با تابش زیاد رخ نمی دهد.
• تراز جهت گیری جاده: قطب‌های خورشیدی نصب‌شده در امتداد جاده‌ها ممکن است جهت‌گیری آن‌ها توسط تراز جاده محدود شده باشد، که ممکن است دقیقاً شرق-غرب نباشد. یک پنل خورشیدی روی یک قطب خورشیدی در امتداد جاده شمالی-جنوبی نمی تواند بدون بیرون زدگی در جاده رو به جنوب باشد. در چنین مواردی، جهت پانل به طور معمول بر روی حداکثر زاویه رو به جنوب قابل دستیابی در محدودیت های فضایی نصب تنظیم می شود.

تعیین قطب های خورشیدی برای پروژه های روشنایی خارج از شبکه: اندازه سیستم کامل

اندازه‌گیری صحیح یک قطب خورشیدی برای روشنایی خارج از شبکه مستلزم محاسبه تقاضای انرژی سیستم (از رتبه‌بندی انرژی چراغ LED و ساعات کار مورد نیاز در شب)، انرژی خورشیدی موجود در محل، ذخیره باتری مورد نیاز برای استقلال مورد نیاز (تعداد روزهای ابری متوالی که سیستم باید بدون نور خورشید کار کند)، و منطقه مورد نیاز برای شارژ مجدد باتری به‌طور معمول در محل پنل خورشیدی است.

گام به گام اندازه سیستم قطب خورشیدی

1. تعیین نیاز انرژی شبانه: توان لامپ LED را بر حسب وات در ساعات کاری مورد نیاز در شب ضرب کنید. یک چراغ ال ای دی 60 واتی که 12 ساعت در شب کار می کند به 720 وات ساعت (0.72 کیلووات ساعت) انرژی در هر شب نیاز دارد.
2. ظرفیت باتری مورد نیاز را تعیین کنید: تقاضای انرژی شبانه را در روزهای استقلال مورد نیاز ضرب کنید (معمولاً 3 تا 5 روز برای اکثر کاربردهای تجاری قطب خورشیدی) و تقسیم بر عمق تخلیه باتری (حداکثر 80٪ برای LiFePO4). برای 5 روز خودمختاری: 720 وات ساعت در 5 روز تقسیم بر 0.80 = 4500 وات ساعت (4.5 کیلووات ساعت) ظرفیت باتری مورد نیاز است.
3. تعیین حداقل ظرفیت پنل خورشیدی: پنل خورشیدی باید باتری را از حداقل حالت شارژ (پس از 5 روز ابری متوالی در مثال بالا) در یک بازه زمانی معقول پس از بازگشت خورشید شارژ کند، در حالی که انرژی عملیاتی روزانه را نیز تامین می کند. با استفاده از میانگین ساعات اوج خورشید روزانه سایت از PVWatts، کل انرژی مورد نیاز روزانه (ذخیره شارژ به اضافه انرژی عملیاتی) را بر ساعات اوج خورشید تقسیم کنید تا حداقل رتبه بندی وات پیک پانل را بدست آورید.
4. حاشیه طراحی را اعمال کنید: حاشیه طراحی 20 تا 30 درصد را به حداقل اندازه پانل محاسبه شده اضافه کنید تا کثیفی پانل، کاهش دما، تلفات کابل و ناکارآمدی کنترلر را در نظر بگیرید. این حاشیه عملکرد قابل اعتماد را در طول عمر طراحی سیستم با جمع شدن این عوامل تلفات تضمین می کند.

سوالات متداول

1. ارتفاع تیرهای چراغ برای خیابان های مسکونی استاندارد چقدر است؟

تیرهای روشنایی خیابانی مسکونی استاندارد معمولاً هستند 5 تا 8 متر (16 تا 26 فوت) بلند، با 6 متر که بیشترین ارتفاع مشخص شده برای خیابان های مسکونی استاندارد با عرض 6 تا 8 متر است. در این ارتفاع، چراغ‌های LED استاندارد جاده‌ای با توزیع‌های فتومتریک نوع II یا نوع III، روشنایی هدف را برای خیابان‌های مسکونی (معمولاً 5 تا 15 لوکس میانگین روشنایی حفظ شده بسته به استاندارد روشنایی جاده‌ای قابل اجرا) در فواصل قطب‌های 25 تا 35 متر فراهم می‌کنند.

2. انواع اصلی چراغ های مورد استفاده در محیط های شهری مدرن کدامند؟

انواع اصلی تیرهای چراغ در محیط های شهری مدرن عبارتند از: تیرهای مخروطی فولادی گالوانیزه برای روشنایی عمومی جاده ها (پرکاربردترین نوع در سطح جهانی به دلیل ترکیبی از عملکرد ساختاری و هزینه کم). قطب های مخروطی آلومینیومی برای تاسیسات ساحلی و ممتاز که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی بدون تعمیر و نگهداری دارند. میله های تزئینی آلومینیومی ریخته گری برای مراکز شهر، میدان ها، و خیابان های خرید که زیبایی شناسی به اندازه عملکرد مهم است. قطب های کامپوزیت FRP برای محیط های شیمیایی تهاجمی؛ و در بازارهای در حال توسعه که حداقل تعمیر و نگهداری و هزینه بسیار کم، محرک های اولیه هستند، قطب های بتنی ریسیده شده است. قطب های خورشیدی یک دسته رو به رشد را نشان می دهد که می تواند در هر یک از این اشکال ساختاری با افزودن قطعات پنل خورشیدی و باتری پیکربندی شود.

3. زاویه بهینه پنل های خورشیدی در عرض جغرافیایی 35 درجه شمالی چیست؟

در عرض جغرافیایی 35 درجه شمالی (تقریباً لس آنجلس، کالیفرنیا؛ دالاس، تگزاس؛ یا توکیو، ژاپن)، زاویه بهینه برای صفحات خورشیدی برای حداکثر بازده انرژی سالانه تقریباً 33 تا 37 درجه نسبت به افقی است که نزدیک به زاویه عرض جغرافیایی محلی است، اما کمی بالاتر است. این شیب نتیجه عدم تقارن بین مسیرهای خورشیدی تابستانی و زمستانی در این عرض جغرافیایی است: تابستان زاویه خورشید بسیار بالایی را با روزهای طولانی به ارمغان می‌آورد که می‌توان آن را در زوایای شیب پایین‌تر ثبت کرد، در حالی که زمستان زاویه خورشید کم را با روزهای کوتاه به ارمغان می‌آورد که از زوایای شیب بالاتر بهره می‌برد، و تعادل سالانه بهینه کمی بالاتر از زاویه عرض جغرافیایی در این مکان‌های عرض جغرافیایی میانی قرار می‌گیرد.

4. چگونه می توانم جهت پانل خورشیدی را با کد پستی برای مکان خاص خود پیدا کنم؟

دقیق ترین روش برای یافتن جهت پنل خورشیدی با کد پستی استفاده از ماشین حساب NREL PVWatts در pvwatts.nrel.gov است. کد پستی خود را وارد کنید، آزیموت پانل را روی 180 درجه (جنوب واقعی) تنظیم کنید، زاویه شیب را با افزایش 5 درجه تغییر دهید، و خروجی انرژی سالانه را در هر شیب یادداشت کنید. شیب که حداکثر خروجی سالانه را ایجاد می کند، زاویه بهینه سایت شما برای پانل های خورشیدی است. به یاد داشته باشید که آزیموت PVWatts از شمال واقعی به عنوان صفر استفاده می کند، بنابراین 180 درجه مربوط به جنوب واقعی است. جنوب مغناطیسی با جنوب واقعی با مقدار انحراف مغناطیسی محلی متفاوت است، که اگر از قطب نما برای جهت دهی پانل استفاده می کنید، باید اعمال شود.

5. قطب های خورشیدی چگونه کار می کنند و چقدر عمر می کنند؟

قطب های خورشیدی با جمع آوری انرژی خورشیدی از طریق یک پنل خورشیدی نصب شده بر روی ساختار قطب، ذخیره انرژی در یک سیستم باتری داخلی و استفاده از انرژی ذخیره شده برای تامین انرژی یک لامپ LED در ساعات شب کار می کنند. یک کنترل‌کننده شارژ هوشمند، جریان انرژی را مدیریت می‌کند و روشنایی لامپ را بر اساس وضعیت باتری و زمان شب تنظیم می‌کند تا قابلیت اطمینان را به حداکثر برساند. اجزای قطب ساختاری دارای عمر مفید 20 تا 30 سال هستند که مطابق با پایه های چراغ های معمولی هستند. پنل خورشیدی دارای ضمانت عملکرد معمولی 25 سال است. لامپ های LED 50000 تا 100000 ساعت دوام می آورند. باتری های LiFePO4 هر 7 تا 10 سال یکبار نیاز به تعویض دارند، که متداول ترین رویداد تعمیر و نگهداری در چرخه عمر قطب خورشیدی است.

6. آیا قطب های خورشیدی مقرون به صرفه تر از روشنایی متصل به شبکه هستند؟

هنگامی که هزینه ترانشه برای کابل های برق زیرزمینی بالا است، زمانی که محل نصب از زیرساخت های الکتریکی موجود دور است، یا زمانی که تعرفه برق قابل اجرا بالا است، معمولاً قطب های خورشیدی مقرون به صرفه تر از روشنایی متصل به شبکه هستند. هزینه سرمایه یک سیستم قطب خورشیدی معمولاً 30 تا 60 درصد بیشتر از معادل متصل به شبکه در هر قطب است، اما این حق بیمه با حذف هزینه های عمرانی ترانشه برداری (که معمولاً 40 تا 60 درصد از کل هزینه نصب متصل به شبکه را نشان می دهد) و حذف هزینه های خدمات برق در حال انجام سیستم جبران می شود. برای سایت هایی که هزینه های اتصال به شبکه کم و تعرفه های برق پایین است، اقتصاد به نفع سیستم های متصل به شبکه است.

7. آیا جهت پانل خورشیدی مهم است اگر آن را به زاویه مناسب کج کنم؟

بله، هم زاویه شیب و هم جهت (زیموت) یک پنل خورشیدی برای به حداکثر رساندن بازده انرژی مهم هستند. در نیمکره شمالی، یک پنل خورشیدی باید رو به جنوب واقعی (ازیموت 180 درجه) باشد تا حداکثر قرار گرفتن در مسیر خورشید در سراسر آسمان را داشته باشد. رو به شرق یا غرب جنوب واقعی به طور قابل توجهی تولید انرژی سالانه را کاهش می دهد: یک پانل رو به جنوب شرقی یا جنوب غربی (45 درجه از جنوب واقعی) تقریباً 90٪ تا 93٪ از انرژی یک پانل واقعی رو به جنوب را در شیب بهینه جذب می کند. تابلویی که رو به شرق یا غرب واقعی باشد، تنها حدود 75 تا 80 درصد انرژی پنل بهینه رو به جنوب را جذب می کند. جهت پنل خورشیدی توسط ابزار کد پستی جنوب واقعی را برای هر مکانی تأیید می کند و در عین حال عوامل محلی را در نظر می گیرد.

8. تفاوت بین یک قطب خورشیدی و یک قطب نور معمولی با اتصال برق خورشیدی چیست؟

قطب خورشیدی یک سیستم روشنایی کاملاً یکپارچه است که در آن پنل خورشیدی، باتری، کنترل‌کننده و لامپ همگی طراحی و مهندسی شده‌اند تا با هم به عنوان یک سیستم واحد عمل کنند، با ساختار قطبی که برای حمل بار باد پنل خورشیدی و برای ادغام محفظه باتری در پایه قطب یا یک محفظه طراحی‌شده هدف طراحی شده است. یک قطب نور معمولی با یک اتصال برق خورشیدی جداگانه یک آرایش ترکیبی است که در آن قطب در ابتدا برای خدمات متصل به شبکه طراحی شده بود و یک پنل خورشیدی به عنوان یک فکر بعدی اضافه شده است، اغلب با یک جعبه باتری نصب شده روی سطح و کنترل کننده شارژ که ممکن است از نظر ساختاری یکپارچه نباشد یا به طور بهینه برای موقعیت جغرافیایی روشنایی قطب مشخص نشده باشد. قطب های خورشیدی ساخته شده در اکثر کاربردها عملکرد بهتر، زیبایی شناسی بهتر و عمر طولانی تری نسبت به قطب های معمولی تبدیل شده ارائه می دهند.

9. آیا قطب های خورشیدی در ایالت های شمالی با آفتاب کمتر می توانند به طور قابل اعتماد کار کنند؟

قطب های خورشیدی می توانند در ایالت های شمالی از جمله مینه سوتا، ویسکانسین، میشیگان و شمال غربی اقیانوس آرام به طور قابل اعتماد کار کنند، اما آنها باید برای منابع خورشیدی زمستانی پایین در این مکان ها اندازه مناسبی داشته باشند. انطباق های کلیدی طراحی برای تاسیسات قطب خورشیدی شمالی عبارتند از: ظرفیت پانل خورشیدی بزرگتر برای جذب انرژی کافی در روزهای کوتاه زمستان (افزایش نسبت پنل به بار از 1.2 به 1.5 معمولی در تاسیسات جنوبی به 2.0 به 3.0 یا بالاتر). ظرفیت باتری بزرگتر برای ایجاد استقلال چند روزه مورد نیاز در دوره های ابری طولانی. کنترل کننده های تطبیقی ​​کم نور که خروجی چراغ را در دوره های کم منبع کاهش می دهد تا استقلال را افزایش دهد. و بهینه‌سازی دقیق زاویه بهینه پانل‌های خورشیدی برای اولویت‌بندی جذب انرژی در زمستان با کج کردن پانل تندتر از زاویه عرض جغرافیایی، پذیرش مقداری کاهش بازده تابستانی در ازای بهبود عملکرد زمستانی.

10. بارگذاری باد چگونه بر طراحی قطب خورشیدی در مقایسه با قطب های نور معمولی تأثیر می گذارد؟

بارگذاری باد در یک قطب خورشیدی به طور قابل توجهی بیشتر از یک قطب نور معمولی با ارتفاع معادل است زیرا پنل خورشیدی نصب شده بر روی قطب به عنوان بادبان عمل می کند و هنگام وزش باد عمود بر صفحه پانل نیروی جانبی قابل توجهی ایجاد می کند. یک پنل خورشیدی مونو کریستال 200 وات با ابعاد تقریباً 1.0 متر در 1.7 متر مساحت 1.7 متر مربعی را به باد ارائه می دهد. در سرعت باد طراحی 45 متر بر ثانیه (مقدار معمولی برای منطقه باد ASCE 7 دسته II)، این صفحه پانل نیروی باد تقریباً 2500 تا 3500 نیوتن را روی براکت پانل و بالای قطب ایجاد می کند که باید توسط ساختار قطب و پایه مقاومت شود. این بارگذاری اضافی معمولاً به ضخامت دیواره قطب 20 تا 40 درصد بیشتر از یک تیر معمولی با ارتفاع معادل و پایه ای با عمق تعبیه عمیق تر یا قطر پایه بتنی بیشتر برای مقاومت در برابر گشتاور واژگونی بالاتر در درجه نیاز دارد.

ابعاد چراغ خیابان و ارتفاع قطب: پاسخ های مستقیم برای هر برنامه

ارتفاع لامپ های خیابانی معمولاً از 5 متر (16 فوت) تا 12 متر (40 فوت) است که در جاده های مسکونی از تیرهای 5 تا 8 متری، جاده های شریانی و جمع کننده از تیرهای 8 تا 10 متری و بزرگراه ها یا تقاطع های بزرگ از تیرهای دکل با ارتفاع 10 تا 14 متر استفاده می کنند. ارتفاع دقیق یک چراغ خیابانی دلخواه نیست: با عرض جاده، سطح روشنایی مورد نیاز در سطح جاده، ترتیب نصب (تک بازویی، بازوی دوقلو یا میانه مرکزی)، و الگوی توزیع نور چراغی که در بالا نصب شده است، تعیین می شود. درک این روابط به مهندسان، شهرداری ها، طراحان منظر و توسعه دهندگان املاک اجازه می دهد تا به جای کشف کمبودهای روشنایی پس از نصب، ارتفاع قطب صحیح را از ابتدا مشخص کنند.

این سؤال که چراغ‌های خیابانی چگونه بلند هستند در چندین زمینه متمایز مطرح می‌شود: برنامه‌ریزی زیرساخت، توسعه خصوصی، جایگزینی قطب‌های موجود، منطبق با مناظر خیابانی میراث، و مشخص کردن چراغ‌های خورشیدی همه در یک واحد برای مناطق خارج از شبکه. هر زمینه استانداردهای حاکم و محدودیت های عملی خاص خود را دارد و این راهنما به همه آنها با داده های خاص و نه تعمیم های گسترده می پردازد. همچنین رابطه بین جهت و زاویه پنل خورشیدی برای سیستم‌های روشنایی خورشیدی روی قطب، ابعاد و کاربردهای تیرهای چراغ باغ و چراغ‌های خورشیدی پست حصاری، و تفاوت‌های کلیدی بین چراغ‌های خیابانی LED، چراغ‌های خیابان HPS و چراغ‌های خورشیدی همه در یک چراغ را به عنوان چارچوب تصمیم‌گیری برای مشخصات روشنایی پوشش می‌دهد.

قد چراغ های خیابان: استانداردهای ارتفاع بر اساس جاده و نوع کاربرد

ارتفاع پایه چراغ توسط استانداردهای طبقه بندی جاده، کدهای طراحی روشنایی ملی و الزامات روشنایی منتشر شده در استانداردهایی مانند EN 13201 (اروپا)، ANSI/IES RP-8 (آمریکای شمالی) و AS/NZS 1158 (استرالیا و نیوزیلند) تنظیم می شود. این استانداردها حداقل میانگین روشنایی حفظ شده را برای هر دسته راه تعریف می کنند و ارتفاع قطب یکی از متغیرهای کلیدی طراحی است که طراح روشنایی آن را برای دستیابی به انطباق با حداقل هزینه نصب بهینه می کند.

لامپ خیابان های مسکونی و محلی: 5 تا 8 متر

در خیابان‌های مسکونی، بن‌بست‌ها، سطوح مشترک و جاده‌های دسترسی محلی با عرض معابر 5 تا 8 متر، تیرهایی در محدوده ارتفاع 5 تا 6 متر استاندارد هستند. در این ارتفاع، یک لامپ با پرتاب متوسط ​​می تواند عرض جاده 6 تا 8 متر را در فواصل 25 تا 30 متر روشن کند در حالی که حداقل نیاز نور افقی 5 تا 10 لوکس تعیین شده برای جاده های مسکونی در اکثر استانداردهای ملی را برآورده می کند. یک تیر 6 متری رایج ترین ارتفاع برای روشنایی خیابان های مسکونی در بریتانیا، اروپا و بسیاری از مناطق آسیا است. ، که در آن الگوهای متراکم خیابان های شهری از قطب های کوتاه تر در فاصله نزدیک تر نسبت به قطب های بلند در فواصل وسیع تر استفاده می کنند.

در ایالات متحده، ارتفاع قطب های مسکونی در محدوده 7.6 متر (25 فوت) تا 9.1 متر (30 فوت) رایج تر است، که منعکس کننده سطح عرضی جاده ها و عقب نشینی های بزرگتر معمولی طراحی خیابان های حومه آمریکای شمالی است. انواع تیرهای تزئینی که در مناطق تاریخی و محیط‌های مرکز شهر استفاده می‌شوند، اغلب از تیرهای کوتاه‌تر 4 تا 5 متری با چراغ‌های گلوب یا سر فانوس‌ها برای دستیابی به مقیاس بصری صحیح برای مناظر عابر پیاده استفاده می‌کنند.

لامپ های خیابان کلکتور و شریانی: 8 تا 10 متر

جاده های جمع کننده، جاده های توزیع کننده ثانویه، و شریان های شهری با عرض معابر 9 تا 14 متر معمولاً توسط تیرهایی در محدوده ارتفاع 8 تا 10 متر روشن می شوند. در فاصله 8 تا 10 متری، یک لامپ پرتاب عریض می تواند یک کالسکه دو لاین را با یک چیدمان نصب تک پلکانی یا مخالف در فواصل 30 تا 40 متری بپوشاند که نیازهای روشنایی متوسط ​​10 تا 30 لوکس را در دسته های کلکتور و جاده های شریانی فرعی برآورده می کند. قطب 8 متری با یک بازوی بیرونی، مشخصات استاندارد برای اکثر پروژه های روشنایی جاده های شریانی شهری است. در سراسر برنامه های زیرساختی اروپا، خاورمیانه و آسیای جنوب شرقی.

ابعاد چراغ های خیابانی در این کلاس ارتفاع معمولاً شامل قطر شفت 76 تا 114 میلی متر در پایه، باریک شدن به 42 تا 60 میلی متر در بالا، با ضخامت دیواره 3 تا 5 میلی متر برای تیرهای چراغ خیابان فولادی گالوانیزه گرم و 4 تا 6 میلی متر برای تزئینات است. بازوی خروجی یک برجستگی افقی 0.5 تا 2.5 متری از محور قطب اضافه می کند و چراغ را بر روی کالسکه برای توزیع بهینه نور در سطح جاده قرار می دهد.

روشنایی بزرگراه و دکل بالا: 10 تا 45 متر

بزرگراه‌ها، بزرگراه‌ها، دوربرگردان‌های بزرگ و معابر از تیرهای 10 تا 14 متری برای نصب ستون‌های معمولی تک بازویی یا دو بازویی استفاده می‌کنند. برای مناطق باز بزرگ از جمله محوطه های کانتینری بندر، پارکینگ های استادیوم، زمین های ورزشی، و محوطه های صنعتی، تیرهای دکل بلند از 20 تا 45 متر دارای آرایه های چند نوری حلقه ای هستند که می توانند چندین هکتار را از تعداد کمی از موقعیت های قطب روشن کنند. یک تیر دکل به ارتفاع 30 متر که دارای 12 تا 16 نورافکن ال ای دی هر کدام 500 وات است می تواند مساحت تقریباً 2 هکتار را با روشنایی متوسط 30 لوکس روشن کند. ، سیستم های دکل بلند را به مقرون به صرفه ترین راه حل در هر متر مربع فضای روشن برای فضاهای باز بسیار بزرگ تبدیل می کند.

تیرهای دکل فولادی برای کاربردهای دکل بالا از مقاطع فولادی لوله‌ای مخروطی با قطر پایه 400 تا 700 میلی‌متر ساخته شده‌اند که برای مقاومت در برابر بارهای باد بیش از 150 کیلومتر در ساعت و بارگذاری دینامیکی مجموعه حلقه چراغ‌ها طراحی شده‌اند. این قطب‌ها معمولاً مجهز به یک وینچ و دستگاه پایین‌آوری هستند که اجازه می‌دهد حلقه نورگیر تا ارتفاع کار برای تعویض و نگهداری لامپ بدون نیاز به تجهیزات دسترسی بالا پایین بیاید.

تیرهای چراغ خیابان فولادی و تیرهای دکل فولادی: مواد، ابعاد و طراحی ساختاری

عملکرد ساختاری یک نصب روشنایی خیابان به همان اندازه که به چراغ روشنایی بستگی دارد. تیرهای چراغ خیابان فولادی نوع قطب غالب در زیرساخت های روشنایی خیابانی جهانی هستند و تخمین زده می شود 70 تا 80 درصد از تمام تاسیسات تیرهای جدید در سراسر جهان را تشکیل دهند. به دلیل ترکیبی از استحکام بالا، کیفیت ابعادی ثابت، عمر طولانی، و توانایی ساخت تا ارتفاع‌ها و پیکربندی‌های سفارشی که قطب‌های آلومینیومی و بتنی به راحتی نمی‌توانند مطابقت داشته باشند. درک ابعاد کلیدی و پارامترهای طراحی قطب های فولادی، مشخصات و خرید دقیق را امکان پذیر می کند.

ابعاد قطب استاندارد: شفت، صفحه پایه و چیدمان پیچ لنگر

یک استاندارد تیر چراغ خیابان فولادی برای نصب 8 متری دارای ابعاد فیزیکی معمولی زیر است:

• قد کلی بالاتر از درجه: 8.0 متر (با 0.5 تا 0.8 متر جاسازی اضافی زیر درجه برای تیرهای دفن مستقیم، یا نصب صفحه پایه با پیچ های لنگر که 500 تا 700 میلی متر در فونداسیون بتنی قرار می گیرد)
• قطر پایه: 100 تا 140 میلی متر برای قطب های مخروطی مخروطی. 76 تا 114 میلی متر برای قطب های استوانه ای مستقیم
• قطر بالایی: 42 تا 60 میلی‌متر، اندازه‌ای برای پذیرش اندازه‌های استاندارد چراغ‌های روشنایی (EN 40 قطرهای 42 میلی‌متر و 60 میلی‌متر را برای سازگاری با چراغ‌های اروپایی مشخص می‌کند)
• ضخامت دیوار: 3.0 تا 5.0 میلی متر برای قطب های روشنایی جاده استاندارد؛ 5.0 تا 8.0 میلی متر برای قطب ها در مناطق پر باد یا حمل پیکربندی های سنگین دو بازویی یا چراغ های بزرگ
• ابعاد صفحه پایه: 250 × 250 میلی متر تا 400 × 400 میلی متر، ضخامت 12 تا 20 میلی متر، با چهار سوراخ پیچ لنگر به قطر دایره پیچ 200 تا 300 میلی متر
• ورودی کابل: دهانه ضربه ای با قطر 60 تا 80 میلی متر در ارتفاع 300 تا 500 میلی متری از سطح زمین برای مدیریت کابل و دسترسی به درب بازرسی

تیرهای چراغ خیابانی فولادی معمولاً با گالوانیزه گرم تا پوشش روی حداقل 85 میکرومتر (معادل 600 گرم در متر مربع) بر اساس استاندارد EN ISO 1461 تکمیل می‌شوند که عمر محافظت در برابر خوردگی طراحی شده 30 تا 50 سال را در محیط‌های معمولی شهری فراهم می‌کند. پوشش پودری تزئینی یا پوشش های رنگ مرطوب روی سطح گالوانیزه برای نصب با رنگ مشخص در مراکز شهر، پارک ها و مناظر خیابانی قدیمی اعمال می شود.

میله دکل فولادی برای دکل بالا و روشنایی ورزشی

میله دکل فولادی برای کاربردهای بالای دکل، سازه های مهندسی شده به جای محصولات تولیدی استاندارد، با هر قطب برای ارتفاع، ناحیه باد، بار نورگیر و شرایط فونداسیون خاص طراحی شده است. پارامترهای ساختاری کلیدی برای تیرهای دکل فولادی عبارتند از:

• درجه مواد: S355 یا فولاد سازه ای پر بازده معادل (حداقل مقاومت تسلیم 355 مگاپاسکال)، در مقایسه با S235 مورد استفاده برای قطب های روشنایی جاده استاندارد، ظرفیت خمشی بالاتر مورد نیاز برای قطب های بلند تحت بارهای باد را فراهم می کند.
• مشخصات بخش: شفت مخروطی مخروطی چند بخش که از 2 تا 4 بخش فلنجی که در محل برای تیرهای بالای 20 متر به هم متصل شده اند، مونتاژ شده است و امکان حمل و نقل روی تریلرهای تخت استاندارد در محدوده طول قانونی را فراهم می کند.
• قطر پایه در درجه: 400 تا 700 میلی متر برای تیرهای بین 20 تا 45 متر، با ضخامت دیواره 8 تا 16 میلی متر در امتداد ارتفاع شفت متغیر
• بنیاد: پایه بتنی مسلح به قطر 1.5 تا 3 متر و عمق 4 تا 8 متر با پیچ لنگر ریخته‌شده به قطر M36 تا M56 در آرایش دایره‌ای 8 تا 12 پیچ

تیر چراغ باغ و ابعاد سر چراغ باغ

تیرهای چراغ باغ انتهای پایینی طیف ارتفاع قطب در فضای باز را اشغال می کند که معمولاً بین 2.5 تا 4.5 متر برای روشنایی مسیرها و محوطه باغ در پارک ها، املاک مسکونی، مناظر استراحتگاه و میدان های تجاری متغیر است. در این ارتفاعات، هدف نورپردازی از یکنواختی سطح جاده به محیط بصری، جهت گیری عابر پیاده و نورپردازی برجسته از ویژگی های منظره تغییر می کند، به این معنی که طراحی سر چراغ باغی و زیبایی شناسی به اندازه عملکرد فتومتریک لامپ مهم است.

تیرهای چراغ استاندارد باغ در پروفیل های چدن تزئینی، اکستروژن آلومینیومی یا لوله فولادی گرد موجود هستند. میله‌های چدنی در سبک‌های فانوس ویکتوریایی، معمولاً 3 تا 4 متر ارتفاع با فلوت و براکت‌های زینتی، مشخصات استاندارد برای پارک‌های میراثی و طرح‌های پیاده‌روی در مرکز شهر هستند. قطب های اکستروژن آلومینیومی در پروفیل های مستقیم یا منحنی معاصر، با ارتفاع 3 تا 4.5 متر با قطر شفت باریک 76 تا 89 میلی متر، انتخاب غالب برای نورپردازی منظره مدرن در توسعه های تجاری و مسکونی است.

یک سر چراغ باغی برای یک تیر باغ 3 متری معمولاً از یک ماژول LED 15 تا 30 وات استفاده می کند. ، شار نوری 1500 تا 3000 لومن با دمای رنگ سفید گرم 2700 تا 3000 کلوین را تولید می کند که در محیط های مسکونی و میهمان نوازی به دلیل کیفیت نور راحت و زیبایی شناسی آن ترجیح داده می شود. محفظه لامپ معمولاً از آلومینیوم دایکاست با یک دیفیوزر شیشه ای یا پلی کربنات ساخته می شود که برای تطبیق یا تکمیل عملیات سطح قطب ساخته شده است.

انواع روشنایی خیابان: چراغ های خیابانی LED در مقابل چراغ های خیابانی HPS در مقابل چراغ های خورشیدی همه در یک

انتخاب بین چراغ های خیابان LED ، چراغ های خیابان HPS ، and خورشیدی همه در یک چراغ مهم ترین تصمیم فنی در هر پروژه روشنایی خیابان است که نه تنها هزینه سرمایه اولیه بلکه هزینه انرژی بلند مدت، بار تعمیر و نگهداری، ردپای کربن و کیفیت نور نصب را برای 20 تا 30 سال آینده تعیین می کند. چراغ های خیابان LED are now the technically and economically dominant choice for grid-connected street lighting in almost all application categories ، while Solar All in One Lights have become a genuinely viable and cost-effective solution for off-grid and remote installations where grid extension cost is prohibitive.

چراغ های خیابانی LED: کارایی، کنترل و عمر طولانی

چراغ های خیابان LED در حال حاضر بازده نوری 150 تا 200 لومن بر وات برای محصولات تجاری با بالاترین کارایی در مقایسه با 90 تا 120 لومن بر وات برای منابع سدیم پرفشار (HPS) و 40 تا 70 لومن بر وات برای منابع متال هالید که تا حد زیادی جایگزین شده‌اند، به دست می‌آورند. این مزیت کارایی مستقیماً وات مورد نیاز برای برآورده کردن یک استاندارد روشنایی معین را کاهش می‌دهد: جاده‌ای که به یک چراغ خیابانی 250 وات HPS نیاز دارد، معمولاً می‌تواند با یک چراغ خیابان LED 100 تا 150 وات با میانگین روشنایی معادل یا بالاتر، با مصرف انرژی نسبتاً پایین‌تر، تامین شود.

دوره بازپرداخت برای جایگزینی چراغ های خیابانی HPS با چراغ های خیابانی LED، که صرفاً بر اساس صرفه جویی در مصرف انرژی محاسبه می شود، معمولاً 3 تا 6 سال با تعرفه های برق تجاری است. ، and over a 20-year service life, the total cost of ownership of an LED installation is typically 40 to 60 percent lower than the equivalent HPS installation when maintenance cost savings are included alongside energy savings. LED Street Lights have a rated service life of 50,000 to 100,000 hours (L70 point, the point at which output falls to 70 percent of initial value), compared to 10,000 to 24,000 hours for HPS lamps, dramatically reducing the frequency and cost of lamp replacement maintenance.

چراغ‌های خیابانی LED مدرن همچنین قابلیت‌های روشنایی هوشمندی را ارائه می‌دهند که چراغ‌های خیابانی HPS نمی‌توانند با آن‌ها مطابقت داشته باشند: کم‌نور کردن در یک برنامه زمان‌بندی تعریف‌شده یا در پاسخ به حسگرهای نور محیط و آشکارسازهای حرکت، نظارت از راه دور و تشخیص خطا از طریق شبکه‌های بی‌سیم، و جمع‌آوری داده‌ها در مورد مصرف انرژی و ساعات کار که از تصمیم‌گیری مدیریت زیرساخت پشتیبانی می‌کند. شهری که یک سیستم روشنایی خیابانی LED شبکه ای با مدیریت از راه دور نصب می کند، می تواند مصرف انرژی را 20 تا 40 درصد بیشتر از LED پایه در مقابل صرفه جویی HPS از طریق کم نور هوشمند در دوره های کم ترافیک کاهش دهد.

چراغ های خیابان HPS: فناوری قدیمی هنوز در خدمت است

چراغ های خیابان HPS در بخش‌های بزرگی از زیرساخت‌های روشنایی خیابان‌های جهان، از جمله بسیاری از بازارهای در حال توسعه که برنامه‌های جایگزین LED هنوز تأمین مالی نشده‌اند، و برخی از سیستم‌های قدیمی در بازارهای توسعه‌یافته که جایگزینی به دلایل بودجه‌ای به تعویق افتاده است، در خدمت باقی می‌مانند. منابع نور HPS یک نور زرد کهربایی مشخص با شاخص رندر رنگ (CRI) بین 20 تا 25 تولید می کنند که برای دید جاده کافی است اما رنگ ها را ضعیف نشان می دهد و توانایی دوربین های امنیتی برای ثبت تصاویر شناسایی مفید را کاهش می دهد.

زمینه‌های اصلی که چراغ‌های خیابان HPS برای نصب‌های جدید مشخص می‌شوند محدود به موقعیت‌هایی هستند که رنگ کهربایی گرم از نظر زیبایی‌شناسی برای مطابقت با منظره خیابانی مورد نیاز است، جایی که هزینه سرمایه اولیه بسیار پایین تجهیزات HPS در مقابل LED محدودیت اصلی خرید است، یا جایی که زیرساخت‌های موجود برای سیستم‌های LED هوشمند (کیفیت برق، مهارت‌های تعمیر و نگهداری)، هنوز در مکان‌های تدارکاتی نیست. در سایر شرایط، یک تولید کننده معتبر چراغ خیابانی، فناوری LED را به عنوان انتخاب فنی و اقتصادی برتر برای پروژه های جدید روشنایی خیابان توصیه می کند.

چراغ‌های خورشیدی همه در یک: ملاحظات طراحی و عملکرد خارج از شبکه

خورشیدی همه در یک چراغ یک پنل خورشیدی، باتری لیتیومی، ماژول LED، سنسور حرکت، و کنترل کننده شارژ را در یک واحد مستقل ادغام کنید که مستقیماً روی سر قطب بدون هیچ گونه سیم کشی خارجی یا اتصال به شبکه نصب می شود. این ادغام هزینه عملیات عمرانی مربوط به ترانشه، لوله گذاری و نصب کابل را که 30 تا 60 درصد از کل هزینه نصب شده یک سیستم روشنایی خیابانی متصل به شبکه را شامل می شود حذف می کند، و Solar All in One Lights را مقرون به صرفه یا مقرون به صرفه برای نصب در مناطق روستایی، مناطق در حال توسعه، مکان های دورافتاده، محل ساخت و ساز از راه دور، محل ساخت و ساز با ارزش بالا، محل اتصال جاده ها به شبکه و هر گونه هزینه ساخت و ساز بالا می کند. تحویل داده شد.

یک چراغ خورشیدی با کیفیت بالا با یک ماژول ال ای دی 40 وات، یک باتری فسفات آهن لیتیوم 50 وات ساعت و یک پنل خورشیدی تک کریستالی 40 وات می تواند 10 تا 12 ساعت روشنایی را با قدرت کامل در مکانی که 4 تا 5 ساعت اوج خورشید در روز دریافت می کند، ارائه دهد. ، which covers the full night-time period in most inhabited latitudes for at least 85 to 90 percent of nights in a year when autonomous operation is properly designed with adequate battery capacity relative to the worst-case solar resource period. Motion sensing dimming, which reduces output to 30 to 40 percent when no pedestrian or vehicle activity is detected and ramps up to 100 percent when motion is sensed, extends the autonomous endurance of Solar All in One Lights significantly, allowing the same system to perform reliably through longer cloudy periods without sacrificing functional safety.

محدودیت چراغ‌های خورشیدی All in One در مقایسه با چراغ‌های خیابانی LED متصل به شبکه، وابستگی آن‌ها به منابع خورشیدی روزانه است، که آنها را برای عرض‌های جغرافیایی بالاتر از تقریباً 60 درجه شمالی یا جنوبی (جایی که ساعات آفتاب زمستانی برای شارژ باتری کافی نیست)، برای مکان‌هایی در سایه دائمی ساختمان‌ها یا درختان، یا برای کاربردهایی که نیاز به شرایط اضطراری شرایط آب و هوایی تضمین شده در هر شب و شرایط ایمنی کامل موتور دارند، نامناسب می‌سازد. روشنایی برای زیرساخت های حیاتی

جهت و زاویه پنل خورشیدی برای روشنایی خورشیدی خیابان و باغ

جهت و زاویه پنل خورشیدی هر سیستم روشنایی فضای باز با انرژی خورشیدی، چه یک چراغ خورشیدی همه در یک نور در یک تیر خیابان، یک چراغ خورشیدی مستقل باغچه، یا چراغ های خورشیدی پست حصاری در مرز ملک، مهم ترین متغیرهای طراحی برای به حداکثر رساندن برداشت انرژی روزانه از منبع خورشیدی موجود هستند. اشتباه گرفتن جهت و زاویه پنل خورشیدی تنها شایع ترین دلیلی است که چراغ های خورشیدی در فضای باز ضعیف عمل می کنند یا در طول شب به طور قابل اعتماد کار نمی کنند. ، and it is a design error that is entirely avoidable with basic knowledge of the principles governing solar panel orientation.

جهت پنل خورشیدی بهینه: رو به استوا

جهت قطب نما بهینه برای یک پنل خورشیدی از محل نصب به سمت استوا است: به سمت جنوب در نیمکره شمالی و به سمت شمال در نیمکره جنوبی. این جهت تابش تجمعی روزانه رهگیری شده توسط پانل را به حداکثر می‌رساند، زیرا خورشید یک قوس را در آسمان جنوبی (در نیمکره شمالی) یا آسمان شمالی (در نیمکره جنوبی) دنبال می‌کند، و پانلی که مستقیماً به سمت آن قوس قرار دارد، نور خورشید را در طولانی‌ترین دوره روزانه با مستقیم‌ترین زاویه دریافت می‌کند.

انحرافات تا 30 درجه شرقی یا غربی از جنوب واقعی (در نیمکره شمالی) بازده سالانه انرژی خورشیدی را کمتر از 5 درصد کاهش می دهد. ، which is a commercially insignificant penalty and means that east-facing or west-facing panel installations on buildings or poles with constrained orientation options are still viable. Deviations beyond 45 degrees from due south begin to produce more significant energy penalties: a due-east or due-west facing panel loses approximately 20 percent of annual solar yield compared to due south, and a due-north facing panel in the northern hemisphere loses 40 to 60 percent depending on latitude, rendering it unsuitable for serious solar lighting applications without a very large panel oversizing factor.

برای چراغ‌های یکپارچه Solar All in One که در آن پانل در قسمت بالایی یا پشتی بدنه لامپ ثابت می‌شود، نصاب باید اطمینان حاصل کند که قطب به گونه‌ای قرار گرفته است که هنگام نصب، سمت پانل لامپ به سمت جنوب (نیمکره شمالی) باشد. بسیاری از مدل‌های Solar All in One Light دارای یک علامت مرجع قطب‌نما بر روی محفظه دستگاه یا دستورالعمل‌های نصب هستند که به صراحت مشخص می‌کند کدام وجه واحد باید به سمت استوا باشد.

زاویه بهینه پنل خورشیدی: عرض جغرافیایی برابر با شیب است

زاویه شیب بهینه یک پنل خورشیدی از افقی برابر با عرض جغرافیایی محل نصب برای به حداکثر رساندن بازده انرژی سالانه است. در عرض جغرافیایی 30 درجه شمالی (مرتبط با شهرهایی مانند قاهره، هیوستون و شانگهای)، شیب ثابت بهینه تقریباً 30 درجه از افقی است. در عرض جغرافیایی 51 درجه شمالی (لندن)، شیب مطلوب تقریباً 51 درجه است. در عرض جغرافیایی 23 درجه شمالی (منطقه استوایی)، پانل هایی که تقریباً صاف در 15 تا 25 درجه از افقی نصب شده اند، عملکردی نزدیک به بهینه سالانه دارند.

برای چراغ های خورشیدی پست حصار و سایر محصولات نورپردازی خورشیدی تزئینی کوچک که در آن پانل یکپارچه با طراحی محصول است و توسط سازنده در یک زاویه ثابت نصب می شود، محصول معمولاً برای یک باند عرض جغرافیایی خاص طراحی شده است و نباید به طور قابل توجهی در خارج از آن نوار بدون انتظار کاهش عملکرد استفاده شود. نور خورشیدی پست حصاری که برای استفاده در مناطق گرمسیری با شیب پانل 15 درجه طراحی شده است، در عرض های جغرافیایی اروپای شمالی که شیب 50 درجه ای مناسب است، به طور قابل ملاحظه ای انرژی کمتری در روز برداشت می کند و به طور بالقوه منجر به عدم کارکرد نور برای کل دوره شب می شود.

برای پانل‌های خورشیدی با شیب قابل تنظیم در قطب‌های خیابان در باند عرض جغرافیایی 20 تا 55 درجه، با تنظیم شیب پانل روی 10 درجه از عرض جغرافیایی محلی، حداقل 95 درصد حداکثر بازده انرژی سالانه ممکن است. ، which is sufficiently precise for practical street lighting design without the need for site-specific solar modelling software. Adjustable tilt mounts on solar street light poles that allow the panel angle to be field-set at installation are therefore a valuable feature for products intended to be deployed across a wide geographic range.

اجتناب از سایه: کاربردی ترین نگرانی نصب پنل خورشیدی

حتی یک سایه کوچک که 5 تا 10 درصد از ناحیه فعال یک پنل خورشیدی را پوشش می‌دهد، می‌تواند خروجی آن را 30 تا 50 درصد کاهش دهد، به دلیل اتصال الکتریکی سری سلول‌ها در پانل، که به این معنی است که ضعیف‌ترین (سایه‌دارترین) سلول خروجی جریان کل رشته را محدود می‌کند. برای چراغ‌های خورشیدی پست حصاری که در نزدیکی درختان باغ، پرچین‌ها یا ساختمان‌ها قرار دارند، سایه زدن در اواسط صبح یا اواسط بعد از ظهر که زاویه خورشید نسبتاً پایین است، یکی از دلایل رایج شارژ ناکافی است که منجر به خاموش شدن نور قبل از پایان شب می‌شود.

قانون عملی برای ارزیابی سایت پنل خورشیدی این است که اطمینان حاصل شود که پانل حداقل 6 ساعت در روز دید بدون مانع از آسمان در مرکز ظهر خورشیدی داشته باشد، بدون اجرام سایه در یک بخش زاویه ای افقی 90 درجه (45 درجه در هر ضلع جنوب در نیمکره شمالی). نقشه‌برداری سایه با استفاده از یک برنامه ماشین‌حساب مسیر خورشیدی با دوربین تلفن که از محل نصب در نظر گرفته شده به سمت پانل قرار دارد، روشی ساده و قابل اعتماد برای شناسایی خطرات سایه‌زنی قبل از نصب است.

چراغ های خورشیدی پست حصار و چراغ های خیابان در فضای باز: راهنمای انتخاب و نصب

چراغ‌های خورشیدی پست حصار و چراغ‌های خیابان در فضای باز نقش‌های مکملی را در طیف کاربردهای روشنایی بیرونی ایفا می‌کنند، از علامت‌گذاری مرز ملک و روشنایی تزئینی باغ در مقیاس خانگی تا نورپردازی ایمنی جاده‌ها و مسیرها در مقیاس زیرساخت. انتخاب و نصب صحیح هر کدام مستلزم درک توانایی ها و محدودیت های فنی خاص آنهاست.

چراغ های خورشیدی پست حصار: چه عملکردی باید انتظار داشت

چراغ‌های خورشیدی پست حصاری، چراغ‌های تاکیدی تزئینی و کاربردی هستند که برای نصب روی درپوش‌های حصار، ستون‌های دروازه و دیوارهای مرزی کم طراحی شده‌اند. آنها از پنل های خورشیدی تک کریستالی کوچک 0.5 تا 2 وات، بسته های باتری نیکل فلزی هیدرید یا لیتیوم کوچک 300 تا 800 میلی آمپر ساعت و ماژول های LED 0.5 تا 3 وات که 30 تا 200 لومن نور خروجی تولید می کنند، استفاده می کنند. این سطح خروجی برای علامت‌گذاری لبه مسیر، تعریف زیبایی‌شناختی مرز باغ، و محیط کلی مناسب است، اما برای روشنایی مسیر حیاتی ایمنی یا روشنایی دسترسی خودرو، که به سطوح خروجی بالاتر چراغ‌های خیابان در فضای باز یا قطب‌های مسیر اختصاصی با چراغ‌های 10 تا 30 واتی نیاز دارد، کافی نیست.

چراغ های خورشیدی پست حصاری با کیفیت از تولید کنندگان معتبر، پس از یک روز شارژ کامل در زیر نور مستقیم خورشید، به 8 تا 12 ساعت کار در شب دست پیدا می کنند. ، using automatic dusk-on and dawn-off control via an integral photocell. Budget products with lower-quality panels and batteries may achieve only 4 to 6 hours on a good charge day and fail to operate reliably after several consecutive cloudy days. Specifying products with lithium battery technology rather than nickel metal hydride extends cycle life from approximately 500 cycles (roughly 18 months of daily operation) to 2,000 or more cycles (5 to 6 years), a meaningful durability difference that justifies the modest price premium of lithium-equipped products for permanent garden installations.

چراغ های خیابان در فضای باز: مشخصات عملکرد تجاری قابل اعتماد

چراغ‌های خیابانی در فضای باز برای کاربردهای تجاری، شهری و زیرساختی باید از استانداردهای عملکرد و دوام بسیار بالاتری نسبت به محصولات تزئینی باغ برخوردار باشند. مشخصات کلیدی که باید هنگام تهیه چراغ های خیابانی در فضای باز از هر سازنده چراغ خیابانی LED تأیید شود عبارتند از:

• رتبه IP: حداقل IP65 برای محفظه لامپ (ضد گرد و غبار و محافظت شده در برابر جت های آب از هر جهت). IP66 یا IP67 برای محیط های ساحلی یا پر بارندگی ترجیح داده می شود
• امتیاز IK: مقاومت در برابر ضربه IK08 یا IK09 برای چراغ های روشنایی در مناطق عمومی در معرض خرابکاری یا ضربه تصادفی
• داده های LM80 و TM21: داده‌های نگهداری لومن منتشر شده از آزمایش LM80، ادعای عمر مفید L70 ماژول LED را تأیید می‌کند، که باید با توجه به عمر رتبه‌بندی اعلام‌شده سازنده تأیید شود تا تأیید شود که این ادعا توسط داده‌های آزمایشی پشتیبانی می‌شود نه برون‌یابی از ساعت‌های آزمایش ناکافی
• حفاظت در برابر ولتاژ: حداقل حفاظت از ولتاژ 10 کیلوولت بر اساس IEC 61000-4-5 برای لامپ های نصب شده بر روی قطب مستعد در برابر گذراهای ناشی از رعد و برق در شبکه منبع تغذیه
• طبقه بندی توزیع نور: توزیع نوع II، III یا IV مطابق با استانداردهای IES، مطابق با عرض جاده و تغییر قطب برای دستیابی به نسبت یکنواختی مورد نیاز در سطح جاده
• محدوده دمای عملیاتی: درجه بندی شده برای محدوده دمای محیط کامل آب و هوای نصب، معمولاً منهای 40 درجه سانتیگراد تا مثبت 50 درجه سانتیگراد برای محصولات در نظر گرفته شده برای استقرار جهانی

یک سازنده مسئول چراغ خیابانی، فایل‌های کامل داده‌های فتومتریک را با فرمت IES یا EULUMDAT برای هر مدل چراغ‌ها ارائه می‌کند، و به طراح روشنایی اجازه می‌دهد تا داده‌های چراغ را به نرم‌افزار طراحی استاندارد صنعتی (مانند Dialux یا Relux) وارد کند و یک محاسبه انطباق کمی ایجاد کند که نشان می‌دهد نصب پیشنهادی با استانداردهای لازم مطابقت دارد.

انتخاب سازنده چراغ خیابانی LED: معیارهای ارزیابی کلیدی

بازار جهانی روشنایی خیابانی LED شامل صدها تولیدکننده از برندهای درجه یک اروپایی و آمریکای شمالی با ادغام کامل تولید عمودی و برنامه‌های صدور گواهینامه شخص ثالث جامع تا تولیدکنندگان ارزان قیمتی است که محصولاتی با کیفیت بسیار متغیر و بدون داده‌های عملکرد تأیید شده تولید می‌کنند. انتخاب نامناسب تولیدکننده چراغ خیابانی LED برای یک برنامه زیرساختی بزرگ می‌تواند منجر به خرابی زودهنگام لامپ، عملکرد ناسازگار و هزینه‌های جایگزینی شود که هر گونه صرفه‌جویی در خرید اولیه را کاهش می‌دهد.

معیارهای زیر یک چارچوب ساختاریافته برای ارزیابی هر سازنده چراغ خیابانی تحت بررسی برای یک خرید قابل توجه ارائه می‌کند:

• گواهینامه شخص ثالث: محصولات باید دارای ENEC (اروپا)، UL یا DLC (آمریکای شمالی)، طرح CB یا گواهینامه ملی معادل باشند که تأیید می کند محصول توسط یک آزمایشگاه معتبر مستقل در برابر استانداردهای ایمنی محصول و عملکرد مربوطه آزمایش شده است.
• شفافیت منبع مولفه LED: سازندگان ممتاز از تراشه‌های ال‌ای‌دی تامین‌کنندگان ردیف اول (کری، لومیلدز، اسرام، نیمه‌رسانا سئول، نیچیا) استفاده می‌کنند و می‌توانند منبع تراشه را در مشخصات محصول ثبت کنند. منبع تراشه LED نامشخص یک شاخص خطر قابل توجه برای محصولاتی است که ادعا می کنند کارایی بالایی دارند
• تست فتومتریک مستقل: داده های فوتومتریک باید توسط یک آزمایشگاه گونیوفوتومتر معتبر (نه تاسیسات خود سازنده) تولید شود و مرجع گزارش آزمایش باید قابل تأیید باشد. داده های فتومتریک گزارش شده توسط شخص ثالث بدون پشتیبان گیری از گزارش آزمایشی غیر قابل اعتماد است
• طراحی مدیریت حرارتی: سیستم مدیریت حرارتی لامپ (هندسه سینک حرارتی، مواد رابط حرارتی، دمای اتصال LED در توان نامی) تعیین کننده اصلی نگهداری طولانی مدت لومن است. سازندگانی که داده های شبیه سازی حرارتی یا نتایج آزمایش دمای اتصال اندازه گیری شده را ارائه می دهند، مهندسی محصول برتر را نشان می دهند
• شرایط گارانتی و پشتوانه مالی: ضمانت 5 ساله محصول از یک سازنده چراغ خیابانی با مواد تجاری قابل تأیید و یک شبکه خدماتی مستقر، کاهش خطر معنی‌داری را برای خرید در مقیاس زیرساخت فراهم می‌کند. ضمانت‌های تولیدکنندگانی که ممکن است در طول مدت گارانتی از نظر تجاری فعال نباشند، هیچ گونه حفاظت عملی را ارائه نمی‌کنند

سوالات متداول

1. ارتفاع چراغ های خیابان در یک جاده مسکونی استاندارد چقدر است؟

لامپ های خیابانی مسکونی معمولاً 5 تا 6 متر ارتفاع دارند در اکثر بازارهای اروپایی و آسیایی. در آمریکای شمالی، تیرهای 7.6 تا 9.1 متری در خیابان‌های مسکونی به دلیل عرض‌های عرضی جاده‌ها بیشتر رایج است. ارتفاع برای دستیابی به سطح روشنایی مورد نیاز در فاصله قطب مورد نیاز برای عرض جاده خاص که روشن می شود انتخاب می شود.

2. ابعاد لامپ خیابانی معمولی برای نصب جاده شریانی چیست؟

برای یک تیر روشنایی جاده شریانی 8 تا 10 متری، ابعاد چراغ های خیابانی معمولی شامل قطر پایه 100 تا 140 میلی متر، قطر بالای 42 تا 60 میلی متر، ضخامت دیواره 3 تا 5 میلی متر و صفحه پایه 300×300 میلی متر تا 400×400 میلی متر است. ارتفاع کلی تیر بالای درجه 8 تا 10 متر است، با تعبیه 0.5 تا 0.8 متر زیر درجه برای تیرهای دفن مستقیم.

3. ارتفاع تیرهای چراغ برق برای روشنایی بالای دکل چقدر است؟

تیرهای نور دکل بلند که برای نورپردازی وسیع بنادر، استادیوم‌ها، تقاطع‌های بزرگراه‌ها و محوطه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند از 20 تا 45 متر ارتفاع دارند. یک میله دکل فولادی 30 متری که دارای 12 تا 16 نورافکن LED است می تواند تقریباً 2 هکتار را با روشنایی متوسط 30 لوکس روشن کند. ، making high mast systems the most economical solution per illuminated area for very large open spaces.

4. جهت و زاویه بهینه پنل خورشیدی برای Solar All in One Lights چیست؟

جهت بهینه پنل خورشیدی به سمت استوا است: به دلیل جنوب در نیمکره شمالی و به دلیل شمال در نیمکره جنوبی. زاویه شیب بهینه برابر با عرض جغرافیایی محلی است. انحرافات تا 30 درجه از سمت جنوب بازده سالانه را کمتر از 5 درصد کاهش می دهد، اما انحراف بیش از 45 درجه باعث جریمه های انرژی قابل توجهی می شود که قابلیت اطمینان عملیات در شب را به خطر می اندازد.

5. چراغ های خورشیدی پست حصاری در هر شب چقدر کار می کنند؟

چراغ های خورشیدی پست حصار با کیفیت با باتری های لیتیومی و ماژول های LED کارآمد به دست می آورند 8 تا 12 ساعت کار در شب پس از یک روز کامل شارژ در زیر نور مستقیم خورشید . محصولات مقرون به صرفه با باتری های نیکل متال هیدرید ممکن است تنها 4 تا 6 ساعت کار کنند. محصولات با باتری های لیتیومی دارای عمر چرخه 2000 یا بیشتر (5 تا 6 سال استفاده روزانه) در مقایسه با 500 چرخه برای جایگزین های هیدرید فلز نیکل هستند.

6. انواع اصلی روشنایی خیابان مورد استفاده در زیرساخت های مدرن کدامند؟

سه نوع اصلی روشنایی خیابانی در حال حاضر عبارتند از چراغ‌های خیابانی LED (مسلط برای همه تاسیسات جدید متصل به شبکه)، چراغ‌های خیابان HPS (تکنولوژی قدیمی به تدریج جایگزین می‌شود)، و چراغ‌های خورشیدی همه در یک (به سرعت در حال رشد برای برنامه‌های خارج از شبکه و برنامه‌های روستایی). چراغ های خیابانی LED کارایی 150 تا 200 lm/W و عمر مفید 50000 تا 100000 ساعت را ارائه می دهند که آنها را به انتخاب فنی و اقتصادی واضح برای سیستم های متصل به شبکه تبدیل می کند.

7. تیرهای چراغ گاردن چه ارتفاعی دارند و از چه وات هد چراغ باغی استفاده می کنند؟

تیرهای نور باغ معمولاً 2.5 تا 4.5 متر ارتفاع دارند که برای روشنایی مسیرها، پارک ها و مناظر در فواصل 8 تا 15 متر استفاده می شوند. سر چراغ باغی برای یک تیرک باغی 3 متری معمولاً از LED 15 تا 30 وات استفاده می‌کند که 1500 تا 3000 لومن در دمای رنگ سفید گرم 2700 تا 3000 کلوین تولید می‌کند که در محیط‌های مسکونی و مهمان‌نوازی ترجیح داده می‌شود.

8. چگونه می توانم بین LED Street Lights و Solar All in One Lights برای یک پروژه جدید انتخاب کنم؟

چراغ‌های LED خیابانی را برای هر مکانی با اتصال شبکه قابل اعتماد، حجم ترافیک بالا، یا الزامات تضمین شده عملکرد تمام شب انتخاب کنید. Solar All in One Lights را در جایی انتخاب کنید که هزینه اتصال به شبکه از حق بیمه سیستم خورشیدی بیشتر باشد (معمولاً برای مکان‌های روستایی و دورافتاده که به بیش از 200 تا 300 متر کابل زیرزمینی جدید در هر قطب نیاز دارند)، که در آن ساعات اوج خورشید حداقل 4 ساعت در روز است، و در جایی که می‌توان از کم نور حسگر حرکت برای مدیریت استقامت باتری استفاده کرد، انتخاب کنید.

9. چه گواهینامه هایی باید از یک تولید کننده چراغ خیابانی led درخواست کنم؟

به گواهی ENEC برای بازارهای اروپایی، فهرست UL یا DLC برای بازارهای آمریکای شمالی، و گواهی طرح CB برای تدارکات بین المللی نیاز دارید. همه محصولات باید توسط فایل های داده فتومتریک از یک آزمایشگاه تست گونیوفوتومتر شخص ثالث معتبر، داده های تست تعمیر و نگهداری لومن LM80 که ادعای عمر مفید L70 را تایید می کند، و گواهی حفاظت از نفوذ IP65 یا بالاتر از یک مرکز آزمایش معتبر پشتیبانی شوند.

10. ارتفاع چراغ خیابان در بزرگراه یا بزرگراه اصلی چقدر است؟

روشنایی خیابان بزرگراه و بزرگراه از ارتفاعات قطب استفاده می کند 10 تا 12 متر برای نصب ستون های تک بازویی یا دو بازویی استاندارد خدمات جاده های دوگانه با عرض 14 تا 20 متر. در تقاطع‌ها، دوربرگردان‌های بزرگ و تقاطع‌های چند خطی که در آن نورپردازی دکل مرتفع در مرکز ترجیح داده می‌شود، ارتفاع تیرهای 20 تا 30 متر استاندارد است، که به یک یا دو قطب اجازه می‌دهد تا به جای نیاز به ده‌ها ستون کنار جاده، گستره کامل هندسه جاده پیچیده را از موقعیت‌های مرکزی پوشش دهد.

تیرهای چراغ خیابانی، چراغ‌های خیابانی در فضای باز، و قطب‌های خورشیدی زیرساخت‌های فیزیکی نورپردازی عمومی و تجاری در فضای باز در سرتاسر جهان هستند، اما سؤالات فنی دقیق پیرامون طراحی، عمر مفید، ارتفاع، نصب و عملکرد آن‌ها به ندرت در عمق عملی و قابل دسترس خارج از نشریات تخصصی مهندسی مورد توجه قرار می‌گیرند. چه مهندس روشنایی شهری باشید، چه یک توسعه‌دهنده ملک که روشنایی یک زیرمجموعه جدید را مشخص می‌کند، یک مدیر تأسیسات مسئول شبکه قطب موجود، یا نصابی که آماده راه‌اندازی یک سیستم روشنایی خورشیدی جدید است، پاسخ به سؤالاتی مانند طول عمر یک تیر چراغ خیابانی، ارتفاع چراغ خیابان، ارتفاع تیر چراغ، ارتفاع قطب چراغ چقدر است، نور خورشیدی چگونه کار می‌کند. همه برای تصمیم گیری خوب و دستیابی به عملکرد بلند مدت سیستم اساسی هستند.

پاسخ مستقیم به این سوالات اصلی به شرح زیر است. طول عمر یک تیر چراغ خیابانی به مواد و محیط بستگی دارد، اما معمولاً 25 تا 50 سال برای تیرهای فولادی با حفاظت در برابر خوردگی کافی، 50 تا 80 سال یا بیشتر برای تیرهای بتنی و 20 تا 30 سال برای تیرهای آلومینیومی در شرایط استاندارد است. ارتفاع چراغ خیابان به نوع جاده بستگی دارد: 5 تا 6 متر برای مسیرهای عابر پیاده، 8 تا 12 متر برای جاده های جمع کننده و 12 تا 20 متر برای جاده های شریانی اصلی. ارتفاع یک تیر چراغ برق در پارکینگ، پارک و کاربردهای منظر تجاری از 4 تا 10 متر بسته به منطقه تحت پوشش و الزامات زیبایی شناختی متغیر است. نصب چراغ خیابانی خورشیدی شامل یک فرآیند سیستماتیک ارزیابی سایت، آماده سازی فونداسیون، نصب قطب، و راه اندازی پانل و چراغ است که برای نصابان با تجربه 2 تا 4 ساعت طول می کشد. زاویه شیب پنل خورشیدی در قطب های خورشیدی معمولاً برابر با عرض جغرافیایی محل نصب به اضافه یا منفی 5 تا 15 درجه بسته به اولویت انرژی فصلی تنظیم می شود. زاویه بهینه برای خروجی پانل خورشیدی، زاویه مطابق با عرض جغرافیایی برای عملکرد متعادل در طول سال، یا عرض جغرافیایی به اضافه 10 تا 15 درجه برای نصب اولویت زمستانی در آب و هوای معتدل است. و نحوه کار چراغ‌های خیابانی شامل تعامل یک منبع برق، یک فتوسل یا کنترل‌کننده هوشمند، یک مدار راننده، و یک منبع نور LED یا دیگر منبع نور است که با هم روشنایی مطمئن و برنامه‌ریزی شده را تولید می‌کنند. این مقاله تمام این سوالات را با عمق فنی کامل پوشش می دهد.

امید به زندگی یک تیر چراغ خیابان چیست: مواد، خوردگی و عمر مفید

سوال از طول عمر یک تیر چراغ خیابان چقدر است هیچ پاسخ واحدی ندارد زیرا عمر مفید قطب با ترکیب مواد قطب، عملیات حفاظتی، قرار گرفتن در معرض محیطی، کیفیت تعمیر و نگهداری و تاریخچه بارگذاری ساختاری تعیین می شود. تیرهای چراغ خیابان که به طور منظم بازرسی، رنگ‌آمیزی یا رنگ‌آمیزی می‌شوند که پوشش‌های محافظ خراب می‌شوند و در معرض ضربه وسیله نقلیه یا باد شدید قرار نگرفته‌اند، معمولاً از عمر مفید طراحی خود فراتر می‌روند، در حالی که قطب‌ها در محیط‌های ساحلی، با رطوبت زیاد، یا محیط‌های جاده‌ای با نمک شدید که تعمیر و نگهداری ناکافی دریافت می‌کنند، می‌توانند خرابی ساختاری را طی 10 سال پس از نصب نشان دهند.

تیرهای چراغ خیابان فولادی: عمر سرویس و مدیریت خوردگی

فولاد پرمصرف‌ترین ماده برای تیرهای چراغ خیابانی در اکثر کشورها است که به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، سهولت ساخت و توانایی دستیابی به طیف گسترده‌ای از شکل‌ها و ارتفاعات مقطعی از طریق فرآیندهای تولید استاندارد ارزش دارد. قطب های فولادی گالوانیزه گرم (جایی که فولاد در روی مذاب غوطه ور می شود تا یک پوشش روی با پیوند متالورژیکی ایجاد شود) مشخصات استاندارد برای اکثر کاربردهای شهری را نشان می دهد، با پوشش روی محافظت کاتدی از فولاد زیر حتی اگر پوشش خراشیده یا آسیب دیده باشد. تیرهای نور خیابانی فولاد گالوانیزه گرم با ضخامت پوشش روی کافی (معمولاً به طور متوسط 85 میکرون برای قطب‌ها در مشخصات ASTM A123 Grade 45) عمر مفیدی بین 25 تا 50 سال در محیط‌های غیرساحلی داخلی دارند و در مناطق ساحلی با پرتوهای بالقوه پرتوهای 20 و نمک به طور منظم به 15 تا 30 سال کاهش می‌دهند. محیط های صنعتی یا دریایی بدون پوشش های محافظ مکمل.

مکانیسم شکست اولیه تیرهای چراغ خیابان فولادی، خوردگی در پایه قطب است، در ناحیه ای بین 300 میلی متر بالا و 300 میلی متر زیر سطح زمین، که در آن شرایط مرطوب و خشک متناوب، شیمی خاک، و شکاف بین قطب و فونداسیون بتنی یک محیط خوردگی تهاجمی خاص ایجاد می کند. به همین دلیل است که بازرسی منظم پایه، تمیز کردن و پوشش مجدد پایه های فولادی حیاتی ترین فعالیت تعمیر و نگهداری برای افزایش عمر مفید آنها است. بسیاری از خرابی‌های قطب که به سن نسبت داده می‌شوند، در واقع شکست‌های ناشی از خوردگی پایه درمان‌نشده هستند که طی 10 تا 20 سال ایجاد می‌شوند در حالی که بخش بالای زمین قطب از نظر ساختاری سالم به نظر می‌رسد.

تیرهای چراغ خیابانی بتنی: دوام و عمر طولانی

تیرهای چراغ خیابانی بتن پیش تنیده یا تقویت شده طولانی ترین عمر مفید را در بین سایر مواد قطب معمولی ارائه می دهند، با قطب های بتنی خوب ساخته شده در محیط های غیر تهاجمی که به طور معمول بین 50 تا 80 سال بدون تخریب ساختاری قابل توجهی کار می کنند. مقاومت به خوردگی قطب های بتنی در شرایط خاکی و جوی معمولی اساساً از نظر ساختاری نامحدود است، زیرا ماتریس بتن در معرض خوردگی الکتروشیمیایی که عمر قطب فولاد را محدود می کند، نمی باشد. نگرانی اصلی درازمدت دوام برای قطب های بتنی، خوردگی تقویتی ناشی از نفوذ کلرید از نمک جاده یا اسپری دریایی است که می تواند باعث ترک خوردن و پوسته شدن پوشش بتنی بالای فولاد تقویت کننده پس از 20 تا 40 سال در محیط های تهاجمی شود. در آب و هوای گرمسیری با شدت فرابنفش بالا و چرخه‌های خشک مکرر مرطوب، قطب‌های بتنی ریسیده شده با بتن متراکم و فشرده و پوشش کافی برای تقویت‌کننده (حداقل 25 میلی‌متر در محیط‌های غیر تهاجمی، 40 میلی‌متر در مناطق دریایی) به طور مداوم عمر مفید 50 سال یا بیشتر را نشان می‌دهند.

تیرهای چراغ خیابان آلومینیومی: سبک با عمر مفید متوسط

تیرهای چراغ خیابانی آلیاژ آلومینیوم در کاربردهای معماری و منظر تجاری که در آن سبک وزن آلومینیوم نصب را ساده می کند و پوشش طبیعی آنودایز شده یا پوشش پودری ظاهر قابل قبولی را با حداقل تعمیر و نگهداری ارائه می کند، مشخص می شوند. عمر مفید قطب های آلومینیومی معمولاً 20 تا 30 سال در محیط های استاندارد است، با مکانیسم تخریب اولیه، اکسیداسیون سطحی و حفره شدن در محیط های ساحلی غنی از کلرید به جای خوردگی دیواره ای که بر فولاد تأثیر می گذارد. استحکام مکانیکی آلومینیوم در وزن معادل کمتر از فولاد است و باعث می‌شود که تیرهای آلومینیومی معمولاً برای کاربردهای چراغ‌های خیابانی در ارتفاع کمتر (زیر 10 متر) به جای تیرهای چراغ خیابانی با بار بالا که در جاده‌های اصلی استفاده می‌شوند، مناسب باشند.

بازرسی و افزایش عمر سرویس قطب

صرف نظر از مواد تیر، تنها موثرترین اقدام برای به حداکثر رساندن طول عمر یک تیر چراغ خیابان، بازرسی منظم منظم است. بهترین عملکرد صنعت، که در استانداردهایی مانند ANSI/NAAMM MH 26 منعکس شده است، بازرسی بصری تیرهای چراغ خیابان را در فواصل زمانی 1 تا 2 ساله و ارزیابی یکپارچگی سازه را در فواصل زمانی 5 ساله برای قطب های بالای 25 سال توصیه می کند. بازرسی باید به طور خاص ارزیابی کند: وضعیت خوردگی پایه (با استفاده از بسته بندی زنجیره ای یا آزمایش ضربه چکش برای تشخیص خوردگی دیواره توخالی در قطب های فولادی)، یکپارچگی پیچ و پایه، وضعیت پوشش دستگیره و آب بندی، هرگونه نشانه ای از اعوجاج ضربه خودرو، و وضعیت بازوی نصب لامپ. قطب هایی که بیش از 10 درصد از دست دادن سطح مقطع را در منطقه پایه بحرانی نشان می دهند باید بدون توجه به ظاهر بصری بالای زمین برای جایگزینی برنامه ریزی شوند.

چراغ خیابان چقدر بلند است و قطب نور چقدر است: استانداردهای ارتفاع بر اساس کاربرد

ارتفاع یک تیر چراغ خیابان یا چراغ های خیابان در فضای باز نصب یکی از متغیرهای اولیه طراحی در هر پروژه روشنایی خیابانی است، زیرا به طور مستقیم منطقه روشن در هر قطب، یکنواختی روشنایی در سطح جاده، خروجی نور مورد نیاز چراغ، و بار ساختاری روی قطب را از باد و وزن چراغ تعیین می کند. هیچ پاسخ واحدی در مورد ارتفاع چراغ خیابان وجود ندارد زیرا ارتفاع بهینه به طبقه بندی جاده، سطح روشنایی مورد نیاز، فاصله قطب های مورد استفاده و نوع توزیع لامپ مورد استفاده بستگی دارد.

ارتفاعات استاندارد برای تیرهای چراغ خیابان بر اساس طبقه بندی جاده و مکان

چگونه ارتفاع میله بر عملکرد نور تاثیر می گذارد

رابطه بین ارتفاع تیرهای چراغ خیابان و روشنایی در سطح جاده از قانون مربع معکوس روشنایی پیروی می کند: دوبرابر کردن ارتفاع نصب، روشنایی مستقیم زیر تیر را به یک چهارم مقدار قبلی آن کاهش می دهد، اما سطح روشنایی را در سطح لوکس معین افزایش می دهد. این رابطه به این معنی است که تیرهای بلندتر با چراغ‌های خروجی بالاتر می‌توانند به همان میزان روشنایی در سطح جاده با فاصله قطب‌های وسیع‌تر دست یابند و تعداد کل قطب‌های مورد نیاز برای یک طول جاده معین را کاهش دهند. برای یک جاده جمع‌آوری معمولی که برای روشنایی متوسط 20 لوکس طراحی شده است، یک قطب 10 متری با یک چراغ LED 10000 لومن در فاصله 35 متری عملکردی قابل مقایسه با یک قطب 8 متری با یک چراغ 6000 لومن در فاصله 25 متری دارد، بنابراین با وجود زیرساخت‌های بلندتر و هزینه زیرساخت‌های بلند 30 درصد پایین‌تر و نیاز به زیرساخت‌های زیرساختی کمتر از 30 درصد، عملکردی قابل مقایسه با یک قطب 8 متری با یک چراغ جمع‌آوری دارد. هزینه تیر و چراغ

ملاحظات ارتفاع قطب های خورشیدی

قطب‌های خورشیدی برای سیستم‌های نور خیابانی خورشیدی مستقل، در نظر گرفتن طراحی ارتفاع فراتر از محاسبات فتومتریک استاندارد اضافه می‌کنند: پانل فتوولتائیک در بالای قطب نباید در ساعاتی که تولید انرژی خورشیدی بیشترین بازدهی را دارد (معمولاً از 9 صبح تا 3 بعد از ظهر) توسط قطب‌های مجاور، درختان، ساختمان‌ها یا سایر موانع تحت سایه قرار گیرد. برای نصب قطب های خورشیدی در امتداد جاده ای که در آن پانل ها به سمت جنوب (در نیمکره شمالی) یا شمال (در نیمکره جنوبی) هستند، حداقل فاصله قطب ها برای جلوگیری از سایه بین قطب ها به ارتفاع قطب و زاویه شیب پنل خورشیدی بستگی دارد. یک قانون کلی این است که فاصله روشن بین قطب ها باید حداقل 3 برابر ارتفاع ترکیبی قطب و برآمدگی عمودی پانل کج شده باشد تا از سایه در شرایط با زاویه کم خورشید در زمستان جلوگیری شود.

چراغ های خیابان چگونه کار می کنند: از منبع برق تا سطح جاده روشن

درک نحوه عملکرد چراغ‌های خیابانی در سطح سیستم، پوشش انتقال نیرو، مکانیسم کنترل، فناوری منبع نور و توزیع نوری، پایه دانش برای تعیین، نصب و نگهداری است. چراغ های خیابان در فضای باز به طور موثر سیستم‌های روشنایی خیابانی مدرن، اعم از واحدهای LED با برق شبکه در قطب‌های چراغ خیابان معمولی یا سیستم‌های LED با انرژی خورشیدی در قطب‌های خورشیدی، معماری عملکردی یکسانی از ورودی برق، مدار کنترل، راننده و منبع نور را به اشتراک می‌گذارند، که عمدتاً در نحوه تحویل نیرو به مرحله راننده متفاوت است.

سیستم تحویل نیرو

چراغ‌های خیابانی با برق شبکه، جریان متناوب (معمولاً 220 تا 240 ولت در 50 هرتز در بیشتر نقاط جهان، یا 110 تا 120 ولت در 60 هرتز در آمریکای شمالی) را از طریق مدارهای کابلی زیرزمینی متصل به یک پست توزیع یا یک نقطه تغذیه محلی دریافت می‌کنند. مدار کابل معمولاً 3 فاز برای شبکه های بزرگ است، با قطب های منفرد به صورت تک فاز از کابل توزیع متصل می شود و اجازه می دهد بار در سه فاز متعادل شود. مسیر کابل از خط قطب پیروی می کند و معمولاً در عمق حداقل 450 تا 600 میلی متری زیر سطح جاده یا مسیر پیاده روی در مجرا یا مشخصات کابل دفن مستقیم تأیید شده برای استفاده در زیرزمینی در فضای باز مدفون می شود.

قطب های خورشیدی توان خود را از پنل فتوولتائیک نصب شده در بالای قطب دریافت می کنند که متناسب با تابش خورشیدی برخوردی، جریان مستقیم (DC) تولید می کند. این خروجی DC به یک کنترلر شارژ تغذیه می شود که شارژ باتری را برای جلوگیری از شارژ بیش از حد تنظیم می کند و از باتری در برابر تخلیه عمیق محافظت می کند. باتری انرژی خورشیدی روز را ذخیره می کند و آن را در طول دوره کار شبانه به درایور لامپ LED می رساند. یک سیستم قطب خورشیدی به خوبی طراحی شده با اندازه پانل مناسب، ظرفیت باتری، و توان LED می تواند روشنایی قابل اعتمادی را در 3 تا 5 شب متوالی بدون ورودی خورشیدی ارائه دهد و در مکان هایی که دوره های ابری طولانی را تجربه می کنند، مشخصه آب و هوای دریایی و معتدل است.

سیستم کنترل: چگونه چراغ های خیابان می دانند چه زمانی روشن و خاموش شوند

رایج ترین روش کنترل برای چراغ های خیابان در فضای باز فتوسل یا سلول فوتوالکتریک، یک دستگاه نیمه هادی حساس به نور است که روی یا نزدیک لامپ نصب شده است که شدت نور محیط را اندازه گیری می کند. فتوسل مدار لامپ را هنگامی که نور محیط به کمتر از 35 لوکس (معادل شرایط گرگ و میش عمیق) می‌رسد، فعال می‌کند و هنگامی که نور محیط به بالای 70 لوکس می‌رسد، آن را غیرفعال می‌کند (برای جلوگیری از نوسانات ناشی از ابرهایی که تا حدی خورشید را مسدود می‌کنند). فتوسل یک روش کنترلی ساده، قابل اعتماد و کم هزینه است که نیازی به برنامه نویسی یا اتصال به شبکه ندارد و تا زمانی که برق دارد به طور مستقل عمل می کند. عمر مفید فتوسل‌ها بین 10 تا 15 سال است و پس از رسیدن به این سن باید تعویض شوند، حتی اگر ظاهراً هنوز کار کنند، زیرا فتوسل‌های تخریب شده که در سطوح نوری نادرست تغییر می‌کنند یا باعث هدر رفتن برق (روشن ماندن غیر ضروری چراغ‌ها در نور روز) یا کاهش ساعات روشنایی (خاموش کردن چراغ‌ها قبل از تاریکی کامل) می‌شوند.

ساعت‌های زمانی نجومی یا به‌عنوان یک روش کنترل اولیه یا به‌عنوان پشتیبان برای فتوسل‌ها، محاسبه زمان دقیق غروب و طلوع خورشید برای موقعیت جغرافیایی نصب‌شده از یک مختصات و تاریخ برنامه‌ریزی‌شده، و تغییر مدار نور خیابان در این زمان‌های محاسبه‌شده بدون توجه به شرایط واقعی نور محیط استفاده می‌شوند. کنترل‌های هوشمند مدرن برای چراغ‌های خیابان در فضای باز فراتر می‌روند و از ارتباطات شبکه‌ای (پروتکل‌های DALI 2، Zhaga، Zigbee یا LoRa) استفاده می‌کنند تا امکان نظارت و کم‌نور کردن نور از یک پلت‌فرم مدیریت مرکزی را فراهم کنند و از طریق کاهش نور تطبیقی ​​مدارها در دوره‌های کم ترافیک شبانه، صرفه‌جویی در مصرف انرژی را بین 30 تا 50 درصد ممکن می‌سازند.

درایور LED و منبع نور در روشنایی مدرن خیابان

چراغ‌های خیابانی مدرن در فضای باز از منابع نور LED استفاده می‌کنند که توسط مدارهای راننده جریان ثابت الکترونیکی هدایت می‌شوند. درایور ولتاژ تغذیه (شبکه AC برای واحدهای برق شبکه، باتری DC برای سیستم‌های قطب خورشیدی) را به جریان تنظیم‌شده خاص مورد نیاز آرایه LED تبدیل می‌کند و این جریان را بدون توجه به تغییرات ولتاژ تغذیه و تغییرات ولتاژ LED با دما ثابت نگه می‌دارد. درایور جریان ثابت جزء حیاتی برای طول عمر LED است: آرایه‌های LED که در جریان ثابت با ریپل کم رانده می‌شوند، تنش حرارتی و الکتریکی بسیار کمتری نسبت به LED‌های معادلی که توسط مدارهای ساده‌تر با جریان موج دار بالا هدایت می‌شوند، تجربه می‌کنند، و کیفیت درایور معمولاً تعیین‌کننده اولیه عمر مفید لامپ LED است.

چراغ‌های LED خیابانی مدرن با سرعت 130 تا 200 لومن بر وات نشان‌دهنده صرفه‌جویی در مصرف انرژی 40 تا 65 درصد در مقایسه با لامپ‌های سدیم فشار قوی (HPS) که جایگزین می‌شوند، و عمر مفید آن‌ها از 50000 تا 100000 ساعت تا L70 (نقطه‌ای که ارزش خروجی 70 درصد کاهش می‌یابد) بیشتر از 3 درصد است. طول عمر لامپ، فرکانس تعمیر و نگهداری و هزینه کلی تیرهای چراغ خیابان و سیستم روشنایی را در طول دوره کارکرد آن به طور چشمگیری کاهش می دهد.

نصب چراغ خیابانی خورشیدی: راهنمای کامل گام به گام

نصب چراغ های خیابانی خورشیدی روی قطب های خورشیدی یک فرآیند فنی متمایز از نصب چراغ های خیابانی با برق شبکه معمولی است که شامل ملاحظات اضافی برای جهت گیری پانل، نصب باتری، راه اندازی کنترل کننده شارژ، و راه اندازی سیستم است که مختص معماری برق خورشیدی خارج از شبکه است. یک فرآیند نصب سیستماتیک که توسط پرسنل آموزش دیده تکمیل می شود، سیستمی را تولید می کند که به مدت 8 تا 12 سال قبل از نیاز به تعویض قطعه اصلی به طور قابل اعتماد کار می کند. نصب ضعیف می تواند منجر به خرابی زودرس باتری، شارژ ناکافی، یا خطاهای راه اندازی شود که تشخیص و اصلاح آنها پس از نصب تیر دشوار است.

ارزیابی سایت قبل از نصب

قبل از شروع هر کار فونداسیون، هر مکان پیشنهادی قطب خورشیدی باید از نظر دسترسی خورشیدی مورد ارزیابی قرار گیرد تا تأیید شود که پانل نور خورشید بدون مانع کافی را در طول سال دریافت خواهد کرد. ارزیابی سایت باید ارزیابی کند:

• تجزیه و تحلیل سایه: هر شی (ساختمان، درخت، بیلبورد، قطب مجاور) در یک قوس 30 درجه بالای افق در جهتی که پانل رو به آن قرار دارد باید بررسی شود و مسیر سایه آن برای زاویه خورشید انقلاب زمستانی محاسبه شود، که نشان دهنده بدترین حالت سایه است. حتی سایه زنی جزئی قسمت کوچکی از پانل فتوولتائیک می تواند خروجی کل سیستم را 50 تا 80 درصد در پیکربندی های پانل متصل سری به دلیل اثر پوشاندن سایه بر جریان رشته کاهش دهد.
• بررسی خاک: ظرفیت باربری خاک و شرایط زمین را در محل قطب پیشنهادی برای تعیین عمق و قطر پی مورد نیاز تأیید کنید. خاک های نرم یا غرقابی ممکن است نیاز به یک پی بزرگتر یا نصب شمع رانده داشته باشند تا به استحکام پایه قطب کافی برای بار باد مورد انتظار روی ترکیب قطب و پانل دست یابند.
• داده های باد محلی: سرعت باد طراحی شده برای محل نصب را از روی استاندارد ملی بارگذاری باد قابل اجرا شناسایی کنید. قطب‌های خورشیدی نسبت به قطب‌های نور خیابانی معمولی، مساحت باد مؤثر بیشتری را حمل می‌کنند، زیرا پنل فتوولتائیک سطح مسطح قابل‌توجهی را به باد ارائه می‌کند و لحظات واژگونی قابل‌توجهی را در پایه قطب ایجاد می‌کند که باید در طراحی پایه و ساختار قطب در نظر گرفته شود.

آماده سازی فونداسیون و نصب میله

1. سوراخ فونداسیون را حفاری کنید. معمولاً 400 تا 600 میلی‌متر قطر و 1000 تا 1500 میلی‌متر عمق برای قطب‌های خورشیدی استاندارد با ارتفاع 5 تا 8 متر، که به نسبت برای قطب‌های بلندتر افزایش می‌یابد. پایه سوراخ باید در خاک سفت و دست نخورده باشد. اگر در عمق مورد نیاز با مواد پر شده یا نرم مواجه شد، سوراخ را تا رسیدن به زمین محکم گسترش دهید.
2. گروه و مجرای پیچ لنگر را نصب کنید. قفس پیچ لنگر را در ارتفاع و جهت مناسب برای قطر دایره پیچ و الگوی پیچ قطب قرار دهید. یک لایه کورکننده بتنی 100 میلی متری را در پایه گودبرداری بریزید، قفس پیچ را روی ارتفاع صحیح بالاتر از درجه نهایی قرار دهید (معمولاً 50 تا 80 میلی متر نخ در بالای سطح صفحه پایه قرار دارد)، و اگر باتری به جای پایه روی زمین نصب شده باشد، هر مجرا یا آستین ورودی کابل مورد نیاز برای کابل اتصال باتری را از قطب به جعبه باتری نصب کنید.
3. پایه بتنی را بریزید. از بتن با حداقل مقاومت C25 (25 مگاپاسکال) برای ریختن پی استفاده کنید، مطمئن شوید که بتن بدون فضای خالی در اطراف قفس انکر بولت قرار گرفته و به اندازه کافی متراکم شده است. به بتن اجازه دهید حداقل 48 ساعت (ترجیحاً 72 ساعت) قبل از نصب تیر، عمل آوری شود تا قبل از اینکه بتن به مقاومت کافی برسد، موقعیت های انکربولت را مختل نکنید.
4. میله را نصب کنید. با استفاده از جرثقیل متحرک، هندلر تلسکوپی یا سیستم بلند کردن قاب دستی مناسب با وزن قطب، صفحه پایه قطب را روی گروه پیچ لنگر پایین بیاورید و مهره های تراز و مهره های قفل را به ترتیب صحیح نصب کنید تا به یک میله شاقول برسید. پایه را با استفاده از تراز بر روی دو وجه عمود بر هم بررسی کنید و مهره های تراز را قبل از سفت شدن نهایی تنظیم کنید. جهت گیری براکت نصب پانل باید در حین نصب قطب قبل از سفت شدن کامل مهره ها روی یاتاقان قطب نما (رو به جنوب واقعی در نیمکره شمالی) تنظیم شود.
5. پنل خورشیدی را با زاویه شیب صحیح نصب کنید. پانل فتوولتائیک را در زاویه شیب محاسبه شده برای عرض جغرافیایی نصب به براکت نصب پانل وصل کنید. قبل از اینکه تمام بست های نصب پانل را به طور کامل سفت کنید، زاویه را با استفاده از یک زاویه سنج یا شیب سنج تنظیم کنید تا تأیید کنید که صفحه پانل در شیب مشخص شده از افقی است.
6. باتری و کنترلر شارژ را نصب کنید. جعبه باتری (اعم از اینکه قطب در ارتفاع متوسط ​​نصب شده باشد یا روی زمین در مجاورت پایه قطب) در موقعیت مشخص شده خود نصب کنید. شارژ کنترلر را به ترمینال های مشخص شده در دفترچه راهنمای نصب شارژ کنترلر به ترمینال های مثبت و منفی پنل، پایانه های مثبت و منفی باتری و ترمینال های مثبت و منفی بار (درایور چراغ LED) وصل کنید. توالی اتصال نادرست در برخی از طرح های کنترل کننده شارژ می تواند به کنترل کننده آسیب جبران ناپذیری وارد کند.
7. راه اندازی و تست سیستم. با اتصال پانل و در دسترس بودن نور روز، تأیید کنید که نشانگر شارژ باتری کنترل‌کننده شارژ، شارژ فعال را نشان می‌دهد. سنسور غروب را به صورت دستی فعال کنید (با پوشاندن موقت پانل) و تأیید کنید که چراغ LED با روشنایی برنامه ریزی شده فعال می شود و تنظیمات کنترل کننده (به موقع، نمایه کم نور، و هر عملکرد سنسور حرکت) به درستی برای نیازهای سایت برنامه ریزی شده است.

زاویه شیب پنل خورشیدی و زاویه بهینه برای پنل خورشیدی: راهنمای فنی قطعی

زاویه شیب پنل خورشیدی در قطب های خورشیدی زاویه بین صفحه پانل فتوولتائیک و صفحه افقی است که بر حسب درجه اندازه گیری می شود. این یکی از مهمترین پارامترهای نصب از نظر فنی برای هر سیستم انرژی خورشیدی است زیرا مستقیماً تعیین می کند که چه مقدار تابش خورشیدی صفحه پانل در طول سال دریافت می کند، که به نوبه خود تولید انرژی روزانه و سالانه پانل و در نتیجه کفایت سیستم خورشیدی برای بار مورد نظر را تعیین می کند. درک هر دو اصل کلی زاویه بهینه برای پنل خورشیدی و منطق تنظیم خاص برای اولویت های فصلی مختلف برای تعیین صحیح و راه اندازی سیستم های قطب خورشیدی ضروری است.

قانون عرض جغرافیایی: اساس انتخاب زاویه شیب پنل خورشیدی

اصل اساسی حاکم بر زاویه بهینه پانل خورشیدی این است که صفحه پانل باید عمود بر میانگین تابش خورشیدی برای مکان و فصل مورد نظر باشد. از آنجایی که مسیر ظاهری خورشید در آسمان با فصول تغییر می کند (در تابستان بالاتر، در زمستان کمتر)، زاویه ای که در آن یک صفحه ثابت کج به بهترین شکل این تابش را قطع می کند نیز به صورت فصلی تغییر می کند. برای هدف تولید انرژی متعادل در طول یک سال، زاویه شیب بهینه برای یک پانل ثابت در نیمکره شمالی تقریباً برابر با عرض جغرافیایی نصب است و پانل باید رو به جنوب واقعی باشد. برای نصب در نیمکره جنوبی، زاویه بهینه معادل نیز تقریباً برابر با عرض جغرافیایی است، اما پانل رو به شمال واقعی است.

به عنوان یک راهنمای عملی: یک چراغ خیابانی خورشیدی در بانکوک، تایلند (عرض جغرافیایی تقریباً 14 درجه شمالی) باید پانل آن 14 درجه از جهت افقی به سمت جنوب متمایل شود. سیستمی در مادرید، اسپانیا (عرض جغرافیایی تقریباً 40 درجه شمالی) باید روی 40 درجه تنظیم شود. و یک سیستم در اسلو، نروژ (عرض جغرافیایی تقریباً 60 درجه شمالی) باید 60 درجه کج شود. هر یک از این تنظیمات بهترین بازده انرژی متوسط ​​در طول سال را برای مکان مربوطه فراهم می‌کند، که معمولاً خروجی انرژی سالانه را در 5 درصد حداکثر تئوری قابل دستیابی با سیستم ردیابی خورشید دو محوره تولید می‌کند.

تنظیم زاویه شیب برای اولویت فصلی

زاویه شیب solar panel can be adjusted from the latitude matched angle to prioritize either summer or winter energy production depending on the seasonal lighting demand profile of the application:

• عرض جغرافیایی منفی 10 تا 15 درجه (شیب کم عمق): تولید انرژی تابستان را به قیمت تولید زمستان افزایش می دهد. این تنظیم برای قطب‌های خورشیدی در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری که در آن فصول طوفان رعد و برق تابستانی دوره‌های ابری ایجاد می‌کند که به حداکثر کارایی پانل در روزهای طولانی‌تر تابستان نیاز دارد و در جایی که شب‌های زمستان به اندازه‌ای کوتاه است که منظومه شمسی حتی با کاهش تابش زمستانی زمان کافی برای شارژ مجدد داشته باشد، مناسب است.
• عرض جغرافیایی به اضافه 10 تا 15 درجه (شیب تندتر): تولید انرژی در زمستان را به قیمت تولید تابستان افزایش می دهد. این تنظیم مشخصات صحیحی برای قطب های خورشیدی در مکان های معتدل و با عرض جغرافیایی بالا (بالاتر از 35 درجه عرض جغرافیایی) است که در آن شب های زمستان طولانی است، تابش خورشید در ماه های زمستان کم است و خطر ناتوانی باتری در حفظ شارژ کافی در طول دوره های ابری طولانی زمستان، محدودیت اصلی طراحی است. برای مثال، نصب قطب‌های خورشیدی در بریتانیا در عرض جغرافیایی 51 درجه شمالی، معمولاً زاویه شیب پانل 60 تا 65 درجه را به جای عرض جغرافیایی منطبق با 51 درجه مشخص می‌کند، زیرا افزایش 10 تا 14 درجه‌ای در زاویه زمستان انرژی بیشتری را در طول دوره بحرانی نوامبر تا فوریه جذب می‌کند، زمانی که بیشترین تقاضای نور خورشید در شب است.
• زاویه عرض جغرافیایی (شیب متعادل): تنظیم صحیح برای اکثر کاربردهای قطب خورشیدی عرض جغرافیایی متوسط که در آن اولویت فصلی خاصی اعمال نمی شود، بهترین تولید انرژی متوسط در طول سال را با عملکرد ثابت در تمام فصول ارائه می دهد.

ملاحظات خود تمیز کردن و تأثیر شیب بر خاک‌گرفتگی پانل

یکی از مزایای عملی زوایای شیب پانل های تندتر در قطب های خورشیدی در محیط های گرد و غبار، خشک یا آلوده، بهبود خود تمیز کردن در طول رویدادهای بارندگی است. پانل‌هایی که با 30 درجه یا بیشتر کج می‌شوند، با سرعت کافی آب باران می‌ریزند تا گرد و غبار و زباله‌های انباشته شده را از صفحه پانل خارج کنند، در حالی که پانل‌هایی که با زاویه کمتر از 15 درجه کج شده‌اند، آب را در کشش سطحی نگه می‌دارند و اجازه می‌دهند تا زباله‌ها با تبخیر آب ته نشین شوند و پوسته نازکی از خاک را تشکیل می‌دهند که می‌تواند 5 درصد در سطح پانل انباشته شود و 20 درصد خشک شود. برای تاسیسات قطب های خورشیدی در مناطق نیمه خشک با بارندگی نادر، تعیین یک زاویه شیب به سمت انتهای بالای محدوده بهینه (عرض جغرافیایی به علاوه 10 تا 15 درجه) علاوه بر مزیت بهینه سازی انرژی در زمستان، یک مزیت خود تمیز کردن غیرمستقیم را فراهم می کند.

انتخاب تیرهای چراغ خیابان، چراغ های خیابان در فضای باز، و قطب های خورشیدی برای پروژه های مختلف

انتخاب نهایی نوع قطب چراغ خیابان، مشخصات چراغ‌های خیابان در فضای باز، و پیکربندی قطب‌های خورشیدی برای هر پروژه معین شامل متعادل کردن عملکرد، هزینه، عمر سرویس و ملاحظات نصب عملی مخصوص سایت و برنامه است. راهنمای انتخاب زیر متداول‌ترین انواع پروژه‌هایی را که در روشنایی فضای باز شهری، تجاری و مسکونی مشاهده می‌شود، پوشش می‌دهد.

چه زمانی می‌توان قطب‌های خورشیدی را از قطب‌های چراغ خیابانی با برق شبکه انتخاب کرد

در شرایط زیر، قطب‌های خورشیدی نسبت به قطب‌های چراغ‌های خیابانی با برق شبکه ترجیح داده می‌شوند:

• مکان های بدون دسترسی به شبکه یا با هزینه های بالای اتصال به شبکه: جاده‌های روستایی، مسیرهای محلی دورافتاده، مسیرهای دسترسی کشاورزی، و هر مکانی که نزدیک‌ترین نقطه اتصال به شبکه بیش از 30 تا 50 متر از محل نصب روشنایی فاصله دارد، باید به طور پیش‌فرض روی قطب‌های خورشیدی باشد، مگر اینکه شرایط سایت (سایه‌زایی شدید، عرض جغرافیایی بسیار بالا) مانع از جمع‌آوری کافی انرژی خورشیدی شود. اتصال به شبکه با قیمت 50 تا 200 دلار به ازای هر متر ترانشه کابل و هزینه نصب، قطب های خورشیدی را از نظر اقتصادی در بیشتر موقعیت های خارج از شبکه، حتی با هزینه چراغ های جلو و پایه بیشتر، برتر می کند.
• پروژه هایی با الزامات استقرار سریع: قطب های خورشیدی can be installed in a single day per pole without the civil works lead time associated with electrical infrastructure. Emergency lighting installations, temporary event lighting, and phased development lighting can be commissioned within days using Solar Poles.
• مکان های حساس به محیط زیست: ذخیره‌گاه‌های طبیعی، پارک‌ها، مکان‌های میراثی، و مکان‌هایی که ترانشه کابل‌های برق می‌تواند به ریشه‌های درختان، رسوبات باستان‌شناسی یا ویژگی‌های محیطی آسیب برساند، کاندیدهای طبیعی برای قطب‌های خورشیدی هستند که تنها به یک پایه پایه منفرد بدون کابل بین قطب‌ها نیاز دارند.

الزامات مشخصات سازه برای ارتفاعات مختلف قطب

مشخصات ساختاری تیرهای چراغ خیابانی به طور قابل توجهی با ارتفاع افزایش می یابد، زیرا لنگر واژگونی در پایه قطب (که همان چیزی است که پایه و مقطع قطب باید در برابر آن مقاومت کنند) هم با مربع ارتفاع (برای بار باد روی خود قطب) و هم به صورت خطی با ارتفاع (برای بار باد روی لامپ و برای قطب های خورشیدی، عکس) افزایش می یابد. یک تیر نور خیابانی فولادی 12 متری در یک منطقه باد طراحی شده با سرعت 120 کیلومتر در ساعت باید در برابر گشتاور واژگونی پایه تقریباً 4 برابر بیشتر از یک قطب معادل 6 متری با همان سطح مقطع و مشخصات روشنایی مقاومت کند، که به قطر قطب بزرگتر، ضخامت دیوار سنگین‌تر یا پایه عمیق‌تر نیاز دارد، که همگی هزینه نصب را افزایش می‌دهند. این افزایش هزینه ساختاری با ارتفاع یکی از دلایلی است که بهینه‌سازی طراحی فتومتریک (انتخاب حداقل ارتفاع کافی قطب برای استاندارد روشنایی مورد نیاز به جای پیش‌فرض به بلندترین قطب موجود) برای مدیریت هزینه پروژه در خرید قطب‌های نور خیابان مهم است.

بهترین روش‌های تعمیر و نگهداری برای تیرهای چراغ خیابان و قطب‌های خورشیدی

یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه برای تیرهای چراغ خیابان، چراغ های خیابان در فضای باز، و قطب های خورشیدی به طور قابل توجهی عمر مفید تمام اجزای سیستم را افزایش می دهد و از خراب شدن سریع که منجر به تعویض زودهنگام برنامه ریزی نشده می شود، جلوگیری می کند. اولویت‌های تعمیر و نگهداری زیر در تمام انواع تیرها و چراغ‌ها اعمال می‌شود:

• بازرسی بصری سالانه: هر سال در شبکه کامل قطب قدم بزنید تا هر قطبی را که آسیب قابل مشاهده ناشی از برخورد خودرو، خوردگی پایه، تغییر شکل بازوی چراغ روشنایی، یا خرابکاری که نیاز به توجه فوری دارد را شناسایی و ثبت کنید. از تمام عیوب برای سوابق نگهداری عکس بگیرید و تعمیرات را بر اساس شدت خطر ایمنی اولویت بندی کنید.
• تمیز کردن پنل خورشیدی در قطب های خورشیدی: در محیط هایی با گرد و غبار، گرده یا آلودگی جوی قابل توجه، پانل های فتوولتائیک را حداقل دو بار در سال با آب تمیز و یک اسکاج نرم تمیز کنید تا کارایی جمع آوری انرژی حفظ شود. حتی یک لایه نازک از گرد و غبار که قابلیت انتقال پنل را به میزان 5 درصد کاهش می دهد، می تواند به کاهش نسبتی در شارژ باتری و ساعات روشنایی در دسترس در هر شب منجر شود.
• تست ظرفیت باتری برای قطب های خورشیدی: باتری‌های فسفات آهن لیتیوم در قطب‌های خورشیدی باید پس از سومین سال کارکرد، ظرفیت آن‌ها سالانه تأیید شود تا باتری‌هایی که بیش از 20 درصد ظرفیت نامی خود را از دست داده‌اند و ممکن است به آستانه عرضه ناکافی شبانه در شرایط زمستانی نزدیک شوند، شناسایی شوند.
• ارزیابی نورسنجی لامپ: پس از 5 سال کارکرد LED، مقادیر اندازه‌گیری شده روشنایی زمین را با هدف طراحی مقایسه کنید تا مشخص شود که آیا استهلاک خروجی چراغ نیاز به تنظیم برنامه کاهش نور یا تعویض اولیه چراغ‌ها دارد تا مطابق با استاندارد روشنایی قابل اجرا برای جاده یا فضای مورد استفاده حفظ شود.

مراجع

انجمن مهندسی روشنایی (2014). ANSI/IES RP 8 14: روشنایی جاده. IES، نیویورک

انجمن ملی سازندگان فلزات معماری (2015). ANSI/NAAMM MH 26: راهنمای مشخصات برای طراحی میله های پرچم فلزی و استانداردهای روشنایی. NAMM، شیکاگو، IL.

دافی، جی. ا.، و بکمن، دبلیو اِی (2013). مهندسی خورشیدی فرآیندهای حرارتی، ویرایش چهارم. وایلی، هوبوکن، نیوجرسی (محاسبات زاویه پنل خورشیدی بهینه و شیب فصلی.)

آژانس بین المللی انرژی (2020). چشم انداز انرژی جهانی 2020: فناوری PV خورشیدی. آژانس بین المللی انرژی، پاریس

ASTM International (2017). ASTM A123/A123M: مشخصات استاندارد برای پوشش های روی (گالوانیزه داغ) روی محصولات آهن و فولاد. ASTM، West Conshohocken، PA.

Luque, A., and Hegedus, S. (Eds.) (2011). کتابچه راهنمای علوم و مهندسی فتوولتائیک، ویرایش دوم. وایلی، چیچستر، بریتانیا

کمیسیون بین المللی د l'Eclairage (2010). CIE 115: روشنایی جاده ها برای ترافیک موتوری و عابران پیاده. CIE، وین.

استانداردهای استرالیا (2016). AS/NZS 1158: روشنایی برای جاده ها و فضاهای عمومی. SAI Global، سیدنی.

دیاف، س.، دیاف، د.، بلهامل، م.، حدادی، م.، و لوچ، ا. (2007). روشی برای اندازه بهینه سیستم PV/باد هیبریدی خودمختار سیاست انرژی، 35 (11)، 5708-5718.

وزارت انرژی ایالات متحده (2022). دفتر فناوری های انرژی خورشیدی: عملکرد سیستم فتوولتائیک خورشیدی. DOE، واشنگتن، دی سی.

راه‌حل‌های روشنایی فضای باز با انرژی خورشیدی و برق خارج از شبکه بسیار فراتر از چراغ پایه باغ همه‌کاره اولیه تکامل یافته‌اند. سه دسته محصول که به طور فزاینده ای مشخص شده اند نشان دهنده این تکامل هستند: قطب خورشیدی جدا شده، قطب خورشیدی سیلندر، و پنل خورشیدی انعطاف پذیر. هر کدام یک مشکل مشخص در مجموعه انرژی خورشیدی در فضای باز و طراحی روشنایی را حل می کند و انتخاب مناسب بستگی به این دارد که آیا اولویت شما نورپردازی در سطح خیابان با لومن بالا، زیبایی شهری فشرده یا توانایی تطبیق مجموعه خورشیدی با سطوح نامنظم یا منحنی است. این راهنما نحوه ساخت هر محصول، جایی که بهترین عملکرد را دارد، چه مشخصاتی را باید ارزیابی کرد و چگونه این سه فناوری را می توان به طور مستقل ترکیب یا به کار گرفت تا نیازهای انرژی خورشیدی و روشنایی در دنیای واقعی را برآورده کند، پوشش می دهد.

قطب خورشیدی جدا شده: روشنایی خیابانی خورشیدی با کارایی بالا

الف قطب خورشیدی جدا شده این سیستم، پنل خورشیدی و منبع نور را بر روی سازه‌های نصب جداگانه قرار می‌دهد که به جای اینکه در یک واحد ادغام شوند، با سیم‌کشی به هم متصل شده‌اند. مجموعه پنل خورشیدی بر روی قطب یا براکت اختصاصی خود نصب شده است که برای حداکثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید بهینه شده است، در حالی که قطب روشنایی مجموعه لامپ را حمل می کند که برای زاویه روشنایی و توزیع بهینه شده است. این جداسازی یکی از محدودیت های اساسی چراغ های خیابانی خورشیدی یکپارچه را حل می کند: مبادله بین جهت گیری پانل برای حداکثر برداشت خورشیدی و جهت گیری چراغ برای توزیع بهینه نور.

چرا جداسازی برای برداشت خورشیدی و خروجی نور اهمیت دارد؟

در یک چراغ خیابانی خورشیدی یکپارچه، پانل و سر لامپ نسبت به یکدیگر ثابت هستند. اگر در محل نصب نیاز باشد که نورگیر در جهت خاصی برای روشنایی جاده قرار گیرد، ممکن است پانل به طور مطلوب به سمت خورشید زاویه نداشته باشد. در عرض های جغرافیایی بالاتر که در آن خورشید در زاویه ارتفاع کمتری حرکت می کند، این سازش می تواند جمع آوری خورشید را با 15 تا 30 درصد در مقایسه با پانلی که در زاویه شیب بهینه نصب شده است . یک قطب خورشیدی جدا شده این سازش را کاملاً از بین می برد. پانل را می توان به طور مستقل از لامپ کج کرد و جهت گیری کرد، در حالی که لامپ دقیقاً در جایی قرار دارد که روشنایی مورد نیاز است، برداشت انرژی را به حداکثر می رساند.

سود عملی در خروجی سیستم قابل اندازه گیری است. یک سیستم قطب خورشیدی مجزا با توان خروجی پانل 200 وات می‌تواند یک چراغ LED 100 واتی را برای دوره‌های عملکرد شبانه بسیار طولانی‌تری در مقایسه با یک سیستم یکپارچه معادل که جهت گیری پانل در آن محدود است، حفظ کند، زیرا پانل به طور مداوم انرژی بیشتری در روز جمع‌آوری می‌کند. در مناطقی با کمتر از 4 ساعت اوج خورشید در روز، این تفاوت بین جهت گیری پانل بهینه و غیربهینه می تواند تعیین کند که آیا سیستم نور کافی را در ماه های زمستان ارائه می دهد یا به مکمل شبکه نیاز دارد.

طراحی ساختاری قطب های خورشیدی جدا شده

سیستم های قطب خورشیدی جدا شده معمولاً از اجزای زیر تشکیل شده اند که با هم کار می کنند:

• قطب یا براکت پنل خورشیدی : یک سازه نصب اختصاصی، معمولاً فولادی یا آلومینیومی، که از یک یا چند پنل خورشیدی در زاویه شیب بهینه و جهت قطب نما برای محل نصب پشتیبانی می کند. ممکن است یک قطب مستقل یا یک براکت بازوی جانبی متصل به یک سازه موجود باشد.
• تیر روشنایی : یک قطب فولادی یا آلومینیومی گالوانیزه جداگانه که چراغ LED را در ارتفاع نصب مناسب حمل می کند. ارتفاع قطب برای کاربردهای روشنایی خیابان معمولاً از 6 تا 12 متر ، با بازشوهای بازو که لامپ را روی جاده یا مسیری که روشن می شود قرار می دهد.
• کابینت باتری : محفظه ضد آب و هوا در پایه یکی از قطب ها که بانک باتری لیتیوم یون یا فسفات آهن لیتیوم (LFP)، کنترل کننده شارژ و اتصالات سیم کشی را در خود جای داده است. سیستم‌های مجزا معمولاً از بانک‌های باتری بزرگ‌تری نسبت به واحدهای یکپارچه استفاده می‌کنند، زیرا برای دوره‌های کاری طولانی‌تر و توان خروجی بالاتر طراحی شده‌اند.
• کنترلر شارژ : یک کنترلر شارژ MPPT (ردیابی نقطه توان حداکثر) که اندازه آن با آرایه پانل و بانک باتری مطابقت دارد. کنترلرهای MPPT استخراج می کنند تا 30 درصد انرژی بیشتر از صفحات خورشیدی تحت شرایط تابش متغیر در مقایسه با کنترل‌کننده‌های PWM (مدولاسیون عرض پالس)، که آنها را به مشخصات استاندارد برای سیستم‌های قطب خورشیدی جداشده تبدیل می‌کند که در آن بهره‌وری انرژی حیاتی است.
• چراغ ال ای دی : یک ماژول نور LED با کارایی بالا با طراحی اپتیکال متناسب با ارتفاع نصب و عرض ناحیه ای که باید روشن شود. رتبه‌بندی‌های راندمان رایج برای لامپ‌های LED با کیفیت مورد استفاده در سیستم‌های خورشیدی مجزا هستند 150 تا 180 لومن بر وات ، اجازه خروجی لومن بالا را با توان مصرفی متوسط می دهد.

الفpplications Best Suited to Separated Solar Pole Systems

• روشنایی جاده‌های روستایی و بزرگراه‌ها که در آن اتصال به شبکه غیرعملی یا بسیار گران است
• پارکینگ ها و محیط های تاسیسات تجاری که به خروجی لومن بالا و ساعات کار طولانی نیاز دارند
• امکانات ورزشی، پارک‌های اجتماعی، و مناطق تفریحی در مکان‌های خارج از شبکه یا نیمه شبکه
• روشنایی امنیتی سایت صنعتی که جهت گیری پانل را می توان به طور کامل مستقل از قرار دادن لامپ بهینه کرد
• نصب در عرض های جغرافیایی بالاتر (بالاتر از 40 درجه شمالی یا جنوبی) که در آن بهینه سازی شیب پانل بیشترین تأثیر را بر جمع آوری انرژی در زمستان دارد.

مشخصات کلیدی برای ارزیابی قطب های خورشیدی جدا شده

هنگام تعیین یک سیستم قطب خورشیدی جدا شده، پارامترهای زیر تعیین می‌کنند که آیا سیستم روشنایی کافی را در طول سال در یک مکان مشخص ارائه می‌کند یا خیر:

• وات پانل نسبت به وات چراغ : یک قانون کلی این است که وات پانل باید حداقل 3 تا 4 برابر وات لامپ باشد، زمانی که انتظار می رود سیستم به مدت 10 تا 12 ساعت در شب در مکان هایی با 4 تا 5 ساعت اوج آفتاب در روز کار کند. نسبت پانل به لامپ بالاتر، استقلال بیشتری را در دوره های ابری ایجاد می کند.
• ظرفیت باتری بر حسب وات ساعت : ظرفیت باتری باید حداقل تامین شود 3 تا 5 روز کارکرد مستقل در برنامه نوری درجه بندی شده بدون ورودی خورشیدی، برای در نظر گرفتن دوره های ابری طولانی در آب و هوای محل پروژه.
• رتبه بندی بار باد ساختار نصب پانل : قطب های پانل جدا شده سطح بار باد بزرگتری نسبت به واحدهای یکپارچه دارند. طراحی سازه باید الزامات سرعت باد محلی را در نظر بگیرد، معمولاً به سرعت متوسط ​​باد 10 دقیقه ای 40 تا 60 متر در ثانیه در مکان های در معرض.

قطب خورشیدی سیلندر: روشنایی خورشیدی یکپارچه با فرم معماری

الف قطب خورشیدی سیلندر پنل خورشیدی، باتری، کنترل کننده شارژ و لامپ را در یک ساختار استوانه ای تک قطبی ادغام می کند. برخلاف چراغ‌های خیابانی خورشیدی یکپارچه معمولی که در آن یک صفحه تخت در بالای یک قطب استاندارد قرار می‌گیرد، قطب خورشیدی استوانه‌ای سطح جمع‌آوری انرژی را در اطراف یا درون خود قطب می‌پیچد و محصولی منسجم بصری و از لحاظ معماری اصلاح‌شده ایجاد می‌کند که مناسب میدان‌های شهری، محوطه‌های پیاده‌رو، پارک‌ها و محیط‌های بیرونی آگاهانه از طراحی است.

چگونه قطب های خورشیدی سیلندر انرژی تولید می کنند

روش جمع‌آوری انرژی در قطب‌های خورشیدی استوانه‌ای از مواد فتوولتائیک انعطاف‌پذیر پیچیده شده در اطراف سطح قطب استوانه‌ای یا مجموعه‌ای از بخش‌های تخت یا منحنی که به صورت شعاعی در اطراف قطب قرار گرفته‌اند استفاده می‌کند تا هندسه سیلندر یا نزدیک به سیلندر را تشکیل دهد. هر دو رویکرد یک مزیت کلیدی نسبت به طرح‌های صفحه تخت منفرد دارند: مجموعه خورشیدی همه‌جهت. از آنجایی که مواد پانل به طور همزمان با چندین جهت قطب نما روبرو هستند، قطب انرژی خورشیدی را در هنگام صبح، ظهر و بعد از ظهر خورشید بدون نیاز به جهت گیری به یاتاقان قطب نما در هنگام نصب جمع آوری می کند.

ویژگی مجموعه همه جانبه باعث می‌شود که قطب‌های خورشیدی استوانه‌ای برای مکان‌های شهری که ساختمان‌ها، درختان و سایر سازه‌ها ممکن است در بخش‌هایی از روز روی یک صفحه تخت تک جهتی سایه بزنند، مناسب هستند. با پخش سطح جمع آوری در اطراف محیط کامل 360 درجه، کل انرژی جمع آوری شده در روز در جهت گیری های مختلف سایت نسبت به یک معادل صفحه تخت ثابت تر می ماند. تحقیقات بر روی پیکربندی‌های فتوولتائیک استوانه‌ای کارایی مجموعه را نشان داده است 85 تا 92 درصد انرژی که یک صفحه مسطح با مساحت کل سلولی معادل با کج شدن بهینه جمع آوری می کند. ، ضمن ارائه این مجموعه بدون توجه به جهت قطب نسبت به شمال به جنوب.

اجزای داخلی و یکپارچه سازی سیستم

ضریب شکل استوانه ای مستلزم ادغام فشرده همه اجزای سیستم در ساختار قطب است. خانه سیستم های قطب خورشیدی سیلندر معمولی:

• سلول های باتری لیتیوم آهن فسفات (LFP). : به صورت استوانه ای یا منشوری در قسمت پایینی قطب چیده شده است. شیمی LFP برای این کاربرد ترجیح داده می شود زیرا پایداری حرارتی، عمر چرخه طولانی آن (معمولاً 2000 تا 3000 سیکل شارژ-دشارژ کامل ) و تحمل دماهای بالا که می تواند در داخل قطب های فلزی محصور در نور مستقیم خورشید رخ دهد.
• کنترلر شارژ MPPT یکپارچه : یک برد کنترل کننده فشرده که در داخل قطب نصب شده است، شارژ را از سطح فتوولتائیک اطراف مدیریت می کند و تخلیه به ماژول LED را کنترل می کند.
• چراغ ال ای دی at the pole crown منبع نور در بالای قطب سیلندر، معمولاً یک ماژول LED رو به پایین یا همه جهته است که روشنایی مسیر و ناحیه را فراهم می کند. محدوده خروجی رایج برای قطب های خورشیدی سیلندر در مقیاس عابر پیاده است 1000 تا 5000 لومن مناسب برای پیاده روها، میدان ها و مناطق کم سرعت.
• سنسورهای حرکت یا نور روز : بسیاری از طرح‌های قطب خورشیدی سیلندر دارای حسگرهای حرکتی PIR یا حسگرهای نور محیطی هستند که خروجی لامپ را بر اساس میزان اشغال یا زمان روز تنظیم می‌کنند و با کاهش خروجی در دوره‌های کم ترافیک، استقلال باتری را افزایش می‌دهند.

مزایای طراحی و زیبایی شناختی در بافت شهری

مزیت متمایز اصلی قطب خورشیدی سیلندر در محیط های شهری و تجاری، انسجام بصری آن است. چراغ‌های خیابانی خورشیدی معمولی با یک پانل مسطح که با زاویه روی بازو نصب می‌شود، می‌توانند از نظر بصری با معماری محیطی ناسازگار به نظر برسند و ممکن است مفید یا موقت تلقی شوند. یک قطب خورشیدی استوانه ای شکلی تمیز و یکپارچه ارائه می دهد که به طور طبیعی با مبلمان شهری، ستون های دروازه و طراحی منظره ادغام می شود. این آنها را به مشخصات ترجیحی برای:

• محوطه های عابر پیاده مرکز شهر و محیط های خیابان های مرتفع که در آن استانداردهای کیفیت بصری به طور رسمی در شرایط برنامه ریزی مشخص شده است.
• پارک‌های عمومی، تفرجگاه‌های ساحلی، و مناطق میراثی که در آن زیبایی‌شناسی پنل‌های خورشیدی معمولی با طراحی منظر در تضاد است.
• پیشرفت‌های تجاری از جمله مراکز خرید، زمین‌های هتل، و املاک استراحتگاهی که در آن نورپردازی بیرونی به هویت برند کمک می‌کند.
• مسیرهای پردیس آموزشی و مناظر توسعه مسکونی که در آن یک محصول معاصر اما محجوب مناسب است

محدودیت های قطب های خورشیدی سیلندر در مقایسه با سیستم های جدا شده

ادغام زیبایی شناختی قطب های خورشیدی سیلندر با مبادلات ذاتی در ظرفیت جمع آوری انرژی خام همراه است. کل مساحت سلول فتوولتائیک در یک قطب سیلندر به دلیل قطر و ارتفاع قطب محدود می شود و هندسه استوانه ای به این معنی است که هر سلول معین تنها در بخشی از روز در زمانی که زاویه خورشید برای جهت آن سلول مطلوب است، حداکثر خروجی خود را دارد. در عمل، قطب های خورشیدی سیلندر برای کاربردهای با توان کم تا متوسط ​​که نیازهای خروجی لومن متوسط ​​هستند، بهترین مناسب هستند. برای کاربردهایی که به بیش از 5000 لومن خروجی پایدار در طول یک شب کامل نیاز دارند، سیستم‌های قطب خورشیدی مجزا با آرایه‌های پانل اختصاصی بزرگ‌تر معمولاً عملکرد بهتری از قطب‌های سیلندر دارند. در تحویل سالانه انرژی

پنل خورشیدی انعطاف پذیر: مجموعه انرژی منسجم برای سطوح غیر مسطح

الف پنل خورشیدی انعطاف پذیر یک ماژول فتوولتائیک است که بر روی یک بستر نازک و قابل خم شدن به جای یک قاب شیشه ای و آلومینیومی سفت و سخت ساخته شده است. توانایی خم شدن، انحنا و انطباق با سطوح غیر مسطح، مکان‌های نصب را باز می‌کند که پانل‌های سیلیکونی کریستالی سفت و سخت نمی‌توانند به آن دسترسی پیدا کنند، و کاهش وزن پانل‌های انعطاف‌پذیر امکان نصب بر روی سازه‌هایی را می‌دهد که نمی‌توانند بار پانل‌های معمولی را تحمل کنند. پنل‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر فناوری توانمند برای سطوح جمع‌آوری انرژی استوانه‌ای مورد استفاده در قطب‌های خورشیدی سیلندر هستند و همچنین به عنوان راه‌حل‌های تولید برق مستقل در کاربردهای دریایی، وسایل نقلیه، معماری و قابل حمل عمل می‌کنند.

فن آوری های مورد استفاده در تولید پنل های خورشیدی انعطاف پذیر

چندین فن‌آوری فتوولتائیک به شکل پانل انعطاف‌پذیر در دسترس هستند که هر کدام دارای ویژگی‌های عملکردی متمایز هستند:

• سیلیکون آمورف لایه نازک (a-Si) : یکی از اولین فناوری های PV انعطاف پذیر. در لایه های نازک بر روی لایه های پلاستیکی یا فویل فلزی رسوب می کند. کارایی به طور معمول 6 تا 10 درصد پایین تر از جایگزین های کریستالی، اما با عملکرد بهتر در شرایط نور منتشر و دمای بالا. مناسب برای برنامه هایی که پانل در سایه جزئی یا در دماهای بالا کار می کند.
• CIGS (مس ایندیم گالیوم سلنید) : تکنولوژی لایه نازک دستیابی به کارایی از 12 تا 16 درصد در محصولات پانل انعطاف پذیر تجاری راندمان بهتر از سیلیکون آمورف با عملکرد خوب در نور کم. پانل های انعطاف پذیر CIGS به طور گسترده در فتوولتائیک یکپارچه ساختمان (BIPV)، کاربردهای دریایی، و ساخت قطب خورشیدی سیلندر که در آن چگالی انرژی بالاتر در واحد سطح مورد نیاز است استفاده می شود.
• سیلیکون تک کریستالی بر روی بستر انعطاف پذیر : برش های نازک سلول های سیلیکونی تک کریستالی با کارایی بالا که به یک ماده پشتی انعطاف پذیر متصل شده اند. به کارایی دست می یابد 18 تا 24 درصد ، بالاترین موجود در قالب پانل انعطاف پذیر. گران تر از جایگزین های لایه نازک و با شعاع خمش محدود (معمولاً حداقل شعاع خمش 100 تا 300 میلی متر بسته به ضخامت سلول)، اما بهترین توان خروجی را در واحد سطح برای کاربردهای با محدودیت فضا ارائه می دهد.
• فتوولتائیک آلی (OPV) : یک فناوری نوظهور با استفاده از مواد نیمه هادی آلی بر روی بسترهای بسیار نازک و بسیار انعطاف پذیر. راندمان تجاری فعلی کمتر است 8 تا 12 درصد اما انعطاف پذیری زیاد، وزن سبک و پتانسیل تولید ارزان قیمت باعث شده است که پانل های OPV در کاربردهای خورشیدی معماری و طراحی یکپارچه حضور داشته باشند.

ویژگی های فیزیکی که مکان های نصب جدید را فعال می کند

مشخصه‌های فیزیکی پانل‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر که دامنه کاربرد آنها را فراتر از پانل‌های صلب گسترش می‌دهد عبارتند از:

• وزن کم : پنل های خورشیدی منعطف معمولاً بین وزن دارند 1 و 4 کیلوگرم در متر مربع ، در مقایسه با پانل های شیشه ای سفت و سخت معمولی در 10 تا 15 کیلوگرم بر متر مربع. این مزیت وزنی امکان نصب بر روی عرشه قایق، سقف وسایل نقلیه، سایبان ها، سازه های پارچه ای و غشاهای معماری را فراهم می کند که قادر به تحمل بارهای صلب پانل نیستند.
• سازگاری با شعاع خمشی : بسته به فناوری، پانل های انعطاف پذیر می توانند با سطوح منحنی با شعاع 30 میلی متر (OPV و لایه نازک) تا 300 میلی متر (تک کریستالی روی پشتی انعطاف پذیر) مطابقت داشته باشند. این اجازه می دهد تا روی خطوط سقف منحنی، ساختارهای استوانه ای، بدنه خودرو و سازه های بادی ادغام شود.
• الفdhesive or laminate mounting پانل‌های انعطاف‌پذیر را می‌توان با استفاده از نوار چسب یا لمینیت به طور مستقیم به سطوح زیرلایه چسباند و قاب‌های نصب را حذف کرد و مقاومت در برابر باد را کاهش داد. این امر به ویژه در کشتی های دریایی که در آن کشش آیرودینامیکی و یکپارچگی ساختاری هر دو نگرانی هستند بسیار ارزشمند است.
• پروفایل کاهش یافته است : ضخامت یک پنل خورشیدی انعطاف پذیر از 2 تا 5 میلی متر در مقایسه با 35 تا 40 میلی متر برای یک پانل سفت و سخت قاب. این مشخصات حداقل اجازه می دهد تا در سطوحی که هر گونه برآمدگی غیرقابل قبول یا غیرعملی باشد، ادغام شود.

الفpplication Categories for Flexible Solar Panels

پانل‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر کاربردهایی را ارائه می‌کنند که در چهار دسته کلی قرار می‌گیرند، که هر کدام از مزیت فیزیکی متفاوت فرمت انعطاف‌پذیر بهره می‌برند:

• کاربردهای دریایی و دریایی : پانل های انعطاف پذیر سبک وزن و ضد آب که به عرشه قایق ها، جاخالی ها، پوشش های بیمینی و بخش های بدنه چسبانده شده اند. پوشش‌های سطحی غیر لغزنده موجود در پانل‌های انعطاف‌پذیر دریایی، ایمنی عرشه را حفظ می‌کنند و در عین حال برق تولید می‌کنند. نصب پنل انعطاف پذیر معمولی 200 وات روی یک قایق بادبانی 10 متری کمتر از 2 کیلوگرم اضافه می کند و نیازی به حفاری در ساختار عرشه ندارد.
• برنامه های کاربردی وسایل نقلیه و وسایل نقلیه تفریحی (RV). : پانل‌های انعطاف‌پذیر متصل به سقف‌های ون، بالای موتورخانه، و سطوح کاروانی که در آن قاب‌بندی صلب پانل می‌تواند مشکلات غیرقابل قبولی در برابر کشش آیرودینامیکی یا فاصله باکس سقف را افزایش دهد. پانل های منعطف تک کریستالی در رنج 100 تا 400 وات معمولاً برای سیستم های قدرت تبدیل ون مشخص می شوند.
• فتوولتائیک یکپارچه ساختمان (BIPV) : پانل های انعطاف پذیر CIGS و تک کریستالی که در غشاهای سقف، نما، سایبان ها و نورگیرها لمینت شده اند. پانل ها به جای افزودنی به پوشش ساختمان، بخشی از پوشش ساختمان می شوند و در تولید انرژی نقش دارند و در عین حال عملکرد ساختاری یا ضد آب و هوا را به طور همزمان انجام می دهند.
• ادغام قطب خورشیدی و ساختار استوانه ای : پانل های انعطاف پذیر پیچیده شده در اطراف قطب های خورشیدی استوانه ای، سازه های ستونی، ستون ها و مبلمان شهری برای ارائه مجموعه خورشیدی بر روی سطوحی که پانل های صلب نمی توانند به آنها رسیدگی کنند. این نرم افزار جایی است که فناوری پنل خورشیدی انعطاف پذیر به طور مستقیم با دسته قطب خورشیدی سیلندر که در این راهنما توضیح داده شده است، تلاقی می کند.
• انرژی خورشیدی قابل حمل و بسته بندی : پانل های انعطاف پذیر چرخشی یا تاشو برای شارژ میدانی، کمپینگ، کیت های برق اضطراری و کاربردهای نظامی که در آن ابعاد بسته بندی جمع و جور و وزن کم نیاز اولیه است.

مقایسه سه فناوری: یک خلاصه عملی

فناوری باتری در سیستم های قطب خورشیدی

سیستم باتری مؤلفه ای است که مستقیماً قابلیت اطمینان عملی هر نصب روشنایی قطب خورشیدی را تعیین می کند. مشخصات پنل و راندمان لامپ LED را می توان بر روی کاغذ بهینه کرد، اما اگر سیستم باتری در آب و هوای محلی به سرعت تخریب شود یا ظرفیت کافی برای تغییرات فصلی در دسترس بودن خورشید را نداشته باشد، نصب بدون توجه به سایر مشخصات، عملکرد ضعیفی خواهد داشت.

فسفات آهن لیتیوم در مقابل سایر مواد شیمیایی لیتیوم

فسفات آهن لیتیوم (LFP یا LiFePO4) به دلایل متعددی که مستقیماً نیازهای این مورد استفاده را برطرف می کند، به شیمی باتری غالب در کاربردهای قطب خورشیدی در فضای باز تبدیل شده است:

• پایداری حرارتی باتری‌های LFP در دمایی که در داخل قطب‌های خورشیدی و محفظه‌های باتری در فضای باز در معرض نور مستقیم خورشید قرار می‌گیرد، که در تابستان می‌تواند از 60 تا 70 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند، فرار حرارتی را تجربه نمی‌کنند. لیتیوم NMC و اکسید لیتیوم کبالت شیمیایی به طور قابل توجهی حساس تر به دما هستند و خطر خرابی بیشتری در این شرایط دارند.
• چرخه عمر : باتری های LFP معمولا تحویل می دهند 2000 تا 4000 چرخه شارژ-دشارژ کامل در 80 درصد عمق دشارژ، در مقایسه با 500 تا 1500 چرخه برای باتری های اسید سرب و 500 تا 2000 چرخه برای لیتیوم NMC در عمق دشارژ قابل مقایسه. در یک قطب خورشیدی که چرخه روزانه دارد، این به معنای عمر مفید 8 تا 12 سال برای LFP در مقابل 2 تا 4 سال برای اسید سرب است.
• عملکرد دمای پایین : باتری های LFP نسبت به برخی از شیمی های لیتیومی جایگزین در شرایط سرد ظرفیت بهتری را حفظ می کنند و اکثر سیستم های مدیریت باتری LFP دارای محافظ شارژ در دمای پایین هستند که از آسیب ناشی از شارژ در شرایط زیر انجماد جلوگیری می کند.

محاسبه ظرفیت باتری مورد نیاز

برای یک قطب خورشیدی جدا شده یا سیستم قطب خورشیدی سیلندر، حداقل ظرفیت باتری بر حسب وات ساعت به صورت زیر محاسبه می شود:

1. میزان مصرف انرژی روزانه را تعیین کنید: وات روشنایی ضربدر ساعت کارکرد در شب. مثال: لامپ 40 واتی که 10 ساعت کار می کند معادل 400 وات ساعت در شب است.
2. ضرب در روزهای مورد نیاز استقلال (معمولاً 3 تا 5 روز): 400 وات ساعت ضرب در 4 روز برابر است با 1600 وات ساعت حداقل بانک باتری.
3. تقسیم بر عمق تخلیه قابل استفاده برای شیمی باتری انتخاب شده (0.8 برای LFP در 80٪ عمق تخلیه): 1600 Wh تقسیم بر 0.8 برابر است ظرفیت باتری نصب شده 2000 وات ساعت به عنوان حداقل طراحی برای این مثال.

ملاحظات نصب و راه اندازی

الفll three technologies require specific installation practices to achieve their rated performance and service life. Common factors that are frequently overlooked in field installations include:

ارزیابی سایت قبل از مشخص کردن هر سیستم قطب خورشیدی

• ارزیابی منابع خورشیدی : ساعات اوج خورشید در روز را در محل پروژه با استفاده از پایگاه داده منابع مانند PVGIS (سیستم اطلاعات جغرافیایی فتوولتائیک) برای مختصات نصب خاص بررسی کنید. از میانگین‌های منطقه‌ای استفاده نکنید، زیرا ریزتوپوگرافی، ابری بودن ساحل، و سایه‌اندازی دره‌های شهری می‌توانند منابع خورشیدی واقعی را به میزان قابل توجهی کمتر از ارقام منطقه‌ای کاهش دهند.
• تجزیه و تحلیل سایه : هر درخت، ساختمان یا سازه‌ای را که در هر زمانی در طول روز روی سطح مجموعه خورشیدی سایه می‌اندازد، شناسایی کنید. حتی سایه زنی جزئی در قسمت کوچکی از پانل می تواند به دلیل اتصال سری سلول ها، خروجی سیستم را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این ارزیابی به‌ویژه برای سیستم‌های قطب خورشیدی مجزا که در آن پانل روی یک ساختار ثابت قرار دارد بسیار مهم است.
• شرایط خاک و پی : پایه‌های قطب برای قطب‌های خورشیدی جداشده و استوانه‌ای نیاز به تأیید ژئوتکنیکی دارد که ظرفیت باربری خاک و عمق جابجایی از باد ترکیبی و بار مرده مجموعه قطب و پانل پشتیبانی می‌کند. در شرایط خاک نامناسب، ممکن است به صفحات پایه کشیده، پیچ های زمین یا پایه های بتنی نیاز باشد.

بهترین روش های نصب پنل خورشیدی انعطاف پذیر

• قبل از اعمال پانل های انعطاف پذیر با پشت چسب، سطح نصب را کاملاً تمیز کنید. آلودگی، رطوبت یا پوشش های شل زیر پانل باعث خرابی چسب و لایه برداری پانل در طول زمان می شود.
• پانل های تک کریستالی انعطاف پذیر را فراتر از حداقل مشخصات شعاع خم سازنده سازنده خم نکنید. فراتر از این حد باعث ایجاد شکستگی‌های ریز در سلول‌های سیلیکونی می‌شود که خروجی را بلافاصله کاهش می‌دهد و به تدریج با چرخه حرارتی بدتر می‌شود.
• الفllow adequate ventilation between the panel rear surface and the mounting substrate. A gap of 10 تا 20 میلی متر دمای کار پانل را کاهش می دهد و راندمان خروجی را بهبود می بخشد، زیرا پانل های منعطف روی سطوح فلزی داغ می توانند بدون تهویه به دمای 70 تا 80 درجه سانتیگراد برسند و خروجی را کاهش می دهند. 15 تا 25 درصد در مقایسه با عملکرد در شرایط خنک
• از نقاط ورودی سیم‌کشی با غدد کابل‌های درجه دریایی محافظت کنید و سیلیکون پایدار در برابر اشعه ماوراء بنفش را در اطراف همه نفوذها اعمال کنید تا از نفوذ رطوبت جلوگیری کنید، که علت اصلی تخریب زودرس پانل انعطاف‌پذیر در کاربردهای خارج از منزل است.

انتخاب بین قطب خورشیدی جدا شده، قطب خورشیدی سیلندر، و پنل خورشیدی انعطاف پذیر

انتخاب بین این سه فناوری همیشه منحصر به فرد نیست. آنها را می توان در یک پروژه واحد ترکیب کرد تا نیازهای مکان متفاوتی را برطرف کند، و درک معیارهای تصمیم گیری برای هر یک، مشخصات را ساده می کند:

1. آیا خروجی لومن بالا برای روشنایی جاده یا منطقه بزرگ نیاز اولیه است؟ یک سیستم قطب خورشیدی جدا شده را انتخاب کنید. جهت گیری پانل مستقل و آرایه های پانل بزرگتر از سیستم های مجزا، مجموعه انرژی مورد نیاز برای حفظ 10000 لومن یا بیشتر را در طول یک شب کامل در طیف گسترده ای از مکان های جغرافیایی ارائه می دهد.
2. آیا نصب در محیط شهری، تجاری یا طراحی حساس است که کیفیت بصری اهمیت دارد؟ یک قطب خورشیدی سیلندر را انتخاب کنید. فرم معماری یکپارچه، نورپردازی در مقیاس عابر پیاده را بدون نفوذ بصری نور خیابان خورشیدی با پانل زاویه دار معمولی ارائه می دهد.
3. آیا برنامه یک سطح منحنی، انعطاف پذیر یا دارای وزن محدود است که نمی تواند پانل های سفت و سخت را بپذیرد؟ یک پنل خورشیدی انعطاف پذیر را انتخاب کنید. عرشه های دریایی، سقف وسایل نقلیه، تیرهای سیلندر، عناصر معماری منحنی، و کاربردهای قابل حمل همگی به قابلیت نصب منسجمی نیاز دارند که فقط پانل های انعطاف پذیر ارائه می کنند.
4. آیا این پروژه یک محیط ترکیبی با مناطق جاده و پیاده رو است؟ استقرار قطب های خورشیدی جدا شده در بخش های جاده برای خروجی بالا و قطب های خورشیدی سیلندر در مناطق عابر پیاده برای انسجام زیبایی شناختی، با استفاده از مشخصات سیستم یکپارچه برای استانداردهای باتری و شارژ برای ساده سازی تعمیر و نگهداری.

الفll three technologies represent mature, field-proven solar solutions that deliver reliable off-grid or grid-independent power and lighting when correctly specified for the location, load, and climate. کلید نتایج موفقیت آمیز تطبیق نقاط قوت واقعی هر فناوری با نیازهای خاص نصب است به جای اعمال یک راه حل واحد در همه سناریوها در یک پروژه.