Işık Dağılımı: Asimetrik ve Simetrik Optik

Doğru ışık dağılımını seçmek, herhangi bir belediye güneş enerjili sokak lambası projesi veya bölünmüş güneş enerjili sokak lambaları ve hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambalarını değerlendiren bir geliştirici için çok önemli bir karardır. Bu makale, asimetrik ve simetrik optiklerin gerçek dünya uygulamalarında nasıl performans gösterdiğini, hangi ölçütlerin önemli olduğunu (homojenlik, parlama, enerji kullanımı, direk aralığı) ve optiklerin saha geometrisine ve güneş enerjisi sistemi kısıtlamalarına nasıl uyarlanacağını özetlemektedir. Şartname ve tedarik kararlarını desteklemek için pratik tasarım şemaları, karşılaştırmalı bir tablo, aydınlatma standartlarına referanslar ve en iyi uygulama kurulum/bakım kılavuzu da dahil edilmiştir.

Optik uygunluğu belirleyen temel performans ölçütleri

Lümen dağılımı, aydınlatma ve homojenlik

Lümen çıkışı başlangıç ​​noktasıdır, ancak ışığın yol boyunca nasıl dağıldığı görsel konforu ve güvenliği belirler. Önemli ölçütler arasında korunan aydınlatma (lüks), ortalama-minimum homojenlik oranı (Uo/Umin) ve boyuna/enine homojenlik bulunur. Bu konuda rehberlik,CIEveAydınlatma Mühendisliği Derneği (IES)Yetersiz homojenliğin, daha yüksek ortalama lüks değerlerinde bile yaya ve sürücü riskini artırdığını göstermektedir. Belediye güneş enerjili sokak lambası spesifikasyonları için, yol sınıfına uygun Uo/Umin oranlarını hedefleyin: yerel yollar tipik olarak 0,4–0,6, toplayıcı/ana arter yollar ise hız ve yaya trafiğine bağlı olarak daha yüksek oranlarda olmalıdır (kaynak:IES kılavuzu).

Parlama (UGR) ve görsel konfor

Şehir ve yerleşim alanlarında parlama kontrolü çok önemlidir. Asimetrik optikler, ışığı ihtiyaç duyulan yere yönlendirirken, kaynağı karşı yönden gelen ışıktan koruyarak rahatsız edici parlamayı azaltmak için yaygın olarak kullanılır. Endüstri standartları ve ölçüm yöntemleri, aşağıdaki kaynakta özetlendiği gibi,parlama üzerine literatürIES dokümanları ve referansları, proje kabulü için hedef Birleşik Parlama Derecelendirmesi (UGR) değerlerine veya eşdeğer ölçütlere rehberlik etmelidir.

Enerji verimliliği, güneş enerjisi verimi ve kullanım ömrü performansı

Optik dağılım, gerekli ışık akısını ve dolayısıyla bölünmüş güneş enerjili sokak lambaları ve hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambaları için pil kapasitesini ve fotovoltaik (PV) boyutlandırmayı etkiler. Yol üzerinde faydalı ışık akısını en üst düzeye çıkaran bir dağılım, gerekli LED watt'ını azaltır ve kurulum ömrü boyunca pilin kullanım ömrünü uzatır. Şebekeden bağımsız bir sistem boyutlandırırken, lümen azalmasını (L70) ve kontrol cihazı kayıplarını da içeren günlük enerji talebini hesaplayın; yenilenebilir enerji standartlarından ve vaka çalışmalarından PV ve pil boyutlandırma en iyi uygulamalarına bakın (CIE ve sektör teknik incelemelerine bakın).

Asimetrik ve simetrik optik: prensipleri, faydaları ve sınırlamaları

Simetrik optik nedir?

Simetrik optikler, ışığı armatür ekseni etrafında eşit olarak dağıtır; örnekler arasında Tip I (dar), Tip II/III (orta) ve dairesel dağılımlar bulunur. Simetrik optikler, merkezi montaj gerektiren yerlerde (örneğin, döner kavşaklar, küçük meydanlar, çıkmaz sokaklar) iyi sonuç verir ve direğe monte edilmiş armatürün nispeten eşit bir dağılımı merkezlediği hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambalarında yaygındır. Avantajları arasında basitlik, tahmin edilebilir ışın şekli ve genellikle daha düşük üretim maliyeti bulunur. Sınırlamaları: doğrusal yol düzenlerinde kaldırımlarda veya bitişik mülklerde ışık israfı, uygun şekilde aralıklı yerleştirilmedikleri takdirde birden fazla armatürden kaynaklanan parlama riski.

Asimetrik optik nedir?

Asimetrik optikler (ışın şekline bağlı olarak yol veya Tip II-V asimetrik dağılımlar olarak da adlandırılır), yol geometrisine uyan dikdörtgen bir alan oluşturmak için ışığı kasıtlı olarak öne ve yana doğru yönlendirir. Bu optikler, ana yollar, tek taraflı kurulumlar ve direk yerleşiminin taşıt yolundan uzak olduğu yerlerde tercih edilir; bu durum, belediye güneş enerjili sokak lambası sistemlerinde ve PV/batarya paketinin armatürün arkasına direğe monte edilebildiği bölünmüş güneş enerjili sokak lambası sistemlerinde yaygındır. Faydaları arasında iyileştirilmiş boylamasına homojenlik, azaltılmış ışık yayılımı ve hedef yol lüksünü karşılamak için daha az toplam lümen çıkışı gerektiğinden potansiyel enerji tasarrufu yer alır.

Asimetrik ve simetrik optiklerin ne zaman belirtilmesi gerektiği

Karar verme sürecini etkileyen faktörler arasında yol genişliği, direk yerleşimi (orta veya kaldırım kenarı), montaj yüksekliği, gerekli lüks/homojenlik ve mahalle kısıtlamaları (ışık ihlaline duyarlılık) yer almaktadır. Pratik kurallar:

• Yanlara monte edilmiş direklerin bulunduğu doğrusal yollarda, aydınlatma armatürünün şeritler boyunca ışık yayması ve direğin arkasındaki ışık kaybını azaltması gerektiğinde asimetrik optikler kullanın.
• Merkezi veya ada tipi uygulamalar, yaya meydanları ve küçük çıkmaz sokaklar için simetrik optikler kullanın.
• Bölünmüş güneş enerjili sokak lambası kurulumlarında, asimetrik optikler, taşıt yolunu hedefleyerek ve lümen israfını azaltarak enerji kullanımını optimize eder; hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambalarında ise, ünite çok amaçlı kullanım (yol + küçük yol) için tasarlandığında simetrik optiklerin entegrasyonu daha kolay olabilir.

Belediye ve güneş enerjili sokak lambası projeleri için tasarım hususları ve pratik kılavuz

Montaj yüksekliği, aralık ve hedefleme

Doğru montaj yüksekliği ve aralığı çok önemlidir. Asimetrik optikler, ışığı yol boyunca odakladıkları için, aynı homojenlik için simetrik optiklere göre genellikle daha geniş aralıklara izin verir. Aşağıdaki basitleştirilmiş kılavuz, IES/CIE önerilerine ve yaygın belediye uygulamalarına dayanmaktadır:

• Yerel sokaklar (20–30 m aralık): montaj yüksekliği 4–8 m; yanal kesimli asimetrik optikler, ışık yayılımı olmadan kaldırım aydınlatmasını iyileştirir.
• Ana/arteriyel yollar (30–60 m aralık): montaj yüksekliği 8–12 m; asimetrik optikler boylamasına homojenliği artırır ve direk sayısını azaltır.
• Döner kavşaklar/merkezler: Simetrik optikler ve merkezi montaj, eşit alan aydınlatması ve sürücüler için güvenli görsel ipuçları sağlar.

Güneş sistemi boyutlandırması ve optik seçimleri

Bölmeli veya hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambaları belirlerken, optik seçimi enerji bütçelemesine erken aşamada entegre edin. Örnek iş akışı:

1. Her yol sınıfı için hedeflenen aydınlatma seviyesini ve homojenliğini tanımlayın.
2. Optik türünü (asimetrik veya simetrik) seçin ve yüzeye iletilmesi gereken toplam lümen miktarını hesaplayın (optik verimliliği ve lümen koruma L70'i dikkate alarak).
3. LED'ler için gereken güç miktarını ve günlük enerji tüketimini hesaplayın (ışık kısma programlarını ve akıllı kontrol sistemlerini dikkate alın).
4. Güneş paneli dizisinin boyutunu ve batarya kapasitesini, yerel güneş ışınımı verilerine göre güvenlik marjları dikkate alarak belirleyin (NASA MERRA gibi meteorolojik veri kaynaklarını veya yerel hava durumu veritabanlarını kullanın).

Asimetrik optik çözümler, görev alanına daha fazla kullanılabilir ışık yönlendirdiği için, aynı yol performansı için simetrik optiklere kıyasla genellikle %10-25 daha düşük enerji talebiyle sonuçlanır; bu rakamlar belediye pilot projelerinde ve akademik analizlerde doğrulanmıştır (IES/CIE yayınlarında referans verilen aydınlatma araştırma grupları ve belediye pilot projeleri tarafından yapılan karşılaştırmalı çalışmalara bakınız).

Karşılaştırma tablosu: Güneş enerjili sokak lambaları için asimetrik ve simetrik optik sistemler

Veri kaynakları ve referanslar: IES/CIE kılavuz belgeleri ve belediye pilot raporları. Sokak aydınlatma tasarım prensipleri hakkında bilgi için bakınız.Sokak lambası (Wikipedia)ve CIE/IES kaynakları (CIE,IES).

En iyi uygulama yöntemleri, yaşam döngüsü ve Queneng Aydınlatma yetenekleri

Kurulum, hedefleme ve devreye alma ipuçları

Sahada tasarım performansına ulaşmak için:

• Son sıkıştırma işleminden önce armatürün yönünü yerinde doğrulayın; asimetrik optikler, ışın demetini yol ile hizalamak için doğru döndürme gerektirir.
• Bir lüksmetre kullanarak devreye alma işlemini gerçekleştirin ve temsili bir 50-100 metrelik segment boyunca ortalama/minimum homojenliği doğrulayın. Sonuçları kaydedin ve gerektiği gibi ayarlayın.
• Günlük ortalama enerji talebini azaltmak için uyarlanabilir kontrol sistemleri (ışık kısma, hareket sensörleri) kullanın; bu, özellikle pil kapasitesinin sınırlı olduğu şebekeden bağımsız, hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambaları için çok değerlidir.

Bakım ve uzun vadeli performans

Bölmeli güneş enerjili sokak lambaları ile hepsi bir arada sistemlerin bakımı, esas olarak fotovoltaik panellere ve bataryalara erişim açısından farklılık gösterir. Bölmeli sistemler genellikle fotovoltaik panelleri daha yükseğe veya ayrı olarak monte ederek panel bakımını kolaylaştırırken, hepsi bir arada üniteler kablolamayı basitleştirir ancak yüksekte bakım yapılması daha karmaşık olabilir. Önemli noktalar:

• Tozlu/kıyı bölgelerinde optik temizliği planlayın ve lens bütünlüğünü yılda bir kez doğrulayın; optiklerdeki kir, iletilen ışık miktarını (lüks) azaltır ve enerji ihtiyacını artırır.
• Lümen azalmasını (L70) izleyin ve LED modül değiştirme aralıklarını planlayın. İyi tasarlanmış ürünler, 50.000+ saatlik kullanım süresi boyunca L70 değerlerini tahmin eden fotometrik raporlar sunmalıdır.
• Güneş enerjisi bileşenleri için, çevre koşullarına bağlı olarak en az 2-3 yılda bir üretici tarafından önerilen pil testlerini ve fotovoltaik modül kontrollerini uygulayın.

Queneng Aydınlatma: Uzmanlık Alanı, Sertifikalar ve Ürün Yelpazesi

2013 yılında kurulan Queneng Lighting, güneş enerjili sokak lambaları, güneş enerjili spot lambaları, güneş enerjili bahçe lambaları, güneş enerjili çim lambaları, güneş enerjili direk lambaları, güneş fotovoltaik panelleri, taşınabilir dış mekan güç kaynakları ve bataryaları, aydınlatma projesi tasarımı ve LED mobil aydınlatma endüstrisi üretimi ve geliştirmesine odaklanmaktadır. Yıllar süren geliştirme çalışmalarının ardından Queneng Lighting, birçok halka açık şirketin ve mühendislik projesinin tercih edilen tedarikçisi haline gelmiş ve müşterilerine güvenli ve güvenilir profesyonel rehberlik ve çözümler sunan bir güneş enerjili aydınlatma mühendisliği çözümleri düşünce kuruluşu olarak faaliyet göstermektedir.

Queneng Lighting'in Ar-Ge ekibi, gelişmiş ekipmanları, sıkı kalite kontrol sistemleri ve olgun yönetim sistemi, ürün güvenilirliğini desteklemektedir. Şirket, ISO 9001 sertifikasına sahiptir.ISO 9001Queneng, uluslararası TÜV denetimlerinden geçmiştir. CE, UL, BIS, CB, SGS ve MSDS dahil olmak üzere uluslararası sertifikalar sunmaktadır. Ürün yelpazesi arasında Güneş Enerjili Sokak Lambaları, Güneş Enerjili Spot Lambaları, Güneş Enerjili Çim Lambaları, Güneş Enerjili Direk Lambaları, Güneş Fotovoltaik Panelleri, bölünmüş güneş enerjili sokak lambaları ve Hepsi Bir Arada Güneş Enerjili Sokak Lambaları bulunmaktadır. Bu yetenekleri sayesinde Queneng, belediye ve özel projeler için optik seçim (asimetrik vs. simetrik), PV/batarya boyutlandırması ve uzun vadeli performans optimizasyonu konusunda danışmanlık yapma konusunda iyi bir konumdadır.

Queneng'in farkı nedir?

Queneng, entegre mühendislik desteğine önem vermektedir: fotometrik tasarım, sahaya özgü ihtiyaçlar için özel optik hizalama ve enerji modellemesi, bölünmüş ve hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambalarının belediye hizmet seviyelerini karşılamasını sağlar. Bağımsız sertifikasyon (TÜV/CE/UL) ve izlenebilir üretim kalite güvencesi, büyük ölçekli belediye sözleşmeleri ve mühendislik projeleri için tedarik güveni sağlar.

Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

1. Tipik iki şeritli bir şehir içi yolunda hangi optik türü en fazla enerji tasarrufu sağlar?

Asimetrik optikler, kullanılabilir lümenlerin daha fazlasını yol yüzeyine yönlendirdikleri ve ışık yayılımını azalttıkları için genellikle iki şeritli doğrusal yollarda en fazla enerji tasarrufu sağlarlar. Koridor senaryolarında simetrik optiklere kıyasla bildirilen enerji tasarrufu, aralık ve istenen homojenliğe bağlı olarak genellikle %10-25 arasındadır (IES/CIE kılavuzuna ve belediye pilot çalışmalarına bakınız).

2. Hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambası asimetrik optik kullanabilir mi?

Evet. Birçok entegre güneş enerjili sokak lambası, ışığı uygun şekilde yönlendirmek için döndürülebilen ve kilitlenebilen asimetrik lens seçenekleri veya modüler optikler içerir. Bununla birlikte, entegre üniteler fotovoltaik panelleri ve bataryayı tek bir gövdeye entegre ettiğinden, fotovoltaik panellerin eğimini veya batarya soğutmasını tehlikeye atmamak için dikkatli mekanik ve termal tasarım gereklidir.

3. Mevcut direk sıralarının sonradan takılması için hangi optik sistemin uygulanması daha kolaydır?

Direkler zaten kaldırımda ve biraz yana doğru yerleştirilmişse, asimetrik optikler genellikle direkleri hareket ettirmeden yol kapsama alanını iyileştirdiği için kolay bir sonradan montaj işlemidir. Direkler orta refüje monte edilmişse, simetrik optikler daha basit olabilir. Satın almadan önce her zaman fotometrik simülasyonlar gerçekleştirin.

4. Optik seçim, bölünmüş güneş enerjili sokak aydınlatma sistemlerinde fotovoltaik panel ve batarya boyutlandırmasını nasıl etkiler?

Optikler, görev alanına ulaşan lümen oranını değiştirdiği için, lüks hedefine ulaşmak için gereken LED watt değerini doğrudan etkiler. Daha verimli bir dağıtım (koridorlar için asimetrik), gereken LED gücünü azaltır ve bu nedenle günlük enerji tüketimini düşürerek, aynı özerklik hedefi için daha küçük fotovoltaik paneller veya bataryalar kullanılmasını sağlar.

5. Üreticilerden talep etmem gereken standartlar veya referanslar var mı?

Evet. Onaylı fotometrik dosyaları (IES/LM-63), lümen bakımını (TM-21 projeksiyonları ve LM-80 verileri), PV ve bataryalar için garanti koşullarını ve ilgili üçüncü taraf sertifikalarını (ISO 9001, CE, UL, TÜV) talep edin. Aydınlatma ölçümleri konusunda bilgi için CIE ve IES belgelerine bakın.CIE,IES).

İletişim ve sonraki adımlar

Belediye güneş enerjili sokak lambası projeleri belirliyorsanız veya bölünmüş güneş enerjili sokak lambaları ve hepsi bir arada güneş enerjili sokak lambalarını değerlendiriyorsanız, optik seçimi erken aşama enerji ve fotometrik modellemeye entegre etmek, toplam sahip olma maliyetini düşürecek ve güvenlik sonuçlarını iyileştirecektir. Danışmanlık, özelleştirilmiş fotometrik düzenler veya ürün bilgileri için, proje düzeyinde rehberlik ve ürün katalogları için Queneng Lighting ile iletişime geçin. Daha fazla bilgi edinmek ve fiyat teklifi istemek için Queneng Lighting'i ziyaret edin:Queneng Aydınlatma - Güneş Enerjili Aydınlatma Çözümleri.