วัตต์กับความสว่างของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์: คู่มือปฏิบัติ

ผู้ซื้อหลายรายถือว่าระดับวัตต์ที่สูงขึ้นโดยอัตโนมัติจะทำให้แสงสว่างขึ้น ในความเป็นจริง วัตต์เป็นหน่วยวัดพลังงานไฟฟ้า ในขณะที่ความสว่างของถนนที่รับรู้นั้นขึ้นอยู่กับลูเมน การกระจายแสง สภาพการติดตั้ง และ (สำหรับระบบสุริยะ) ว่าแผงควบคุม-แบตเตอรี่-ตัวควบคุมสามารถรักษาเอาต์พุตไว้ตลอดทั้งคืนได้หรือไม่ บทความนี้จะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์วัตต์และความสว่าง ให้ความกระจ่างว่าวัตต์หมายถึงอะไรและไม่ได้หมายถึงอะไร อะไรเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของระบบแสงสว่างอย่างแท้จริง และวิธีการประเมินกำลังไฟที่ใช้งานจริงของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้วิธีทางวิศวกรรมที่ใช้งานได้จริง

 

1. วัตต์ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์เทียบกับความสว่าง: วัตต์หมายถึงอะไร?

1.1 คำจำกัดความของวัตต์

วัตต์ (W) คือหน่วยของกำลัง: หนึ่งจูลของพลังงานที่ใช้ต่อวินาที ในไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ วัตต์ควรอธิบายพลังงานไฟฟ้าที่โมดูล LED ใช้ระหว่างการทำงานความท้าทายคือมีการใช้วัตต์ไม่สอดคล้องกันในตลาด อาจหมายถึงการดึงพลังงาน LED จริง การอ้างสิทธิ์วัตต์ที่เทียบเท่า (การเปรียบเทียบทางการตลาดกับหลอดฮาโลเจน/หลอดไส้) หรืออาจสับสนกับกำลังไฟของแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

 

 

1.2 เหตุใดผู้ผลิตจึงติดป้ายไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยวัตต์

วัตต์เป็นชวเลขที่คุ้นเคย เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ผู้บริโภคเรียนรู้วัตต์ที่สว่างกว่า=มากขึ้น และแบบจำลองทางจิตนั้นยังคงมีอิทธิพลต่อการตัดสินใจซื้อ สำหรับผู้ผลิต วัตต์ยังสื่อสารได้ง่ายกว่าลูเมน การกระจายแสง ความสม่ำเสมอ และการสูญเสียของระบบ

 

ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่แตกต่างกันมีมุมมองที่แตกต่างกัน นักออกแบบระบบแสงสว่างมักพิจารณาว่าวัตต์เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอและอาจทำให้เข้าใจผิดได้ ผู้รับเหมาอาจต้องการ-การเลือกวัตต์ที่สูงขึ้นเพื่อลดความเสี่ยงของการร้องเรียนเรื่องแสงสว่างน้อยกว่า- อย่างไรก็ตาม ผู้ซื้อและผู้อยู่อาศัยในเขตเทศบาลมักให้ความสำคัญกับการควบคุมแสงสะท้อน การลดแสงส่องผ่าน และวัตถุประสงค์-ประสิทธิภาพกลางคืน-ที่เสถียร ซึ่งอาจไม่สอดคล้องกับการเลือกจำนวนวัตต์ที่ใหญ่ที่สุด

 

2. วัตต์กับความสว่างของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์: อะไรเป็นตัวกำหนดความสว่าง

2.1 Lumens: ตัวบ่งชี้ความสว่างที่แท้จริง

Lumens (lm) วัดแสงที่มองเห็นทั้งหมดที่ปล่อยออกมา เมื่อเปรียบเทียบ "ปริมาณแสงที่ออกมา" ลูเมนเป็นจุดเริ่มต้นที่ถูกต้อง-ไม่ใช่วัตต์อย่างไรก็ตาม ความสว่างที่ส่องสว่างยังไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมด ประสิทธิภาพการส่องสว่างบนถนนพิจารณาจากการส่องสว่างบนพื้น (ลักซ์) และความสม่ำเสมอ ฟิกซ์เจอร์สองตัวที่มีค่าลูเมนใกล้เคียงกันจะให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับการกระจายลำแสง ความสูงในการติดตั้ง และระยะห่าง

 

 

2.2 ประสิทธิภาพ LED (ลูม/วัตต์)

โดยทั่วไปประสิทธิภาพของ LED จะแสดงเป็นลูเมนต่อวัตต์ (lm/W) แม้ว่าแพ็คเกจ LED สมัยใหม่จะมีประสิทธิภาพสูง แต่เอาต์พุตของระบบ-ในโลกจริงจะลดลงเนื่องจากความร้อน การสูญเสียไดรเวอร์ และการสูญเสียทางแสงนี่คือสาเหตุที่วัตต์ไม่สามารถทำนายความสว่างได้อย่างน่าเชื่อถือ อุปกรณ์ติดตั้งที่ออกแบบมาอย่างดี-พร้อม LED ที่มีประสิทธิภาพและการจัดการระบายความร้อนที่แข็งแกร่งสามารถให้เอาต์พุตที่ยอดเยี่ยมที่ 60 วัตต์จริง ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการออกแบบมาไม่ดี-การใช้ชิปเกรดต่ำ-หรือใช้ความร้อนเกินไป-อาจมีประสิทธิภาพต่ำกว่าแม้ว่าฉลากจะอ้างว่ามีวัตต์ที่สูงกว่ามากก็ตาม

 

2.3 การออกแบบแสง LED

เลนส์จะกำหนดว่าแสงจะถูกส่งไปในที่ที่จำเป็นหรือไม่ ประโยชน์ของไฟส่องสว่างถนนจากถนน-ที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม ซึ่งมักจะกระจายแสงแบบไม่สมมาตรซึ่งให้แสงสว่างบนพื้นผิวถนน แทนที่จะกระจายไปบนท้องฟ้าหรือไปยังพื้นที่ใกล้เคียง เลนส์ที่ไม่ดีสามารถสร้างจุดร้อนที่สว่างใต้เสาโดยเว้นช่วงมืดระหว่างเสา- และแสงสะท้อนที่เพิ่มขึ้นสามารถลดความสบายในการมองเห็นและความปลอดภัยในการรับรู้

 

2.4 แผงโซลาร์เซลล์และความจุแบตเตอรี่

A ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์คือระบบพลังงาน แผงจะสร้างพลังงาน แบตเตอรี่จะกักเก็บพลังงานไว้ และ LED จะสิ้นเปลืองพลังงานเป็นเวลาหลายชั่วโมง หากความจุของแผงและแบตเตอรี่ไม่ตรงกับเวลาการทำงานและสภาพอากาศในท้องถิ่น อุปกรณ์ติดตั้งอาจหรี่ลงในเวลากลางคืนหรือปิดเครื่องก่อนเวลากรอบการทำงานที่มีประโยชน์คือความสมดุลของพลังงาน: รันไทม์ขึ้นอยู่กับวัตต์ที่เก็บไว้-ชั่วโมงเทียบกับปริมาณการใช้วัตต์ต่อคืน- ทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์แตกต่างกันไปตามภูมิศาสตร์และฤดูกาล หลายภูมิภาคเผชิญกับชั่วโมงที่มีแสงแดดสูงสุดประมาณ 3-6 ชั่วโมงต่อวัน ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและช่วงเวลาของปี รูปแบบดังกล่าวอาจเป็นความแตกต่างระหว่างแสง-ที่เสถียรตลอดทั้งคืนและการหรี่แสงแบบโปรเกรสซีฟ

 

 

3. วัตต์ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์เทียบกับความสว่าง: วิธีการคำนวณกำลังที่แท้จริง

หลักฐานสำคัญ: พลังที่แท้จริงนั้นเป็นแบบไดนามิก

ก่อนที่จะหารือเกี่ยวกับวิธีการคำนวณ จะต้องชี้แจงประเด็นสำคัญประการหนึ่ง: กำลังไฟที่ใช้งานจริงของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ไม่คงที่ ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ใช้-โปรแกรมเอาท์พุตหลายขั้นตอนและตรรกะการป้องกันแบตเตอรี่- ดังนั้นพลังงานจึงเปลี่ยนแปลงตลอดทั้งคืนดังนั้น ค่ากำลังจริงใดๆ ที่คุณคำนวณมักจะแสดงถึงกำลังเฉลี่ยในช่วง-ช่วงเอาท์พุตที่สูง (หรือกำลังเฉลี่ยเต็ม-ที่เทียบเท่า) สิ่งนี้ยังคงมีประโยชน์อย่างมากในการประเมินว่าผลิตภัณฑ์ได้รับการระบุตามความเป็นจริงหรือไม่

 

พลังงานแตกต่างกันไปเนื่องจากสาเหตุหลักสองประการประการแรก ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์จำนวนมากใช้โหมดเอาท์พุตหลายโหมดเพื่อปรับสมดุลความสว่างและเวลาทำงาน เช่น กำลังส่องสว่างที่สูงขึ้นในตอนเย็น พลังงานที่ลดลงในช่วงดึก-ตอนกลางคืน และเพิ่มความสว่างก่อนเช้า ซึ่งมักจะเท่ากับการใช้พลังงานเต็มประมาณ 4-5 ชั่วโมง-ต่อคืนประการที่สอง คอนโทรลเลอร์จะปรับพลังงานตามสถานะของแบตเตอรี่ เมื่อระดับแบตเตอรี่ลดลง ระบบจะลดเอาต์พุตโดยอัตโนมัติเพื่อยืดเวลารันไทม์ ทำให้การใช้พลังงานจริงแปรผันตลอดทั้งคืน

 

วิธีที่ 1: การวัดแคลมป์มิเตอร์ DC

หากคุณต้องการค่าพลังงานจริง-ที่แท้จริงและแม่นยำที่สุด การวัดบน-ที่ไซต์งานโดยใช้แคลมป์มิเตอร์ DC เป็นวิธีที่ง่ายและแนะนำมากที่สุด

 

หลายๆ คนใช้มัลติมิเตอร์ในการวัดกระแสโดยสัญชาตญาณ แต่ต้องทำการตัดวงจรและเชื่อมต่อแบบอนุกรม ซึ่งไม่สะดวกและเกิดข้อผิดพลาด-ได้ง่าย แคลมป์มิเตอร์แบบ DC สามารถวัดกระแสไฟฟ้าได้โดยการหนีบรอบๆ ตัวนำโดยไม่ต้องถอดสายไฟ ทำให้ปลอดภัยและรวดเร็วยิ่งขึ้น มิเตอร์ต้องรองรับการวัดกระแส DC และช่วงควรตรงกับพารามิเตอร์ของฟิกซ์เจอร์

 

ขั้นตอนการปฏิบัติมีดังนี้: ชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมจนเต็ม ปลดการเชื่อมต่อการชาร์จแผงโซลาร์เซลล์เพื่อให้ระบบอยู่ในโหมดคายประจุ-เฉพาะโหมดเท่านั้น และการชาร์จจะไม่ส่งผลต่อการอ่าน วัดเอาต์พุตคอนโทรลเลอร์ไปที่ LED (แรงดันใช้งานและกระแสใช้งาน) จากนั้นคำนวณกำลังโดยใช้ P=V × I หากจำเป็น ให้อ่านค่าแต่ละชั่วโมงเพื่ออนุมานขั้นตอนที่ตั้งโปรแกรมไว้- V × I

 

 

วิธีที่ 2: การคำนวณย้อนกลับ-จากความจุของแบตเตอรี่ลิเธียม

หากไม่สามารถ-ทำการวัดที่ไซต์งานได้ และคุณมีเฉพาะข้อกำหนดเฉพาะของแบตเตอรี่ คุณสามารถประมาณกำลังไฟ LED ที่แท้จริงได้โดยการทำงานย้อนกลับจากความจุของแบตเตอรี่

 

วิธีการนี้ใช้ตรรกะการออกแบบทางวิศวกรรมทั่วไป: ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์เกรด-หลายโครงการได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานได้เองประมาณสองวันในช่วงที่มีเมฆมาก/ฝนตกอย่างต่อเนื่อง ขณะเดียวกันก็จำกัดความลึกของการปล่อยประจุไว้ที่ประมาณ 50% เพื่อปกป้องอายุการใช้งานแบตเตอรี่ การกำหนดค่าของตลาดแตกต่างกันไป: โมเดลสำหรับผู้บริโภคที่มีต้นทุนต่ำ-บางรุ่นอาจได้รับการออกแบบให้สามารถใช้งานได้ประมาณ 1.5 วัน (โดยมากต้องเสียค่าใช้จ่ายในเรื่องอายุการใช้งานแบตเตอรี่) ในขณะที่โครงการระดับพรีเมียมอาจกำหนดเป้าหมายไว้ที่ 3 วันหรือมากกว่านั้น คุณสามารถปรับสมมติฐานตามระดับผลิตภัณฑ์ได้

 

การบัญชีสำหรับประสิทธิภาพคูลอมบิกและการสูญเสียของระบบ สูตรการประมาณค่าเชิงปฏิบัติคือ:

กำลังไฟ LED จริง (W) µ ความจุแบตเตอรี่ (Ah) × แรงดันแบตเตอรี่ (V) ۞ 2.22 ۞ เต็ม- ชั่วโมงเทียบเท่ากำลังไฟ (h)

 

ในที่นี้ 2.22 เป็นปัจจัยเชิงประจักษ์ที่ใช้สำหรับการประมาณค่าแบบวัน-ถึง- ซึ่งรวมค่าประจุ/การคายประจุทั่วไปและการสูญเสียการเดินสายไฟเข้าด้วยกัน อาจแตกต่างกันเล็กน้อยตามการออกแบบระบบ แต่โดยทั่วไปก็เพียงพอสำหรับการประเมินภาคปฏิบัติ

 

ตัวอย่าง: ผลิตภัณฑ์ที่โฆษณาว่า "105W" มีแบตเตอรี่ 6.4V 10,000mAh ซึ่งเท่ากับ 6.4V 10Ah

 

หากคุณถือว่ามีอิสระ 2- วันและ 4.5 ​​ชั่วโมงเทียบเท่าพลังงานเต็ม พลังงานจริงโดยประมาณคือ:

10 × 6.4 ÷ 2.22 ÷ 4.5 ≈ 6.4W

 

หากคุณสมมติให้-ตั้งค่าต้นทุนที่ต่ำกว่าโดยมีเวลาอิสระ 1.5- วันและ 4 ชั่วโมงเต็มกำลังเทียบเท่า ค่าประมาณจะกลายเป็น:

10 × 6.4 ÷ 1.5 ÷ 4 ≈ 10.7W

 

หากข้อกำหนดยังแสดงฟลักซ์การส่องสว่างรวมประมาณ 1,080 ลูเมน ประสิทธิภาพโดยนัยจะอยู่ที่ประมาณ 100 ลูเมน/วัตต์-สอดคล้องกับ-การออกแบบ LED หลายดวงขนาดเล็ก- ซึ่งสนับสนุนข้อสรุปว่าพลังงานไฟฟ้าที่แท้จริงนั้นใกล้เคียงกับประมาณ 10W แม้ว่าจะมีฉลากทางการตลาดเป็น "105W" ก็ตาม นี่เป็นรูปแบบทั่วไปของอัตราเงินเฟ้อของกำลังไฟฟ้าในบางช่องทางการค้าปลีก

 

วิธีที่ 3: การคำนวณย้อนกลับ-จากคะแนนแผงโซลาร์เซลล์

วิธีที่สามประมาณกำลังไฟ LED จริงจากกำลังไฟของแผงโดยสมมติว่าระบบได้รับการออกแบบเพื่อให้การผลิตในแต่ละวันสร้างสมดุลการบริโภคในแต่ละวันโดยประมาณเพื่อการปั่นจักรยานที่ยั่งยืน

 

แบบจำลองพลังงานอย่างง่ายคือ:

พลังงานแผงรายวัน (Wh) ก็คือ พลังงานแผง (W) × ชั่วโมงพระอาทิตย์สูงสุด (h) ÷ 2.22

พลังงาน LED รายวัน (Wh) µ พลังงาน LED จริง (W) × เต็ม- ชั่วโมงเทียบเท่าพลังงาน (h)

 

เมื่อการสร้างและการบริโภคมีความสมดุล คุณสามารถประมาณค่าได้:

กำลังไฟ LED จริง (W) ➤ กำลังไฟแผง (W) × ชั่วโมงพระอาทิตย์สูงสุด (h) ۞ ชั่วโมงเทียบเท่าพลังงานเต็ม- (h) ۞ 2.22

 

ชั่วโมงพระอาทิตย์สูงสุดขึ้นอยู่กับสถานที่ ในหลายภูมิภาคของจีน 3.5–4.5 ชั่วโมงมักใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงคร่าวๆ ในการประมาณค่า มีการใช้ปัจจัย 2.22 เดียวกันนี้เพื่อสะท้อนถึงการสูญเสียการชาร์จและการเดินสายไฟโดยทั่วไป สำหรับการประมาณค่ารายวัน โดยทั่วไปวิธีนี้ก็เพียงพอแล้ว

 

 

4. ตัวอย่างการกำหนดค่าที่แนะนำ

Consider a typical residential/collector road with poles around 7–8 meters, moderate spacing, and a requirement of approximately 12 hours of operation.

 

แนวทางปฏิบัติคือการกำหนดเป้าหมายการให้แสงสว่างก่อน (ระดับการส่องสว่างและความสม่ำเสมอ) จากนั้นเลือกฟิกซ์เจอร์ที่มีเอาต์พุตลูเมนที่ผ่านการตรวจสอบและเลนส์-ที่เหมาะสมของถนน หลังจากนั้น แผงและแบตเตอรี่ควรมีขนาดเพื่อรักษาโปรไฟล์เอาท์พุตที่เลือกไว้ภายใต้สภาวะจริง-ไม่เพียงแต่ภายใต้การทดสอบในวันที่มีแสงแดดจ้า{3}}ในอุดมคติเท่านั้น การใช้งานจำนวนมากบรรลุความน่าเชื่อถือข้ามคืนที่สม่ำเสมอโดยการรวมความจุของแบตเตอรี่ที่เพียงพอเข้ากับกราฟการลดแสงที่วางแผนไว้ เช่น เอาต์พุตที่สูงขึ้นในช่วงเย็นของการจราจร และเอาต์พุตที่ลดลงในช่วงเวลาที่มีกิจกรรมน้อย- เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานจนถึงรุ่งเช้า

 

ในการจัดซื้อ สิ่งที่สำคัญที่สุดไม่ใช่ฉลากวัตต์ แต่ขึ้นอยู่กับว่าซัพพลายเออร์สามารถให้ข้อมูลประสิทธิภาพที่น่าเชื่อถือได้หรือไม่: ลูเมนที่ส่ง การดึงพลังงานที่วัดได้ ความจุพลังงานแบตเตอรี่ อัตราแผง และไฟล์โฟโตเมตริกตามอุดมคติ (IES) เพื่อคาดการณ์การส่องสว่างภาคพื้นดิน

 

บทสรุป

วัตต์เทียบกับความสว่างของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ใช่การเปรียบเทียบตัวเลขที่สูงกว่ากับตัวเลขที่ต่ำกว่าง่ายๆ ในไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ ความสว่างที่แท้จริง-ของโลกขึ้นอยู่กับกำลังลูเมน ประสิทธิภาพของ LED การกระจายแสง และระบบพลังงานที่รักษาประสิทธิภาพไว้ตลอดทั้งคืน ป้าย "กำลังไฟสูง" สามารถปกปิดการดึงพลังงานจริงต่ำ, ไฟ LED ที่มีประสิทธิภาพต่ำ-, แบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กเกินไป หรือระบบที่รักษาความสว่างสูงสุดไว้เพียงช่วงสั้นๆ เท่านั้น

 

ถ้าคุณต้องการไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ทำงานตามที่คาดหวัง จัดลำดับความสำคัญของลูเมนที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว กลยุทธ์รันไทม์ที่น่าเชื่อถือ และ-ทัศนศาสตร์ที่เหมาะสมของถนน- และยืนยันว่าขนาดแผงและแบตเตอรี่สอดคล้องกับสภาพแสงอาทิตย์ในท้องถิ่นและ-ข้อกำหนดชั่วโมงการทำงาน

 

ยาฮัว ไลท์ติ้ง: โซลูชั่นไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์แบบกำหนดเอง

การเลือกไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เหมาะสมนั้นต้องการมากกว่าการเลือกกำลังไฟ ด้วยประสบการณ์กว่า 20 ปีในการผลิตไฟพลังงานแสงอาทิตย์และไฟ LED Yahua Lighting นำเสนอโซลูชันที่ปรับแต่งตามความต้องการของโครงการ รวมถึงสภาพถนน ความสูงของการติดตั้ง ชั่วโมงไฟส่องสว่าง และทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์ในท้องถิ่น