Една от най-честите грешки при проектите за улично-соларно осветление е започването с мощността на лампата. Устройство с мощност 60 W, 100 W или 150 W не ви казва дали системата ще работи добре на определено място. Правилният дизайн започва с пътя, изискванията за осветление и действителните работни условия. Само след като те бъдат разбрани, мощността на светодиода, размерът на PV и капацитетът на батерията трябва да бъдат фиксирани.

Фигура 1. Проектирането на слънчево{1}}улично осветление започва с приложението: геометрия на пътя, изискване за осветление, разположение на стълбовете и работни часове.

Този проектен-първи подход също е в съответствие с последните изследвания. Проучване от 2025 г. в „По-чисто инженерство и технологии“ предлага всеобхватен модел на соларно обществено-осветление, който отчита заедно ширината на улицата, необходимата осветеност, слънчевото излъчване и характеристиките на осветителя, след което оптимизира разпределението на стълбовете, височината на монтаж, капацитета на батерията и фотоволтаичната мощност. Проучването, потвърдено със случай на Оман, изрично се аргументира за холистичен дизайн, вместо да третира дизайна на осветлението и оразмеряването на-възобновяемата енергия като две несвързани изчисления.

1. Започнете с проекта, а не със слънчевия панел

Преди някой да изчисли батерия или фотоволтаичен панел, краткото описание на проекта трябва да отговори на няколко основни въпроса. Това не са дребни подробности. Те определят на първо място натоварването на осветлението.

Къде е пътя? Държавата, градът, географската ширина и местният климат имат значение.

• Какъв тип път е? Магистрала, градска магистрала, второстепенен път, селски път, зона за паркиране, обществен или пешеходен маршрут?
• Колко широк е пътят и колко ленти има?
• Каква е необходимата височина на стълба, разположение за монтаж и приблизително разстояние между стълбовете?
• Какъв стандарт за осветление или спецификация на проекта се прилага?
• Колко часа трябва да работи светлината всяка вечер?
• Изисква ли се пълна мощност през цялата нощ или е разрешен профил за затъмняване?
• Колко дни автономност са необходими, когато слънчевото производство е лошо?
• Какъв е критичният сезон за проектиране, особено дъждовният или облачен сезон?

2. Ширината на пътя променя проблема с осветлението

И магистралата, и селският път могат да използват LED соларни улични светлини, но изчислението на осветлението може да бъде напълно различно. Широкият път може да се нуждае от по-голяма височина на монтаж, по-голямо разстояние, различна оптика и различно разположение на стълбовете. Един тесен селски път може да се нуждае от много по-малко светлинен поток и различно разпределение.

Ето защо простото казване „използвайте 100 W слънчево улично осветление“ не е правилен инженерен проект. Едно и също осветително тяло от 100 W може да даде много различни резултати в зависимост от оптиката, височината на монтаж, разстоянието между стълбовете, ширината на пътя и насочването.

3. Задайте клас на осветление и го проверете в DIALux

За пътни проекти, използващи EN 13201 или национален стандарт, извлечен от него, проектантът първо идентифицира подходящата ситуация/клас на осветление. ME класовете са предимно класове за пътно-осветление-базирани на яркост; други класове по EN 13201 използват критерии за осветеност. Това разграничение има значение, когато настройвате изчислението в DIALux.

Следователно спецификацията на проекта трябва да бъде отправна точка. След това DIALux се използва за тестване на действителната геометрия на пътя и фотометрията на осветителното тяло: височина на монтаж, разстояние между стълбовете, ширина на пътя, брой ленти, разположение, оптика и насочване. След това изходът може да бъде проверен спрямо изискваната средна стойност, минимална стойност, еднородност и други приложими критерии.

Полезна справочна таблица от европейската документация за пътно{0}}осветление показва например серията EN 13201 M-, преминаваща от M1 до M5 с различни изисквания за осветеност. Точният клас трябва да бъде избран от условията на пътя и трафика на проекта и приложимия национален/проектен стандарт, а не само от ширината на пътя. цитирайте turn0search47

Фигура 2. Илюстративен работен процес в стил DIALux-: дефинирайте класа на пътя и осветлението, тествайте оформлението, след което използвайте полученото изискване за осветителното тяло за енергийно оразмеряване.

4. Резултатът от DIALux ви казва какво трябва да осигури лампата

След като моделът на пътя е правилен, симулацията на осветление отговаря на следващия въпрос: колко светлина всъщност се изисква от всеки стълб?

• Светлинен поток на осветителното тяло и фотометрично разпределение
• Брой осветителни тела и разстояние между стълбовете
• Монтажна височина и геометрия на рамото
• Средни и минимални стойности на осветеност
• Еднородност
• Потенциални отблясъци или други{0}}специфични изисквания за проекта

Това е точката, в която започва електрическият и соларен дизайн. Светодиодната мощност не е избрана изолирано. Той е избран, защото определено осветително тяло, с определен оптичен и фотометричен файл, може да изпълни целта за осветяване при предложеното разстояние и височина.

5. Преобразувайте необходимото осветление в нощна консумация на енергия

След като оформлението на осветлението е фиксирано, изчислете действителния работен профил. Ако осветително тяло от 100 W работи на пълна мощност в продължение на 12 часа, простата нужда от LED енергия е 1200 Wh на нощ. Ако контролерът позволява планирано затъмняване, изчислението трябва да следва реалния профил, вместо просто да умножи номиналната мощност по 12 часа.

За стъпаловиден профил, например 100 W за 5 часа, 60 W за 4 часа и 30 W за 3 часа:

E_LED=(100 × 5) + (60 × 4) + (30 × 3)=1,040 Wh/нощ

След това добавете съответния контролер, комуникация или допълнителна консумация и приложете реалистични системни загуби. Крайната проектна енергия е енергията, която батерията и фотоволтаичната система действително трябва да поддържат, а не само мощността на светодиода, посочена в табелата.

6. Оразмеряване на батерията: започнете с автономността

Оразмеряването на батерията отговаря на различен въпрос от оразмеряването на PV: колко съхранена енергия е необходима, за да поддържа светлината работеща, когато слънцето не осигурява достатъчно енергия?

Практическо уравнение за първо преминаване-е:

Номинална енергия на батерията (Wh) ≈ E_daily × N_autonomy ÷ (DoD × η_battery × η_discharge_path)

Където E_daily е необходимата нощна енергия, N_autonomy е необходимият брой дни, DoD е разрешената дълбочина на разреждане, а условията за ефективност отчитат загубите на батерията и надолу по веригата. Точният модел трябва да отговаря на данните на производителя на батерията и спецификацията на проекта.

За система от 24 V, номиналната стойност на Ah може да бъде оценена като:

Капацитет на батерията (Ah)=Енергия на батерията (Wh) ÷ 24 V

Температурата на батерията, стареенето, използваемият капацитет, ограниченията за зареждане/разреждане и изискваната производителност в края на-живота също трябва да се вземат предвид. Батерия, която изглежда достатъчна, когато е нова, може да не осигури същата използваема енергия след години циклиране.

Скорошни изследвания на извън{0}}мрежовото слънчево улично осветление също подчертават стареенето на батерията и несигурността в издръжливостта на нощно разреждане като важни проблеми, свързани с надеждността. Проучване от 2026 г. в Sustainable Energy Technologies and Assessments разглежда риска от прекъсване на тока и -ограничената работа на батерията като основни проблеми при проектирането, а не като крайни случаи. цитирам turn1search1

7. Оразмеряване на PV: дъждовният сезон е по-важен от средната годишна стойност

Това е мястото, където много дизайни на слънчево{0}}улично осветление се объркват. Средното годишно слънчево греене може да изглежда отлично, докато системата все още се бори по време на дъждовния сезон.

Фотоволтаичната матрица трябва да замени енергията, консумирана през нощта, и да възстанови батерията. Опростеното уравнение за-първо преминаване е:

PV мощност (Wp) ≈ E_ежедневно ÷ (H_дизайн × η_PV/система)

H_design е проект-месечните ефективни слънчеви-часове (или пиковите-слънчеви-часове) при действителния сайт и ориентация на масива. η_PV/система представлява комбинираните коефициенти на намаляване и преобразуване, използвани при изчислението на проекта.

Важната дума е дизайн. За надеждно самостоятелно улично осветление не използвайте автоматично средната годишна стойност. Използвайте консервативен месец или сезон, който отразява периода, когато слънчевото генериране е най-слабо и търсенето на осветление все още е налице.

Фигура 3. Данните за-слънчевите ресурси трябва да се преглеждат месец по месец. Дъждовният сезон може да се превърне в ограничаващо условие за оразмеряване на PV.

PVGIS е полезен независим ресурс за тази стъпка. Съвместният изследователски център на Европейската комисия казва, че PVGIS предоставя данни за слънчевата-радиация и фотоволтаичните-за почти всяко място по света, с месечни, дневни и почасови резултати. Неговите-инструменти извън мрежата също отчитат капацитета на батерията и ограниченията за разреждане. цитирайте turn0search turn0search7

PVGIS също така отбелязва, че реалната фотоволтаична мощност се влияе от излъчване, температура на модула, ъгъл на падане и други загуби. С други думи, STC рейтингът на панела не е същото нещо като ежедневното производство на полева енергия. цитирайте turn0search2 turn0search4

8. Ефективните слънчеви часове не са просто „часове дневна светлина“

Един от най-важните термини в слънчевите изчисления са ефективните слънчеви часове. Това е начин за изразяване на наличната слънчева радиация като еквивалентен брой часове при 1000 W/m². Не е същото като да кажете, че слънцето се вижда толкова много часове.

Това разграничение става особено важно в тропически и мусонен климат. Едно място може да има дълги дневни часове, но силните облаци, дъждът и високата влажност могат да намалят слънчевата енергия, достигаща до панела. За проект в такъв климат, слънчевият-ресурс през дъждовния сезон може да контролира размера на фотоволтаичните.

• Използвайте-специфични за сайта или реномирани слънчеви данни от сателит/реанализ.
• Проверявайте месечните, а не само годишните стойности.
• Определете най-ниските{0}}слънчеви месеци или дъждовен сезон.
• Отчитане на температурата, замърсяването, ориентацията, окабеляването, контролера и загубите при зареждане на батерията.
• Проверете дали избраната фотоволтаична зона е физически възможна върху стълба и конструкцията на осветителното тяло.

9. Реален{1}}пример 1: проект за магистрала

Помислете за илюстративен проект за магистрала, при който клиентът изисква непрекъснат профил на нощно осветление. Да предположим, че моделът DIALux, базиран на одобрената геометрия на пътя, разположение на стълбовете и фотометричен файл, води до 150 W LED осветително тяло на избраното разстояние. Приемете 12 часа работа на нощ.

Нощна LED енергия=150 W × 12 ч=1,800 Wh/ден.

Ако проектът изисква два дни автономност, батерията трябва да съхранява значително повече от номиналните 3,6 kWh, тъй като трябва да се вземат предвид използваемият капацитет, границите на разреждане и загубите. По същия начин фотоволтаичната матрица трябва да генерира достатъчно енергия по време на проектния слънчев месец, за да обслужва ежедневния товар и да възстанови батерията.

Ключовият момент е, че PV и батерията са следствие от изискването за осветление. Ако магистралата изисква непрекъснато осветление, намаляването на мощността на лампата само за поставяне на малък слънчев панел не е валиден заместител за изпълнение на изискването за осветление, освен ако спецификацията на проекта изрично не позволява димиране.

10. Реален{1}}пример 2: градска магистрала

Сега помислете за градска магистрала. Пътят може да е по-тесен от магистрала, но движението е често и стандартът за осветление все още може да бъде взискателен. Моделът DIALux може да покаже, че различна оптика, височина на монтаж или разстояние между стълбовете позволява на осветително тяло от 100 W да изпълни целта на проекта.

Примерна нощна LED енергия=100 W × 12 h=1,200 Wh/ден.

Със същото изискване за автономност, тази система се нуждае от по-малко съхранена енергия от примера за магистрала. Но крайният фотоволтаичен размер все още зависи силно от местния проектиран-месечен слънчев ресурс. Нощен товар от 1,2 kWh в облачен крайбрежен град може да изисква по-голям фотоволтаичен масив от същия товар на много по-слънчево място.

11. Реален-пример 3: селски път

Селски път може да има много по-ниски изисквания за осветление. Да предположим, че DIALux показва, че 40 W осветително тяло при избраното разстояние между полюсите отговаря на изискванията на приложимия проект с 11 часа работа.

Нощна LED енергия=40 W × 11 h=440 Wh/ден.

Това е по-малко от една четвърт от 1,8 kWh/ден LED натоварване на магистралата. Следователно PV и батерията могат да бъдат много по-малки, при условие че местният слънчев ресурс и необходимата автономност поддържат дизайна.

Това е и мястото, където отчитането на движение или планираното затъмняване може да има инженерен смисъл, ако проектът го позволява. Стратегията за управление променя енергийния профил, което от своя страна променя необходимия капацитет на батерията и фотоволтаичната батерия.

Фигура 4. Пълната верига на проектиране: изисквания на проекта → стандарт за осветление → DIALux → мощност на осветителя и работен профил → дневна енергия → автономност на батерията → оразмеряване на PV.

12. Защо една и съща лампа може да се нуждае от различни размери на соларни-панели в различните страни

Представете си едно и също слънчево улично осветление от 100 W, инсталирано в две държави. Изискванията за осветление и работните часове са идентични. Автономността на батерията също е идентична. И все пак препоръчителният размер на PV може да е много различен.

Причината е слънчевият ресурс. Ако проектните-месечни ефективни слънчеви часове са 5 часа/ден на едно място и само 3 часа/ден по време на критичния дъждовен сезон на друго, второто място се нуждае от значително повече фотоволтаичен капацитет, за да събере същата дневна енергия.

Илюстративно сравнение:1200 Wh/ден ÷ (5 h × 0,75) ≈ 320 Wp; при 3 h × 0,75 същото натоварване се нуждае от ≈ 533 Wp. Тези числа са само примерни; един реален проект трябва да използва-специфични за сайта слънчеви данни и действителния модел на загуба на системата.

Ето защо посочването на едно фиксирано съотношение PV-към-лампа във ватове за всяка страна е лошо инженерство. Съотношението може да работи на едно място и да се провали на друго.

13. Какво ще кажете за дъждовни дни след няколко облачни дни?

Това е мястото, където автономността на батерията и оразмеряването на PV работят заедно. Батерията осигурява краткосрочен-резерв от енергия; PV масивът определя колко бързо този резерв може да бъде възстановен.

• Батерията отговаря: Колко дълго може да работи системата, когато слънчевото производство е лошо?
• PV отговаря: Колко енергия може да възстанови системата по време на наличната слънчева светлина?
• Проект{0}}месечните слънчеви данни отговарят: Колко труден е вероятно периодът на възстановяване?
• Автономия отговаря: Колко място за съхранение е необходимо, преди системата да достигне неприемливо ниско ниво на зареждане?

За проекти в климат със силни-сезони на дъждове често е полезно да управлявате енергиен баланс-по-месец, вместо да разчитате на една средна годишна стойност. Електронна таблица или симулация може да проследи състоянието на заряд на батерията през годината и да разкрие дали предложената система се възстановява след облачни периоди.

14. Suntisolar: изборът на продукти трябва да следва дизайна на проекта

Настоящото портфолио от соларни улични-светлини на Suntisolar включва множество изходни диапазони и конфигурации, включително Z88 150 W, Z88 120 W, Z88 100 W, серия Z58, серия Z66 и други модели слънчеви улични-светлини. цитирайтетърсене0

Тези фамилии продукти трябва да се третират като отправни точки за избор на проект, а не като фиксирани пакети, които автоматично са подходящи за всеки път. За магистрала, градска магистрала или селски път правилният модел и конфигурацията на PV/батерията трябва да се проверят спрямо одобреното изчисление на осветлението, работния график, местния слънчев ресурс и изискването за автономност.

Това е особено важно за държавни и инфраструктурни проекти. Един технически защитим дизайн може да покаже веригата от изискването за осветление на клиента до резултата от DIALux, след това от полученото потребление на енергия до изчисляването на PV и батерията.

15. Практически контролен списък, преди да финализирате дизайна на улично-слънчево осветление

• Потвърдете класификацията на пътя, ширината, лентите и условията на движение.
• Потвърдете приложимия стандарт за осветление и клас-изисквания проект.
• Изградете действителната геометрия на пътя в DIALux.
• Използвайте правилния IES/LDT фотометричен файл за предложения осветител.
• Проверете средните/минималните стойности и еднаквостта, изисквани от проекта.
• Потвърдете действителната мощност на светодиода и работния график.
• Изчислете дневната консумация на енергия, включително съответните спомагателни товари и загуби.
• Задайте необходимите дни на автономност.
• Изберете химия на батерията и използваем DoD въз основа на данните на производителя.
• Проверете месечното слънчево облъчване и идентифицирайте критичния дъждовен/облачен сезон.
• Използвайте проектирани-месечни ефективни слънчеви часове за изчисление на първо{1}}преминаване на PV.
• Правете баланс на енергия/батерия месец-по-месец за важни проекти.
• Проверете размера на панела, теглото, натоварването от вятър и наличната площ за монтаж.
• Проверете температурата на батерията, стареенето и предположенията за-край-живот.
• Едва тогава финализирайте модела на продукта и офертата.

Заключение: първо оразмерете осветлението, след това оразмерете слънчевата система

Оразмеряването на слънчево{0}}улично осветление всъщност не е въпрос „Колко вата слънчев панел ми трябват за лампа от 100 W?“ По-добрият въпрос е: „За какво се нуждае този проект от светлината и какъв слънчев ресурс има на това място?“

Правилната последователност е проста:

• Определете изискванията за пътя и проекта.
• Изберете приложимия стандарт/клас на осветление.
• Използвайте DIALux, за да определите необходимите фотометрични характеристики и оформление.
• Определете действителната мощност на светодиода и работния профил през нощта.
• Изчислете дневната консумация на енергия.
• Оразмерете батерията за необходимата автономност и използваем капацитет.
• Проверете местните слънчеви ресурси, особено месеца за планиране на дъждовния{0}}сезон.
• Оразмерете фотоволтаичната матрица, за да заместите енергията при тези условия.
• Изпълнете пълна проверка-на енергиен баланс, преди да финализирате системата.

Когато се следва този процес, слънчевият панел и батерията вече не са предположения въз основа на мощността на лампата. Те стават резултат от самия проект. Това е подходът, който е необходим, когато се очаква слънчева улична-осветителна система да работи надеждно години наред, вместо просто да изглежда правилно на лист с оферти.

Референции

1. Rabaza Castillo, O., Pérez-Ocón, FA, Aznar-Dols, F., & Gómez-Lorente, D. (2025). Разработване на цялостен модел за проектиране на фотоволтаични соларни системи за обществено осветление в селски и градски райони. По-чисто инженерство и технологии, 27, 101012. DOI: 10.1016/j.clet.2025.101012.

2. Chouikh, S., Elmitwally, N., & Saeed, F. (2026). Енергийна надеждност и анализ на осъществимостта за слънчево улично осветление,-ограничено извън-мрежата: несигурност{8}}контролна рамка за затъмняване. Устойчиви енергийни технологии и оценки, 93, 105315. DOI: 10.1016/j.seta.2026.105315.

3. Almeida, RH, Carrêlo, IB, & Maia Alves, J. (2019). Интелигентна самостоятелна слънчева улична светлина. Изследователска работа, описваща дневна светлина/усещане за присъствие и ефекта му върху размера на системата.

4. Съвместен изследователски център, Европейска комисия. PVGIS 5 Ръководство за потребителя и PVGIS източници на данни/методи за изчисление.

5. EN 13201 рамка за пътно осветление; специфичните за проекта- национални изисквания и изисквания на властите трябва да бъдат проверени преди окончателния дизайн.

6. Слънцесолар. Портфолио от продукти за улично слънчево осветление, включително продуктови семейства Z88 и Z58/Z66.