คำตอบสั้น: ทำตามลำดับนี้ กำหนดระดับการส่องสว่าง (เช่น EN 13201 P2 = 10 ลักซ์เฉลี่ย) แปลงเป็นลูเมนและวัตต์ LED ใช้โปรไฟล์การหรี่แสง แล้วคำนวณขนาดสำหรับเดือนที่มีแสงแดดแย่ที่สุด วัตต์แผง = Wh ต่อวัน ÷ (ชั่วโมงแสงแดดสูงสุด × 0.75) แบตเตอรี่ = Wh ต่อวัน × (1 + จำนวนคืนสำรอง) ÷ 0.9 สำหรับ LiFePO4 สุดท้าย ตรวจสอบว่าแผงสามารถชาร์จแบตเตอรี่เต็มหลังช่วงเมฆหนาได้
ไฟถนนโซลาร์ส่วนใหญ่ที่ล้มเหลวเกิดจากการคำนวณขนาดผิด ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์เสีย: LED ใหญ่เกินไปสำหรับถนน แผงเล็กเกินไปสำหรับฤดูฝน หรือแบตเตอรี่หมดตั้งแต่คืนเมฆหนาคืนที่สอง วิธีนี้หลีกเลี่ยงทั้งสามปัญหา
ตัวเลขสำคัญ
- ความสว่างเฉลี่ยตาม EN 13201-2 สำหรับคลาส P (ถนน ทางเดิน ที่จอดรถ): P1 15 ลักซ์, P2 10, P3 7.5, P4 5, P5 3, P6 2
- ความสามารถสำรองไฟในทางปฏิบัติทั่วไป: 3–5 คืนสำรอง มากกว่านั้นสำหรับถนนสำคัญและภูมิอากาศที่มีเมฆมาก IEC 62124 ทดสอบความสามารถสำรองและการฟื้นตัว แต่ไม่ได้กำหนดค่าต่ำสุด
- การประมูลของเทศมณฑลในเคนยาที่เราตรวจสอบเรียกร้องให้ใช้แบตเตอรี่ LiFePO4 ที่มี ≥ 4,000 รอบ และรับประกันนานถึง 5 ปี
- ในตัวอย่างที่เราคำนวณ แผง 80 W จะต้องใช้เวลาประมาณ 16 วันที่แดดจัด เพื่อชาร์จแบตเตอรี่เต็มหลังคืนที่มีเมฆ 3 คืน; แผง 120 W ใช้เวลาประมาณ 4 วัน
1. เริ่มจากแสงสว่างที่ถนนต้องการ
ระดับการส่องสว่างมาจากประเภทถนนและมาตรฐานท้องถิ่น EN 13201-2 และ CIE 115 ใช้ค่า P-class เดียวกันสำหรับถนนที่พักอาศัยและพื้นที่คนเดิน:
| ระดับ | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ความสว่างเฉลี่ย (ลักซ์) | 15 | 10 | 7.5 | 5 | 3 | 2 |
| ความสว่างขั้นต่ำ (ลักซ์) | 3 | 2 | 1.5 | 1 | 0.6 | 0.4 |
การประมาณลูเมนเบื้องต้นใช้วิธีลูเมน: ลูเมน = ลักซ์เป้าหมาย × ระยะห่างเสา × ความกว้างถนน ÷ (ค่าการใช้ประโยชน์ × ค่าบำรุงรักษา) สำหรับถนน 7 ม. ระยะห่าง 25 ม. และ P2 (10 ลักซ์) โดยมีค่าการใช้ประโยชน์ 0.5 และค่าบำรุงรักษา 0.8: 10 × 25 × 7 ÷ 0.4 ≈ 4,400 lm ที่ประสิทธิภาพระบบสมมติ 150 lm/W นั่นคือ LED 30 W ไม่ใช่ 60–100 W ที่มักระบุในข้อกำหนด ยืนยันด้วยการจัดวาง DIALux โดยใช้ไฟล์โฟโตเมตริก (IES) จริง
2. พลังงานรายวัน พร้อมโปรไฟล์การหรี่แสง
ไฟส่องสว่างไม่จำเป็นต้องใช้กำลังเต็มที่ตลอดทั้งคืน โปรไฟล์ทั่วไปสำหรับความมืด 12 ชั่วโมง:
| ช่วงเวลา | เวลาทำการ | เอาต์พุต | พลังงานสำหรับ LED 30 W |
|---|---|---|---|
| พลบค่ำถึง 22:00 | 4 | 100 % | 120 Wh |
| 22:00 ถึง 02:00 | 4 | 60 % | 72 Wh |
| 02:00 ถึงรุ่งเช้า | 4 | 30 % | 36 Wh |
| รวมต่อคืน | 228 Wh | ||
เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวสามารถเพิ่มเอาต์พุตเมื่อมีคนผ่าน ให้นับเป็นพลังงานส่วนเพิ่ม ไม่ใช่การประหยัด
3. ชั่วโมงแสงแดดสูงสุดสำหรับเดือนที่แย่ที่สุด
ชั่วโมงแสงแดดสูงสุด (PSH) คือพลังงานแสงอาทิตย์รายวันที่แผงได้รับ แสดงเป็นชั่วโมงของแสงแดดเต็มที่ 1,000 W/m² ควรออกแบบสำหรับเดือนที่แย่ที่สุดของปีที่มุมเอียงของแผง ไม่ใช่ค่าเฉลี่ยรายปี Global Solar Atlas ของธนาคารโลกและ NASA POWER ให้ค่าต่างๆ รายเดือนสำหรับทุกตำแหน่งที่ตั้ง หลายพื้นที่ในเขตศูนย์สูตรและซาเฮลออกแบบที่ 4.5–6 PSH; พื้นที่ชายฝั่งชื้นและเขตมรสุมอาจต่ำกว่านั้นมากในฤดูฝน
4. ขนาดแผง แล้วตรวจสอบการฟื้นตัว
วัตต์แผง = พลังงานรายวัน ÷ (PSH × 0.75) ค่า 0.75 เผื่อประมาณ 25 % สำหรับอุณหภูมิ ฝุ่น สายไฟ และการสูญเสียในตัวควบคุม สำหรับ 228 Wh ที่ 4.5 PSH: 228 ÷ (4.5 × 0.75) ≈ 68 W ดังนั้นขนาดมาตรฐานถัดไปคือ 80 W
แผงนั้นสมดุลสำหรับวันเฉลี่ย แต่ไม่สามารถฟื้นตัวได้หลังจากสภาพอากาศเลวร้าย ส่วนเกินในวันแดดจัดคือสิ่งที่ชาร์จแบตเตอรี่กลับคืน:
| แผง | เก็บเกี่ยวต่อวันแดดจัด (× 4.5 PSH × 0.75) | ส่วนเกินหลังจากโหลด 228 Wh | จำนวนวันในการชาร์จเต็มสำหรับ 3 คืนที่มีเมฆ (684 Wh) |
|---|---|---|---|
| 80 W | 270 Wh | 42 Wh | ประมาณ 16 |
| 100 W | 338 Wh | 110 Wh | ประมาณ 6 |
| 120 W | 405 Wh | 177 Wh | ประมาณ 4 |
นี่คือการคำนวณของเราเองและสมมติว่าไม่มีการเก็บเกี่ยวพลังงานในวันที่มีเมฆมาก ดังนั้นจึงเป็นแบบอนุรักษ์นิยม มันอธิบายว่าทำไมไฟที่ผ่านการทดสอบในสัปดาห์ที่มีแดดจัดจึงดับในฤดูฝน: แบตเตอรี่ไม่เคยกลับมาเต็ม สำหรับตัวอย่างนี้เราจะระบุ 120 W
5. แบตเตอรี่และจำนวนคืนสำรอง
แบตเตอรี่ต้องครอบคลุมคืนนี้บวกจำนวนคืนที่มีเมฆมากที่คุณต้องการฝ่าไป สำหรับ LiFePO4 ให้วางแผนใช้ประมาณ 90 % ของความจุที่กำหนด: แบตเตอรี่ Wh = 228 × (1 + 3) ÷ 0.9 ≈ 1,010 Wh ซึ่งเป็นชุด 12.8 V, 80 Ah ใช้คืนสำรองขั้นต่ำสามคืนสำหรับ LiFePO4 บนถนนทั่วไป และสี่ถึงห้าคืนสำหรับถนนสายหลัก เส้นทางวิกฤต หรือสภาพอากาศที่มีเมฆมาก
6. ตรวจสอบข้อกำหนดการประมูลในลักษณะเดียวกัน
รายการในเอกสารประมูลมักเขียนแยกกันและไม่สมดุล สองตัวอย่างจากเอกสารประมูลของเคนยาที่เราตรวจสอบ:
- ระบบแยกส่วนที่มี LED 150 W และแบตเตอรี่ 1,240 Wh ด้วยโปรไฟล์การหรี่แสงข้างต้น ไฟใช้ประมาณ 1,140 Wh ต่อคืน ดังนั้นแบตเตอรี่ครอบคลุมหนึ่งคืนและแทบไม่มีสภาพอากาศที่มีเมฆมาก
- ไฟแบบรวมที่มี LED เกิน 100 W, แผง 120 W และ แบตเตอรี่ 700 Wh มันทำงานได้เฉพาะกับการหรี่แสงที่ลึกกว่ามากเมื่อเทียบกับโปรไฟล์ของเรา
ทั้งสองไม่ผิดในตัวเอง แต่ผู้เสนอราคาต้องระบุโปรไฟล์การหรี่แสงและความสามารถในการทำงานอัตโนมัติที่ได้ มิฉะนั้นลูกค้าจะเปรียบเทียบไฟที่จะทำงานแตกต่างกันมากในฤดูฝนครั้งแรก ดู รายการตรวจสอบการประมูลเคนยา ของเรา
สรุปตัวอย่างที่คำนวณ
| ขั้นตอน | การคำนวณ | ผลลัพธ์ |
|---|---|---|
| ลูเมนสำหรับ P2, ถนน 7 ม., ระยะห่าง 25 ม. | 10 × 25 × 7 ÷ (0.5 × 0.8) | ประมาณ 4,400 lm → LED 30 W |
| พลังงานต่อคืน | โปรไฟล์การหรี่แสง | 228 Wh |
| แผง, สมดุล | 228 ÷ (4.5 × 0.75) | 68 W |
| แผง, พร้อมการฟื้นตัว | เติม 3 คืนในประมาณ 4 วัน | 120 W |
| แบตเตอรี่ | 228 × 4 ÷ 0.9 ÷ 12.8 V | 80 Ah LiFePO4 |
สิ่งที่ข้อกำหนดมักมองข้าม
- ความเอียงและการวางแนวของแผง หันหน้าไปทางเส้นศูนย์สูตรที่ละติจูดของไซต์โดยประมาณ บวกประมาณ 10–15° เพื่อผลผลิตที่ดีขึ้นในเดือนที่แย่ที่สุดและการทำความสะอาดตัวเองในฝน
- การบังแดด จากต้นไม้และอาคาร ซึ่งสามารถลดพลังงานที่แผงเก็บได้อย่างรวดเร็ว
- อุณหภูมิแบตเตอรี่ กล่องแบตเตอรี่ที่ร้อนจะลดอายุการใช้งาน; เซลล์ LiFePO4 ส่วนใหญ่ต้องไม่ชาร์จต่ำกว่า 0 °C การระบายอากาศ การบังแดด และตัวควบคุมที่มีการป้องกันอุณหภูมิมีความสำคัญ
- การโจรกรรมและการก่อกวน ซึ่งกำหนดว่าแบตเตอรี่จะไปที่ไหน ดู คู่มือการออกแบบป้องกันการโจรกรรม ของเรา
คำถามที่พบบ่อย
ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ควรมีจำนวนวันสำรองเท่าใด?
สามคืนสำรองเป็นขั้นต่ำทั่วไปสำหรับ LiFePO4 บนถนนทั่วไป; สี่ถึงห้าคืนสำหรับถนนสายหลัก เส้นทางวิกฤต หรือสภาพอากาศที่มีเมฆมาก ขอการตรวจสอบโดยการทดสอบประเภท IEC 62124 สำหรับความสามารถในการทำงานอัตโนมัติและการฟื้นตัว
ควรใช้ชั่วโมงแสงแดดสูงสุดเท่าใด?
เดือนที่แย่ที่สุดที่ความเอียงของแผง จาก Global Solar Atlas หรือ NASA POWER ไม่ใช่ค่าเฉลี่ยรายปี
ทำไมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์จึงหรี่แสงหลังเที่ยงคืน?
การหรี่แสงเมื่อการจราจรต่ำสามารถลดการใช้พลังงานได้หนึ่งในสามหรือมากกว่า ซึ่งช่วยให้แผงและแบตเตอรี่ที่เล็กกว่ามีความน่าเชื่อถือเท่ากัน ควรระบุโปรไฟล์ในข้อเสนอ
แบบรวมหรือแบบแยกส่วนสำหรับวัตต์ที่สูงขึ้น?
ระบบแยกส่วนอนุญาตให้ใช้แผงที่ใหญ่ขึ้นที่ความเอียงที่ถูกต้องและแบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้น ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับถนนสายหลักและเอาต์พุตที่สูงขึ้น ไฟแบบรวมติดตั้งง่ายกว่าสำหรับเอาต์พุตที่ต่ำกว่า
เราช่วยอย่างไร
ลองคำนวณตัวเลขสำหรับไซต์ของคุณด้วย เครื่องคำนวณแสงสว่างพลังงานแสงอาทิตย์ ของเรา หรือส่งความกว้างถนน ระยะห่างเสา ระดับแสงสว่าง และตำแหน่งที่ตั้งมาให้เรา เราจะกำหนดขนาด LED แผง และแบตเตอรี่ LiFePO4 ระบุโปรไฟล์การหรี่แสงและความสามารถในการทำงานอัตโนมัติ และเสนอ เสา ที่เข้ากัน
แหล่งที่มา: EN 13201-2:2015 ตารางที่ 3 และค่า P-class ของ CIE 115:2010 ตามที่ทบทวนโดย Fotios (University of Sheffield, 2019); IEC 62124:2004 ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบแยกอิสระ การตรวจสอบการออกแบบ; Global Solar Atlas ของ World Bank และ NASA POWER สำหรับข้อมูลแสงอาทิตย์; เอกสารประมูลของเทศมณฑลในเคนยา (2025–2026) สำหรับข้อกำหนดแบตเตอรี่และการรับประกัน ตัวเลขการฟื้นตัวและการคำนวณขนาดเป็นตัวอย่างการคำนวณของเราเอง เกี่ยวข้อง: วิธีตรวจสอบเอกสารสเปค, แบบรวมในหนึ่งเดียว vs แยกส่วน, โซลาร์ไฟถนนของเรา, ไฟถนน LED