Trả lời ngắn: làm theo thứ tự này. Đặt cấp chiếu sáng (ví dụ EN 13201 P2 = 10 lux trung bình), chuyển đổi thành lumen và watt LED, áp dụng hồ sơ giảm độ sáng, sau đó tính kích thước cho tháng nắng tệ nhất. Công suất tấm pin = Wh hàng ngày ÷ (giờ nắng đỉnh × 0,75). Ắc quy = Wh hàng ngày × (1 + số đêm dự phòng) ÷ 0,9 đối với LiFePO4. Cuối cùng, kiểm tra tấm pin có thể nạp đầy ắc quy sau một đợt nhiều mây.
Hầu hết các hỏng hóc đèn đường mặt trời là do tính toán kích thước sai, không phải lỗi sản phẩm: LED quá lớn so với con đường, tấm pin quá nhỏ cho mùa mưa, hoặc ắc quy cạn vào đêm nhiều mây thứ hai. Phương pháp này tránh cả ba vấn đề.
Số liệu chính
- Độ rọi trung bình EN 13201-2 cho các cấp P (đường phố, lối đi bộ, bãi đỗ xe): P1 15 lux, P2 10, P3 7,5, P4 5, P5 3, P6 2.
- Thời gian tự chủ thiết kế điển hình trong thực tế: 3–5 đêm dự phòng, nhiều hơn cho đường quan trọng và khí hậu nhiều mây. IEC 62124 kiểm tra thời gian tự chủ và phục hồi, nhưng không đặt mức tối thiểu.
- Các gói thầu cấp huyện của Kenya mà chúng tôi đã xem xét yêu cầu pin LiFePO4 với ≥ 4.000 chu kỳ và bảo hành lên đến 5 năm.
- Trong ví dụ tính toán của chúng tôi, một tấm pin 80 W sẽ cần khoảng 16 ngày nắng để nạp đầy pin sau ba đêm nhiều mây; tấm pin 120 W cần khoảng 4 ngày.
1. Bắt đầu với ánh sáng mà con đường cần
Cấp chiếu sáng được xác định từ loại đường và tiêu chuẩn địa phương. EN 13201-2 và CIE 115 sử dụng cùng các giá trị cấp P cho đường dân cư và khu vực dành cho người đi bộ:
| Cấp | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Độ rọi trung bình (lux) | 15 | 10 | 7.5 | 5 | 3 | 2 |
| Độ rọi tối thiểu (lux) | 3 | 2 | 1.5 | 1 | 0.6 | 0.4 |
Ước tính ban đầu về lumen sử dụng phương pháp lumen: lumen = lux mục tiêu × khoảng cách cột × chiều rộng đường ÷ (hệ số sử dụng × hệ số bảo trì). Đối với đường 7 m, khoảng cách 25 m và P2 (10 lux), với hệ số sử dụng 0,5 và hệ số bảo trì 0,8: 10 × 25 × 7 ÷ 0,4 ≈ 4.400 lm. Với hiệu suất hệ thống giả định 150 lm/W, đó là đèn LED 30 W, không phải 60–100 W thường được ghi trong thông số kỹ thuật. Xác nhận bằng bố trí DIALux sử dụng tệp quang thông (IES) thực tế.
2. Năng lượng hàng ngày, với cấu hình giảm công suất
Đèn hiếm khi cần công suất tối đa suốt đêm. Một cấu hình phổ biến cho 12 giờ tối:
| Giai đoạn | Giờ làm việc | Công suất | Năng lượng cho đèn LED 30 W |
|---|---|---|---|
| Từ chạng vạng đến 22:00 | 4 | 100 % | 120 Wh |
| 22:00 đến 02:00 | 4 | 60 % | 72 Wh |
| 02:00 đến bình minh | 4 | 30 % | 36 Wh |
| Tổng mỗi đêm | 228 Wh | ||
Cảm biến chuyển động có thể tăng công suất khi có người đi qua. Hãy tính đó là năng lượng bổ sung, không phải là tiết kiệm.
3. Giờ nắng đỉnh cho tháng xấu nhất
Giờ nắng đỉnh (PSH) là năng lượng mặt trời hàng ngày trên tấm pin được biểu thị bằng số giờ nắng đầy 1.000 W/m². Hãy tính toán cho tháng xấu nhất trong năm tại độ nghiêng của tấm pin, không phải trung bình năm. Global Solar Atlas của Ngân hàng Thế giới và NASA POWER cung cấp giá trị hàng tháng cho bất kỳ vị trí nào. Nhiều địa điểm xích đạo và Sahel thiết kế ở 4,5–6 PSH; các vùng ven biển ẩm ướt và gió mùa có thể thấp hơn nhiều vào mùa mưa.
4. Kích thước tấm pin, sau đó kiểm tra khả năng phục hồi
Công suất tấm pin = năng lượng hàng ngày ÷ (PSH × 0,75). Hệ số 0,75 cho phép khoảng 25 % cho nhiệt độ, bụi, dây dẫn và tổn thất bộ điều khiển. Đối với 228 Wh tại 4,5 PSH: 228 ÷ (4,5 × 0,75) ≈ 68 W, vì vậy kích thước tiêu chuẩn tiếp theo là 80 W.
Tấm pin đó cân bằng một ngày trung bình, nhưng nó không thể phục hồi sau thời tiết xấu. Phần dư vào ngày nắng là thứ nạp đầy pin:
| Tấm pin | Thu hoạch mỗi ngày nắng (× 4,5 PSH × 0,75) | Phần dư sau tải 228 Wh | Số ngày để nạp đầy 3 đêm nhiều mây (684 Wh) |
|---|---|---|---|
| 80 W | 270 Wh | 42 Wh | khoảng 16 |
| 100 W | 338 Wh | 110 Wh | khoảng 6 |
| 120 W | 405 Wh | 177 Wh | khoảng 4 |
Đây là tính toán của chúng tôi và giả định không có sản lượng vào những ngày nhiều mây, nên đây là con số thận trọng. Nó giải thích tại sao những đèn vượt qua bài kiểm tra tuần nắng lại tắt vào mùa mưa: pin không bao giờ được sạc đầy trở lại. Với ví dụ này, chúng tôi sẽ chỉ định 120 W.
5. Pin và số đêm dự phòng
Pin phải đủ cho đêm nay cộng với số đêm nhiều mây mà bạn muốn vượt qua. Với LiFePO4, hãy tính sử dụng khoảng 90 % dung lượng danh định: dung lượng pin Wh = 228 × (1 + 3) ÷ 0,9 ≈ 1.010 Wh, tương đương một bộ pin 12,8 V, 80 Ah. Sử dụng tối thiểu ba đêm dự phòng cho LiFePO4 trên đường phố thông thường, và bốn đến năm đêm cho đường chính, tuyến đường trọng yếu hoặc khí hậu nhiều mây.
6. Kiểm tra hồ sơ dự thầu theo cùng cách
Các hạng mục trong hồ sơ dự thầu thường được viết riêng lẻ và không cân đối. Hai ví dụ từ các gói thầu Kenya mà chúng tôi đã xem xét:
- Một hệ thống tách rời với đèn LED 150 W và pin 1.240 Wh. Với cấu hình giảm công suất ở trên, đèn tiêu thụ khoảng 1.140 Wh mỗi đêm, vì vậy pin chỉ đủ cho một đêm và hầu như không có khả năng chịu thời tiết nhiều mây.
- Một đèn tích hợp với đèn LED trên 100 W, tấm pin 120 W và pin 700 Wh. Nó chỉ hoạt động với mức giảm công suất sâu hơn nhiều so với cấu hình của chúng tôi.
Cả hai đều không sai về bản chất, nhưng nhà thầu cần nêu rõ cấu hình giảm công suất và thời gian tự chủ kết quả. Nếu không, khách hàng sẽ so sánh những đèn sẽ hoạt động rất khác nhau trong mùa mưa đầu tiên. Xem danh sách kiểm tra đấu thầu Kenya của chúng tôi.
Tóm tắt ví dụ tính toán
| Bước | Tính toán | Kết quả |
|---|---|---|
| Lumens cho P2, đường 7 m, khoảng cách 25 m | 10 × 25 × 7 ÷ (0.5 × 0.8) | khoảng 4.400 lm → đèn LED 30 W |
| Năng lượng mỗi đêm | Cấu hình giảm công suất | 228 Wh |
| Tấm pin, cân bằng | 228 ÷ (4.5 × 0.75) | 68 W |
| Tấm pin, có phục hồi | Nạp lại 3 đêm trong khoảng 4 ngày | 120 W |
| Pin lưu trữ | 228 × 4 ÷ 0.9 ÷ 12.8 V | 80 Ah LiFePO4 |
Những gì thông số kỹ thuật thường bỏ sót
- Độ nghiêng và hướng của tấm pin. Hướng về xích đạo theo vĩ độ của địa điểm, cộng thêm khoảng 10–15° để có sản lượng tốt hơn trong tháng xấu nhất và tự làm sạch khi mưa.
- Bóng che từ cây cối và tòa nhà, có thể làm giảm mạnh năng lượng mà tấm pin thu được.
- Nhiệt độ pin. Hộp pin nóng làm giảm tuổi thọ; hầu hết các tế bào LiFePO4 không được sạc dưới 0 °C. Thông gió, che nắng và bộ điều khiển có bảo vệ nhiệt độ rất quan trọng.
- Trộm cắp và phá hoại, yếu tố quyết định vị trí đặt pin. Xem hướng dẫn thiết kế chống trộm của chúng tôi.
Câu hỏi thường gặp
Đèn đường năng lượng mặt trời nên có bao nhiêu ngày tự chủ?
Ba đêm dự phòng là mức tối thiểu phổ biến cho LiFePO4 trên đường phố thông thường; bốn đến năm đêm cho đường chính, tuyến đường trọng yếu hoặc khí hậu nhiều mây. Yêu cầu xác minh bằng thử nghiệm kiểu IEC 62124 về thời gian tự chủ và phục hồi.
Tôi nên sử dụng số giờ nắng đỉnh nào?
Tháng xấu nhất tại độ nghiêng của tấm pin, từ Global Solar Atlas hoặc NASA POWER, không phải trung bình năm.
Tại sao đèn đường năng lượng mặt trời giảm công suất sau nửa đêm?
Giảm công suất khi lưu lượng giao thông thấp có thể cắt giảm mức tiêu thụ năng lượng một phần ba hoặc hơn, cho phép tấm pin và pin nhỏ hơn mang lại độ tin cậy tương đương. Cấu hình này nên được nêu rõ trong hồ sơ dự thầu.
Tích hợp hay tách rời cho công suất cao hơn?
Hệ thống tách rời cho phép tấm pin lớn hơn ở độ nghiêng phù hợp và pin lớn hơn, vì vậy chúng phù hợp với đường chính và công suất cao hơn. Đèn tích hợp dễ lắp đặt hơn cho công suất thấp hơn.
Chúng tôi hỗ trợ như thế nào
Hãy thử tính toán cho địa điểm của bạn bằng máy tính chiếu sáng năng lượng mặt trời của chúng tôi, hoặc gửi cho chúng tôi chiều rộng đường, khoảng cách cột, cấp chiếu sáng và vị trí. Chúng tôi sẽ tính toán kích thước đèn LED, tấm pin và pin LiFePO4, nêu rõ cấu hình giảm công suất và thời gian tự chủ, và đề xuất cột đèn phù hợp.
Nguồn: EN 13201-2:2015 Bảng 3 và giá trị cấp P theo CIE 115:2010, như được xem xét bởi Fotios (Đại học Sheffield, 2019); IEC 62124:2004, Hệ thống quang điện độc lập, xác minh thiết kế; Global Solar Atlas của World Bank và NASA POWER cho dữ liệu bức xạ mặt trời; tài liệu dự thầu quận của Kenya (2025–2026) về yêu cầu pin và bảo hành. Số liệu phục hồi và tính toán kích thước là ví dụ tính toán của chúng tôi. Liên quan: cách kiểm tra bảng thông số, all-in-one so với tách rời, đèn đường năng lượng mặt trời của chúng tôi, đèn đường LED.