כיצד לבחור את טמפרטורת הצבע של תאורת רחוב סולארית

טמפרטורת הצבע היא הפרמטר שמתחיל הכי הרבה טיעונים בעת ציון אתאורת רחוב סולארית. יש קונים שמתעקשים שלבן יותר פירושו בהיר יותר; אחרים בטוחים שרק אור צהוב חוצה אובך; רבים פשוט מעתיקים כל דמות שמופיעה בציור. בפועל, טמפרטורת הצבע היא שאלה של אופטיקה, תפיסה אנושית וקודים מקומיים בבת אחת - ובמתקן סולארי היא מסתיימת גם בלוח ה-PV ובחשבון הסוללה. מאמר זה עובד מהעקרונות הראשונים ועד כיצד לתקן טווח עבור אתר ספציפי.

 

מהי טמפרטורת הצבע של תאורת רחוב סולארית?

מחלוקת האנרגיה הספקטרלית והצבע של מקור אור, אנו יכולים להציג את הכמות המכונה טמפרטורת צבע, המתארת ​​את צבעו של מקור. כאשר צבע האור הנפלט ממקור זהה לצבע המוקרן על ידי גוף שחור בטמפרטורה נתונה, טמפרטורת הגוף השחור הזה נקראת טמפרטורת הצבע T של טמפרטורת הצבע של המקור - בקיצור - מבוטאת בסולם טמפרטורה מוחלט. עבור מקורות מסוימים (בעיקר מנורות פריקה של גז- עם ספקטרום קו חזק), צבע האור הנפלט אינו זהה לחלוטין לזה של קרינת הגוף השחור בכל טמפרטורה (קואורדינטות הצבעוניות שלהם שונות), כך שלא ניתן להשתמש במושג הכללי של טמפרטורת הצבע כדי לתאר את צבעם. עם זאת, כדי להקל על ההשוואה, הוצג הרעיון של טמפרטורת צבע בקורלציה.

 

אם האור הנפלט ממקור מתקרב לקרינת הגוף השחור בטמפרטורה נתונה - כלומר, מרחק הצבעוניות בתרשים הצבע האחיד הוא הקטן ביותר - אזי טמפרטורת הגוף השחור הזה נקראת טמפרטורת הצבע המתואמת (CCT) של המקור. טמפרטורת צבע בקורלציה היא דרך גסה יחסית לתיאור צבע, אך היא מבטאת צבע במידה מסוימת.

 

דירוגי 3000K, 4000K ו-5800K המסומנים במוצרי תאורת רחוב סולאריים מתייחסים בדיוק לטמפרטורת הצבע בקורלציה (CCT). CCT מתאר את צבע האור, לא את הבהירות של גוף התאורה - שני גופי 3000K יכולים להיות שונים פי שניים בבהירות. זוהי הנקודה המבולבלת לרוב במהלך בחירת המוצר.

 

 

טמפרטורת צבע תאורת רחוב סולארית: איזו השפעה יש לכל טווח?

אור לבן קריר מכיל חלק גדול יותר של כחול, ואור לבן חם חלק גדול יותר של צהוב. שני הבדלים עיקריים נובעים מכך: כוח חודר וכיצד העין תופסת את האור.

 

בין האפשרויות הנפוצות, 2700-3000K הוא צהבהב ונראה כמו מנורת נתרן קונבנציונלית. האור רך ויש לו השפעה מועטה על התושבים הסמוכים או על שמי הלילה, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב בחצרות פנימיות, כבישי מגורים ומקומות בהם רואים ערפל או גשם. ב-3500-4200K הצבע הבהיר מתקרב לאור הירח, ויוצר איזון בין בהירות ונוחות, מה שהופך אותו לבחירה הנפוצה ביותר בכבישים עירוניים. מעל 5000K האור נראה לבן או אפילו כחלחל; זה נראה הכי בהיר ומציע זיהוי טוב-למרחקים ארוכים, אבל זו האפשרות השנויה ביותר במחלוקת בגשם וערפל, ובאזורים הסמוכים מיד לבתים.

 

העין האנושית קולטת את טמפרטורת הצבע בצורה שונה ברמות שונות של עוצמת הארה. בתוך הבית, בעוצמת הארה נתונה, טמפרטורת צבע גבוהה מדי מרגישה משמימה, קרה וקודרת, בעוד שטמפרטורה נמוכה מדי מרגישה מחניקה, עמומה ומעיקה. בחוץ, תפיסה זו זקוקה לתיקון מסוים: אזור הנוחות עובר מעט לטמפרטורות צבע גבוהות יותר.

שינוי נוסף יוצא לדרך. טכנולוגיית LED המשיכה להתקדם במהירות בשנים האחרונות, יעילות השבבים ממשיכה להשתפר, וחיסכון באנרגיה מובטח. הקונפליקט בין יעילות וטמפרטורת צבע אינו עוד הנושא העיקרי ביישום; האם טמפרטורת הצבע מתאימה לסביבה הפכה למוקד תשומת הלב.

 

 

כיצד טמפרטורת הצבע משפיעה על העין האנושית ועל הבטיחות?

נתחיל בכוח חודר. פיזור ריילי מסביר מדוע השמיים כחולים: עוצמת פיזור ריילי עומדת ביחס הפוך לחזק הרביעי של אורך הגל, כך שבספקטרום השמש האור הכחול-הקצר יותר באורך הגל מתפזר חזק יותר מהאור האדום באורך-הגל הארוך יותר, והכי הרבה מהגלים הכחולים הקצרים יותר. כאשר השמיים מתבהרים לאחר גשם או ביום סתיו פריך (כאשר יש מעט חלקיקים גסים באוויר והפיזור המולקולרי שולט), מולקולות האוויר מפזרות אור חזק על ידי פיזור ריילי, האור הכחול מתפזר בשמיים, והשמים נראים כחולים.

 

במילים פשוטות, ככל שאורך הגל קצר יותר, האור מתפזר בקלות רבה יותר; ככל שאורך הגל ארוך יותר, כך הוא חודר בקלות רבה יותר. PM2.5, התורם העיקרי לאובך, מורכב מחלקיקים עדינים רבים שגורמים לאור לעבור פיזור ריילי. לאור לבן קריר יש שיעור גבוה של אור כחול ולבן חם שיעור גבוה של צהוב, כך שבתיאוריה ככל שטמפרטורת הצבע נמוכה יותר, כוח החדירה חזק יותר - ובאובך, פנסי רחוב LED בטמפרטורה גבוהה-צבע-חודרים מעט פחות טוב.

 

 

כעת עבור ירידת הבוהק והלומן. מקובל להניח כי פנסי רחוב LED חודרים לערפל בצורה גרועה ושהם אינם יכולים להתמודד עם סימוני מעברי חציה, בוהקים יותר וסובלים מפחת כבד של לומן. בפועל זה לא בהכרח כך. בהסתכלות על ביצועי התאורה של תאורת רחוב 4000K LED, ובהשוואה בין פנסי רחוב LED 3000K ומנורות נתרן בלחץ גבוה-, אנו מוצאים שכל עוד חלוקת האור נשלטת כראוי, תאורת LED הנראית בראייה היקפית מכיוון הנסיעה אינה בוהקת ואינה מייצרת זוהר וזוהר בלתי מבוקר על פני הכביש.

 

יש להבחין בין פחת לומן לבין חיקוי שלו. כאשר מסתכלים על פחת, חשוב להבדיל בין פחת אמיתי לפחת כוזב. מנתונים ממספר פרויקטים של בדיקת תאורת LED ברחוב עולה כי ללא ניקוי הגופים, הפחת הכוזב ניכר, בעוד הפחת של גוף שיושן בתוך הבית קטן מ"הפחת" הנגרם מעדשות מלוכלכות. במילים אחרות, משטח כביש שנראה עמום יותר אינו סובל בהכרח מהשחתת שבב - במקרים רבים שכבת אבק פשוט הצטברה על העדשה.

 

 

אילו תקנים ודרישות יישום חלים?

בהתחשב בתנאים הטכניים, תנאי האקלים, תנאי הסביבה הנוכחיים והתפיסה האנושית יחד, מומחים מציעים שטמפרטורת הצבע של פנסי רחוב LED צריכה להיבחר בטווח של 2800-4200K. לטמפרטורת צבע זו אין השפעה רבה על היעילות, מבטיחה חדירה דרך ערפל ואובך, ומתאימה לתפיסה החזותית של משתמשים בסין.

 

גם פרויקטים פורמליים כפופים לתקנים ולמסמכי מכרז. תכנון תאורת הכביש מבוסס על התקנים הלאומיים והתעשייה הרלוונטיים, וכמה תוכניות תאורה ייעודיות מקומיות קובעות ישירות טווחי טמפרטורת צבע; הבחירה בפועל צריכה להיות כפופה להוראות הקוד הקיימות במקום בו נמצא הפרויקט ועל פי מסמכי המכרז.

התוצאות של בדיקות בפועל על ידי מומחים, לעומת זאת, מפתיעות במקצת. בתיאוריה לאור צהוב יש שידור גבוה יותר מאור לבן באוויר טהור, אבל בדיקות וניתוחים מראים שבכל הנוגע לשידור בהקשר של תאורת כביש מעשית, המסקנה מנוגדת להנחות ארוכות-:

 

• אין הבדל במעבר בין אור צהוב (לדוגמה, מנורות נתרן) לאור לבן (לדוגמה, מנורות LED לבנות בטמפרטורה-צבע-גבוהה) במזג אוויר בהיר;
• לפחות עבור ערפל וענן בצפיפות מסוימת, ובגשם ובשלג, גם אין הבדל במעבר בין אור צהוב ללבן;
• בגלל שגיאות ראייה או המגוון העצום של תנאי מזג האוויר, חריגים מזדמנים שקשה להסביר עשויים להופיע כאשר מזג אוויר בהיר מתפתח לקראת ערפל קיצוני, ענן, גשם או שלג.

 

במילים אחרות, הטענה ש"אור צהוב חודר לערפל טוב יותר" לא מחזיקה מעמד ברגע שהוא מוצב בהקשר של תאורה מעשית על פני כביש שלם. כמובן, שידור הוא רק גורם אחד. עדיין קשה להסיק אם אור לבן או צהוב עדיף לתאורת כביש, מכיוון שמעורבים בו יותר מדי גורמים והם מורכבים מדי - יש כל מיני השפעות אובייקטיביות כמו גם גורמים אנושיים סובייקטיביים, במיוחד ההבדלים בין מספר גדול של אנשים. לא יכולה להיות תוצאה שכולם מסכימים עליה; דעות תמיד יהיו שונות.

 

 

כיצד טמפרטורת הצבע משפיעה על העלות והאוטונומיה של מערכת שמש?

תאורת רחוב סולארית שונה מזו המופעלת-מרשת: חשבון טמפרטורת הצבע נוחת בסופו של דבר על לוח ה-PV והסוללה. השרשרת פועלת כך - טמפרטורת הצבע משפיעה על יעילות האור של ה-LED (lm/W); היעילות קובעת כמה כוח נדרש כדי להגיע לעוצמת הארה נתונה; כוח קובע את צריכת האנרגיה היומית של המתקן; הצריכה בתורה קובעת את דירוג פאנל ה-PV ואת קיבולת הסוללה; ואלה קובעים לבסוף את העלות הכוללת, הנפח והמשקל, וכמה ימים רצופים מעונן וגשום האור יכול להמשיך לרוץ. בתאורת רחוב סולארית, אם כן, טמפרטורת הצבע אינה רק שאלה של האם האור נראה טוב - אלא בעיה של תצורת המערכת.

 

למרבה המזל, טכנולוגיית ה-LED התקדמה במהירות בשנים האחרונות, יעילות השבבים משתפרת כל הזמן וחיסכון באנרגיה מובטח, כך שהקונפליקט בין יעילות לטמפרטורת הצבע אינו עוד הנושא העיקרי ביישום. האם טמפרטורת הצבע מתאימה לסביבה שבה נעשה שימוש באור הפכה לנקודת המפתח בבחירה.

 

כמו כן, כדאי לחשב מראש את פחת לומן בחישוב. הפחת הכוזב שנדון קודם לכן מראה שירידה אמיתית בעוצמת הארה נובעת בדרך כלל מלכלוך שמצטבר על העדשה. אם מערכת מוגדרת על בסיס-תחזוקה-לטווח ארוך, יש להשאיר שוליים בלוח ובסוללה; אחרת תאורה על הכביש תיפול לאחר מספר שנים, מה שלמעשה מקצר את חיי התכנון.

 

תזכורת נוספת: בכל טמפרטורת צבע שנבחרה, בקרת חלוקת אור נכונה היא תנאי מוקדם. עם אופטיקה מתאימה, פנס רחוב LED אינו בוהק ואינו מייצר סנוור בלתי מבוקר, ועוצמת ההארה על פני הכביש אחידה; עם אופטיקה גרועה, אפילו טמפרטורת הצבע המתונה ביותר לא תעזור.

 

מַסְקָנָה

הכל בחשבון, לאחר שנים של מחקר ויישום מעשי,יהוה תאורהממליץ על טמפרטורת צבע של בסביבות 5800K: הוא מספק יעילות גבוהה תוך שמירה על בהיר ונוח, ונהגים מסוגלים להישאר ערניים יותר בסביבה זו, ומצמצמים את מספר התאונות; לעומת זאת, אור חם בטמפרטורת צבע נמוכה מדי מרגיש מחניק, עמום ומעיק, וגורם בקלות לעייפות. עם זאת, עבור פרויקטים ספציפיים כגון אזורי מגורים ו-קטעי כביש מועדים, אנו עדיין ממליצים להתאים את עצמם למצב בטווח הכללי של 2800-4200K, ולדחות את הקודים המקומיים ומסמכי המכרז.