Cách chọn nhiệt độ màu của đèn đường năng lượng mặt trời

Nhiệt độ màu là tham số bắt đầu nhiều đối số nhất khi chỉ định mộtđèn đường năng lượng mặt trời. Một số người mua nhấn mạnh rằng trắng hơn có nghĩa là sáng hơn; những người khác chắc chắn rằng chỉ có ánh sáng vàng mới xuyên qua được sương mù; nhiều người chỉ cần sao chép bất kỳ hình nào xuất hiện trên bản vẽ. Trong thực tế, nhiệt độ màu là vấn đề liên quan đến quang học, nhận thức của con người và mã cục bộ - và trên thiết bị năng lượng mặt trời, nó cũng xuất hiện trên bảng PV và hóa đơn pin. Bài viết này hoạt động từ những nguyên tắc đầu tiên cho đến cách sửa một phạm vi cho một trang web cụ thể.

 

Nhiệt độ màu của đèn đường năng lượng mặt trời là gì?

Từ sự phân bố năng lượng quang phổ và màu sắc của nguồn sáng, chúng ta có thể đưa ra đại lượng được gọi là nhiệt độ màu, mô tả màu sắc của nguồn sáng. Khi màu của ánh sáng phát ra từ một nguồn giống với màu mà vật đen phát ra ở một nhiệt độ nhất định, thì nhiệt độ của vật đen đó được gọi là nhiệt độ màu T của nguồn - nhiệt độ màu viết tắt là - được biểu thị trên thang nhiệt độ tuyệt đối. Đối với một số nguồn nhất định (chủ yếu là đèn phóng điện khí có quang phổ vạch mạnh), màu của ánh sáng phát ra không hoàn toàn giống với màu của bức xạ vật đen ở bất kỳ nhiệt độ nào (tọa độ màu của chúng khác nhau), do đó không thể sử dụng khái niệm chung về nhiệt độ màu để mô tả màu của chúng. Tuy nhiên, để dễ so sánh, khái niệm nhiệt độ màu tương quan đã được đưa ra.

 

Nếu ánh sáng phát ra từ một nguồn có màu gần nhất với bức xạ vật đen ở một nhiệt độ nhất định - tức là khoảng cách sắc độ trên biểu đồ sắc độ đồng nhất là nhỏ nhất - thì nhiệt độ vật đen đó được gọi là nhiệt độ màu tương quan (CCT) của nguồn. Nhiệt độ màu tương quan là một cách mô tả màu sắc tương đối thô, nhưng nó thể hiện màu sắc ở một mức độ nhất định.

 

Xếp hạng 3000K, 4000K và 5800K được đánh dấu trên các sản phẩm đèn đường năng lượng mặt trời đề cập chính xác đến nhiệt độ màu tương quan (CCT). CCT mô tả màu của ánh sáng chứ không phải độ sáng của đèn - hai bộ đèn 3000K có thể khác nhau gấp đôi về độ sáng. Đây là điểm thường bị nhầm lẫn nhất trong quá trình lựa chọn sản phẩm.

 

 

Nhiệt độ màu của đèn đường năng lượng mặt trời: Mỗi phạm vi có tác dụng gì?

Ánh sáng trắng mát chứa tỷ lệ màu xanh lam lớn hơn và ánh sáng trắng ấm chứa tỷ lệ màu vàng lớn hơn. Hai điểm khác biệt chính dẫn đến điều này: khả năng xuyên thấu và cách mắt cảm nhận ánh sáng.

 

Trong số các lựa chọn phổ biến, 2700–3000K có màu hơi vàng và trông giống đèn natri thông thường. Ánh sáng dịu và ít ảnh hưởng đến người dân xung quanh hoặc trên bầu trời đêm nên được sử dụng rộng rãi cho sân, đường dân cư và những vị trí có sương mù hoặc mưa. Ở mức 3500–4200K, màu sáng gần giống ánh trăng, tạo ra sự cân bằng giữa độ rõ nét và sự thoải mái, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến nhất trên đường đô thị. Trên 5000K, ánh sáng có màu trắng hoặc thậm chí hơi xanh; nó trông sáng nhất và có khả năng nhận dạng khoảng cách-tốt, nhưng nó là lựa chọn gây tranh cãi nhất khi trời mưa và sương mù cũng như ở các khu vực liền kề với nhà ở.

 

Mắt người cảm nhận nhiệt độ màu khác nhau dưới các mức độ chiếu sáng khác nhau. Trong nhà, với độ sáng nhất định, nhiệt độ màu quá cao sẽ tạo cảm giác buồn tẻ, lạnh lẽo và ảm đạm, trong khi nhiệt độ màu quá thấp sẽ tạo cảm giác ngột ngạt, mờ ảo và ngột ngạt. Ở ngoài trời, nhận thức này cần được điều chỉnh một chút: vùng thoải mái dịch chuyển một chút về phía nhiệt độ màu cao hơn.

Một sự thay đổi khác đang diễn ra. Công nghệ LED tiếp tục phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, hiệu suất của chip không ngừng được cải thiện và khả năng tiết kiệm năng lượng được đảm bảo. Xung đột giữa hiệu quả và nhiệt độ màu không còn là vấn đề chính trong ứng dụng; Liệu nhiệt độ màu có phù hợp với môi trường hay không đã trở thành tâm điểm chú ý.

 

 

Nhiệt độ màu ảnh hưởng đến mắt con người và sự an toàn như thế nào?

Chúng ta hãy bắt đầu với sức mạnh xuyên thấu. Sự tán xạ Rayleigh giải thích tại sao bầu trời có màu xanh lam: cường độ tán xạ Rayleigh tỷ lệ nghịch với lũy thừa bậc 4 của bước sóng, do đó, trong quang phổ mặt trời, ánh sáng tím-màu xanh lam{2}}có bước sóng ngắn hơn tán xạ mạnh hơn ánh sáng đỏ có bước sóng-dài hơn và trong số các bước sóng ngắn hơn, màu xanh lam mang nhiều năng lượng nhất. Khi bầu trời quang đãng sau cơn mưa hoặc vào một ngày mùa thu trong lành (khi có ít hạt thô trong không khí và sự tán xạ phân tử chiếm ưu thế), các phân tử không khí phân tán ánh sáng mạnh bằng tán xạ Rayleigh, ánh sáng xanh lam khuếch tán khắp bầu trời và bầu trời có màu xanh lam.

 

Nói một cách đơn giản, bước sóng càng ngắn thì ánh sáng càng dễ tán xạ; bước sóng càng dài thì nó càng dễ xuyên qua. PM2.5, tác nhân chính gây ra khói mù, bao gồm nhiều hạt mịn cũng khiến ánh sáng bị tán xạ Rayleigh. Ánh sáng trắng mát có tỷ lệ ánh sáng xanh lam cao và ánh sáng trắng ấm có tỷ lệ màu vàng cao, do đó, về lý thuyết, nhiệt độ màu càng thấp thì khả năng xuyên thấu - càng mạnh và trong sương mù, đèn đường LED có nhiệt độ-màu-cao có phần xuyên thấu kém hơn một chút.

 

 

Bây giờ là khấu hao độ chói và lumen. Người ta thường cho rằng đèn đường LED xuyên qua sương mù kém và chúng không thể xử lý vạch kẻ đường dành cho người đi bộ qua đường, chói hơn và bị suy giảm quang thông nhiều. Trong thực tế điều này không nhất thiết phải như vậy. Khi xem xét hiệu suất chiếu sáng của đèn đường LED 4000K và so sánh giữa đèn đường LED 3000K và đèn natri cao áp-, chúng tôi nhận thấy rằng miễn là sự phân bổ ánh sáng được kiểm soát hợp lý thì đèn đường LED nhìn thấy trong tầm nhìn ngoại vi từ hướng di chuyển sẽ không chói cũng như không tạo ra ánh sáng chói không kiểm soát được và độ chiếu sáng trên mặt đường là đồng đều.

 

Sự suy giảm Lumen cũng phải được phân biệt với sự bắt chước của nó. Khi xem xét khấu hao, điều quan trọng là phải phân biệt khấu hao thực và khấu hao giả. Dữ liệu từ một số dự án thử nghiệm đèn đường LED cho thấy rằng nếu không vệ sinh thiết bị, khấu hao sai là đáng kể, trong khi khấu hao của thiết bị cố định trong nhà nhỏ hơn mức "khấu hao" do thấu kính bị bẩn gây ra. Nói cách khác, mặt đường trông mờ hơn không nhất thiết phải bị hư hỏng chip - trong nhiều trường hợp, một lớp bụi chỉ tích tụ trên thấu kính.

 

 

Những tiêu chuẩn và yêu cầu ứng dụng nào được áp dụng?

Tổng hợp các điều kiện kỹ thuật, điều kiện khí hậu, điều kiện môi trường hiện tại và nhận thức của con người, các chuyên gia cho rằng nên chọn nhiệt độ màu của đèn đường LED trong khoảng 2800–4200K. Nhiệt độ màu này không ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả, đảm bảo khả năng xuyên qua sương mù và phù hợp với nhận thức trực quan của người dùng ở Trung Quốc.

 

Các dự án chính thức cũng phải tuân theo các tiêu chuẩn và hồ sơ mời thầu. Thiết kế chiếu sáng đường dựa trên các tiêu chuẩn quốc gia và ngành có liên quan, đồng thời một số kế hoạch chiếu sáng chuyên dụng tại địa phương quy định trực tiếp phạm vi nhiệt độ màu; việc lựa chọn thực tế phải được điều chỉnh bởi các quy định về luật có hiệu lực tại nơi đặt dự án và bởi các hồ sơ mời thầu.

Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm thực tế của các chuyên gia có phần đáng ngạc nhiên. Về lý thuyết, ánh sáng vàng có độ truyền qua cao hơn ánh sáng trắng trong không khí trong lành, nhưng thử nghiệm và phân tích cho thấy rằng, xét về độ truyền qua trong bối cảnh chiếu sáng đường thực tế, kết luận này đi ngược lại với các giả định lâu đời:

 

• Không có sự khác biệt về độ truyền qua giữa ánh sáng vàng (ví dụ: đèn natri) và ánh sáng trắng (ví dụ: đèn LED trắng có nhiệt độ-màu-cao) trong thời tiết quang đãng;
• Ít nhất đối với sương mù và đám mây có mật độ nhất định, cũng như trong mưa và tuyết, cũng không có sự khác biệt về độ truyền qua giữa ánh sáng vàng và ánh sáng trắng;
• Do lỗi hình ảnh hoặc sự đa dạng của điều kiện thời tiết, đôi khi có những trường hợp ngoại lệ khó giải thích có thể phát sinh khi thời tiết trong xanh dẫn đến sương mù, mây, mưa hoặc tuyết cực độ.

 

Nói cách khác, tuyên bố rằng "ánh sáng vàng xuyên qua sương mù tốt hơn" sẽ không có hiệu lực khi nó được đặt trong bối cảnh chiếu sáng thực tế trên toàn bộ con đường. Tất nhiên, độ truyền chỉ là một yếu tố. Việc ánh sáng trắng hay ánh sáng vàng tốt hơn cho chiếu sáng đường vẫn khó kết luận vì có quá nhiều yếu tố liên quan và chúng quá phức tạp - có đủ loại ảnh hưởng khách quan cũng như yếu tố chủ quan của con người, đặc biệt là sự khác biệt giữa số lượng lớn cá nhân. Không thể có kết quả nào được mọi người đồng ý; ý kiến ​​sẽ luôn khác nhau.

 

 

Nhiệt độ màu ảnh hưởng đến chi phí và tính tự chủ của hệ mặt trời như thế nào?

Đèn đường năng lượng mặt trời khác với đèn đường{0}}được cấp nguồn chính: hóa đơn nhiệt độ màu cuối cùng sẽ xuất hiện trên bảng quang điện và pin. Chuỗi chạy như vậy nhiệt độ màu - ảnh hưởng đến hiệu suất phát sáng của đèn LED (lm/W); hiệu quả xác định lượng điện năng cần thiết để đạt được độ sáng nhất định; công suất xác định mức tiêu thụ năng lượng hàng ngày của thiết bị; lần lượt mức tiêu thụ sẽ xác định xếp hạng của tấm PV và dung lượng pin; và những điều này cuối cùng sẽ xác định chi phí, khối lượng và trọng lượng tổng thể cũng như số ngày u ám và mưa liên tiếp mà đèn có thể tiếp tục chạy. Khi đó, trong đèn đường năng lượng mặt trời, nhiệt độ màu không chỉ đơn thuần là vấn đề liệu ánh sáng có đẹp hay không mà còn là vấn đề cấu hình hệ thống.

 

May mắn thay, công nghệ LED đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, hiệu suất của chip không ngừng được cải thiện và khả năng tiết kiệm năng lượng được đảm bảo, do đó xung đột giữa hiệu suất và nhiệt độ màu không còn là vấn đề chính trong ứng dụng. Liệu nhiệt độ màu có phù hợp với môi trường sử dụng ánh sáng hay không đã trở thành điểm mấu chốt trong việc lựa chọn.

 

Cũng cần tính đến khấu hao quang thông trước trong tính toán. Sự giảm giá sai đã thảo luận trước đó cho thấy rằng độ sáng giảm thực sự thường xuất phát từ bụi bẩn tích tụ trên thấu kính. Nếu hệ thống được định cấu hình trên cơ sở-không cần bảo trì dài hạn- thì phải để lại một khoản dự trữ trong bảng điều khiển và pin; nếu không độ sáng trên đường sẽ giảm sau một vài năm, điều này sẽ rút ngắn tuổi thọ thiết kế.

 

Một lời nhắc nữa: bất kể nhiệt độ màu nào được chọn, việc kiểm soát phân bổ ánh sáng phù hợp là điều kiện tiên quyết. Với hệ thống quang học phù hợp, đèn đường LED không chói cũng như không tạo ra ánh sáng chói không kiểm soát được và độ chiếu sáng trên mặt đường là đồng đều; với hệ thống quang học kém, ngay cả nhiệt độ màu nhẹ nhất cũng không giúp ích được gì.

 

Phần kết luận

Xét cho cùng, sau nhiều năm nghiên cứu và ứng dụng thực tế,Chiếu sáng Yahuakhuyến nghị nhiệt độ màu khoảng 5800K: nó mang lại hiệu quả cao trong khi vẫn sáng và thoải mái, đồng thời người lái xe có thể cảnh giác tốt hơn trong môi trường đó, giảm số vụ tai nạn; ngược lại, ánh sáng ấm áp ở nhiệt độ màu quá thấp sẽ tạo cảm giác ngột ngạt, mờ ảo và ngột ngạt, dễ gây mệt mỏi. Tuy nhiên, đối với các dự án cụ thể như khu dân cư và những đoạn đường-có sương mù, chúng tôi vẫn khuyên bạn nên điều chỉnh theo tình hình trong phạm vi chung 2800–4200K và tuân theo các mã địa phương cũng như hồ sơ mời thầu.