Introduction

L’éclairage public n’est pas universel : des autoroutes et voies rapides aux routes locales, ruelles, passages piétons et même pistes cyclables, les besoins en éclairage varient selon le type de voirie. Quel que soit le scénario, ces types de rues nécessitent un éclairage adapté pour garantir la sécurité de leurs usagers. Les lampadaires solaires LED et les lampadaires à courant alternatif sont les deux principales options. Cet article se concentre sur les principaux avantages des lampadaires solaires LED pour l’éclairage public et sur le choix du lampadaires solaires LED le mieux adapté à votre projet (consultez la liste des lampadaires solaires ZGSM). Cela nécessite de comprendre l’éclairage et les exigences des différents types de rues, et comment l’éclairage solaire peut répondre aux besoins d’éclairage des routes correspondantes. Nous nous concentrerons également sur la méthode de configuration scientifique de la puissance et de la capacité de la batterie des lampadaires solaires LED.

Pourquoi opter pour un lampadaires solaires LED ?

L’éclairage public offre une visibilité rapide, précise et confortable la nuit, ce qui contribue à réduire les accidents de la route, à fluidifier le trafic et à promouvoir les activités commerciales nocturnes et l’utilisation des équipements publics. Ces dernières années, la demande en éclairage public urbain s’est principalement orientée vers les lampadaires solaires LED. ZGSM estime que la généralisation des lampadaires solaires LED s’explique précisément par trois avantages fondamentaux : un éclairage efficace, une installation facile, des économies d’énergie et un respect de l’environnement.

Les lampadaires solaires utilisent désormais majoritairement des LED, généralement équipées de puces LED de 220 lm/W et plus. Leur rendement lumineux global peut ainsi avoisiner les 200 lm/W. Grâce à cette technologie, les lampadaires solaires LED peuvent éclairer la route avec une faible consommation. Avec une distribution lumineuse raisonnable (qu’est-ce que la distribution lumineuse ?), une puissance de 50 W, voire moins, permet d’obtenir la classe d’éclairage M2 pour l’éclairage des routes principales. Ces caractéristiques élargissent le champ d’application des lampadaires solaires LED.

L’installation de lampadaires solaires LED ne dépend pas des réseaux électriques traditionnels. Elle évite ainsi le creusement de tranchées de câbles, l’installation d’armoires de distribution et de transformateurs, etc. Les lampadaires solaires à LED offrent donc un potentiel considérable pour une utilisation en zones rurales, montagneuses, prairies et îles aux infrastructures imparfaites. De plus, leur coût d’installation peut être considérablement réduit.

Les lampadaires solaires LED absorbent l’énergie solaire grâce à des panneaux et stockent l’électricité dans des batteries grâce à des contrôleurs. Ils alimentent ensuite les sources lumineuses LED la nuit, rendant ainsi les lampadaires solaires LED indépendants des combustibles fossiles traditionnels. Prenons l’exemple d’un lampadaire solaire de 50 W : il permet de réduire les émissions de CO₂ de 150 kg par an (Note : En prenant l’exemple de l’énergie thermique, la production d’électricité de 1 kWh produit 0,7 kg de CO₂). Une telle réduction des émissions est essentielle pour la protection de l’environnement naturel, qui se dégrade de plus en plus. La figure ci-dessous illustre la composition et le principe de fonctionnement de l’énergie solaire.

Besoin d’éclairage pour l’éclairage de votre voirie

Les routes peuvent être divisées en différents types selon leurs fonctions et leurs normes de conception. Les autoroutes sont des axes de circulation interurbains ou transrégionaux à grande vitesse et longue distance. Elles sont entièrement fermées (sans intersections) et soumises à des limitations de vitesse élevées (par exemple, 100-120 km/h en Chine). Les autoroutes sont des voies rapides à l’intérieur des villes ou des banlieues. Ce sont généralement des routes entièrement fermées (ou comportant seulement quelques intersections) et soumises à des limitations de vitesse élevées, généralement de 80 à 100 km/h. Les routes principales urbaines sont les principales artères de circulation des villes, reliant les centres des différentes régions. Ces routes comportent généralement 4 à 8 voies à double sens, avec des îlots d’isolement au milieu, et des limitations de vitesse de 60 à 80 km/h ; les routes principales secondaires contribuent à la déviation du trafic des axes principaux, reliant les zones résidentielles, commerciales, industrielles et de services publics ; les routes secondaires sont utilisées pour les déplacements de courte distance dans les zones résidentielles/commerciales, généralement 2 à 3 voies à double sens, et les limitations de vitesse sont généralement de 40 km/h ; Les routes rurales relient les villages, les maisons et les terres agricoles, avec relativement peu de véhicules, et la vitesse est généralement limitée à 30 km/h. Ensemble, ces routes forment un réseau de transport complexe entre les villes, entre les villes et les zones rurales, et au sein des villes et des zones rurales.

Différentes routes ont été construites. Les exigences d’éclairage sont-elles donc fixes pour chaque type de route ? Normalement, si la limitation de vitesse est fixe, que le volume et la composition du trafic, la densité des intersections, la présence de véhicules en stationnement et la luminosité ambiante sont identiques, les exigences d’éclairage pour un même type de route sont fixes. Cependant, lorsque les paramètres diffèrent, les normes d’éclairage diffèrent également. Par exemple, sur les deux principales routes urbaines limitées à 80 km/h et 60 km/h, les exigences d’éclairage pour les premières sont plus élevées que pour les secondes, car la vitesse est plus élevée et un meilleur éclairage est nécessaire pour permettre au conducteur de bien voir l’état de la route. Par exemple, sur les routes secondaires urbaines, les exigences d’éclairage des routes où le stationnement est autorisé sont plus élevées que celles des routes où le stationnement est interdit, car les véhicules stationnés à proximité gênent la visibilité du conducteur. Un meilleur éclairage est donc nécessaire pour réduire les risques au volant. Existe-t-il donc un moyen d’aider les services municipaux à déterminer les normes d’éclairage ? La réponse est oui, et la norme EN13201-1 (Plus de détails sur la norme EN13201 pour la conception de l’éclairage public) fournit une méthode claire.

Les normes d’éclairage routier applicables aux véhicules motorisés incluent le niveau de luminosité (luminance) et l’uniformité, le niveau d’éclairement périphérique et la limite d’éblouissement résiduel. Si le projet comporte des exigences claires à ce sujet, la conception de l’éclairage (simulation d’éclairage) peut être réalisée conformément à ces exigences. En l’absence d’exigences, la norme EN13201-1 permet de sélectionner l’éclairage. Les paramètres pris en compte sont : la vitesse, le volume de trafic, la composition du trafic, la séparation des voies, la densité des intersections, les véhicules en stationnement, la luminosité ambiante, la difficulté de navigation, le guidage visuel et la gestion du trafic. Par exemple, pour une route dont la vitesse de conception est de 80 km/h, la valeur de pondération est de 1. Si le volume de trafic est élevé, la valeur de pondération est de 1. Si la chaussée n’est pas séparée (sans terre-plein central), la valeur de pondération est de 1. Si la densité des intersections est inférieure à 3/km, la valeur de pondération est de 0. Si la route est sans véhicules en stationnement, la valeur de pondération est de 1. Pour les autres valeurs de pondération, nous supposons qu’elles sont toutes égales à 0.

Paramètre	Options	Description			Valeur de pondération VW
Vitesse de conception ou limite de vitesse	Très élevé	v ≥ 100 km/h			2
	Haut	70 < v < 100 km/h			1
	Modéré	40 < v ≤ 70 km/h			-1
	Faible	v ≤ 40 km/h			-2
Volume de trafic		Autoroutes, routes à plusieurs voies		Itinéraires à deux voies
	Haut	> 65 % de la capacité maximale		> 45 % de la capacité maximale	1
	Modéré	35 % – 65 % de la capacité maximale		15 % – 45 % de la capacité maximale	0
	Faible	< 35 % de la capacité maximale		< 15 % de la capacité maximale	-1
Composition du trafic	Mélangé avec un pourcentage élevé de personnes non motorisées				2
	Mixte				1
	Motorisé uniquement				0
Séparation de la chaussée	Non				1
	Oui				0
Densité de jonction		Intersection/km	Échangeurs, distance entre les ponts, km
	Haut	> 3	< 3		1
	Modéré	≤ 3	≥ 3		0
Véhicules en stationnement	Présent				1
	Absent				0
Luminosité ambiante	Haut	vitrines, expressions publicitaires, terrains de sport, zones de gare, zones de stockage			1
	Modéré	situation normale			0
	Faible				-1
Tâche de navigation	Très difficile				2
	Difficile				1
	Facile				0

Pour déterminer la classe d’éclairage appropriée à appliquer, il faut additionner les valeurs de pondération des différents paramètres. Comme indiqué dans la section précédente, la somme des valeurs de pondération Vws = 1+1+1+0+1+0+0, soit Vws = 4. S’agissant d’une autoroute, la classe d’éclairage M = 6 – Vws = 6-4 = 2, est donc la classe d’éclairage M2. Pour les classes d’éclairage C et P, les calculs sont similaires : classe d’éclairage C = 6 – Vws et classe d’éclairage P = 6 – Vws.

Choisissez le système d’éclairage public solaire à LED avec la puissance, la batterie et le panneau appropriés

Étape 1 – Où doit-on éclairer

Pour les zones nécessitant un éclairage public, il est essentiel de déterminer la longueur de la route, sa composition, la largeur des voies, la distance entre les lampadaires et leur hauteur. Ces informations sont très utiles pour déterminer le nombre de lampes, la puissance et les lentilles nécessaires. Par exemple, une autoroute urbaine est une route à double sens à quatre voies (7 mètres dans un sens), avec un îlot d’isolement (1 mètre) au milieu et des accotements de deux mètres de chaque côté. La vitesse de conception est de 80 km/h, le trafic est dense, les intersections sont quasi inexistantes et le stationnement est autorisé. La navigation est complexe. Les connaissances de la section précédente permettent de calculer le niveau d’éclairage requis pour la route en tant que M2. Cependant, le projet prend en compte l’importante voie de communication entre les deux villes. Afin d’éviter les accidents de la circulation, l’éclairage doit être conçu selon la classe d’éclairage M1.

Étape 2 – Puissance (lumen) dont nous avons besoin pour éclairer la route

La composition de la route a été déterminée lors de la première étape. Nous pouvons ensuite l’utiliser pour effectuer une simulation d’éclairage afin de confirmer la puissance requise. Il ne faut pas croire qu’il existe des lampadaires solaires LED de 500 W, voire de 1 000 W. Une puissance aussi élevée n’est pas nécessaire dans les applications réelles. Prenant l’exemple de lampadaires solaires LED de 200 lm/W, ZGSM a réalisé une simulation et a constaté qu’une puissance de 100 W, disposée d’un seul côté (En savoir plus sur la disposition des luminaires pour l’éclairage public), suffit à éclairer une route de 7 mètres (espacement des poteaux de 30 mètres, poteaux de 8 mètres), conformément à la classe d’éclairage M1 la plus élevée. De plus, il est nécessaire d’accorder plus d’attention aux lumens pour confirmer la puissance, plutôt que de se contenter de la puissance pour confirmer la configuration des lampadaires solaires LED. 100 W, 150 lm/W, sont difficiles à atteindre pour la classe d’éclairage M1. En augmentant l’efficacité lumineuse à 190 lm/W, la classe d’éclairage M1 peut être facilement atteinte. Nous pouvons conclure que dans les lampadaires solaires LED, nous devons choisir autant que possible des lampadaires LED à haute efficacité pour réduire la puissance des lampes, puis nous pouvons réduire considérablement la configuration des panneaux solaires et des batteries dans le système.

Étape 3 – Déterminer les besoins d’éclairage

Grâce aux première et deuxième étapes, nous avons déterminé la puissance du système solaire. Il nous faut ensuite confirmer le mode de fonctionnement du lampadaire solaire. 1. Les lampadaires doivent-ils fonctionner du crépuscule à l’aube, ou seulement un certain nombre d’heures la nuit ? 2. L’éclairage public peut-il être tamisé en milieu de nuit pour éviter un éclairage excessif en seconde partie de nuit, lorsque la circulation est moins dense ? 3. Les lampadaires doivent-ils être équipés de capteurs micro-ondes pour réduire la consommation du système et donc sa configuration en l’absence de personnes ? 4. Les lampes solaires auront-elles accès à l’électricité pour garantir la sécurité en cas de manque d’énergie solaire ? Lors du choix de la configuration du lampadaire solaire, ces questions doivent être répondues, car elles déterminent la taille du système. Par exemple, une configuration fonctionnant à 100 % toute la nuit est nettement plus économique qu’une configuration avec micro-ondes ou minuterie, ce qui entraîne également une augmentation du prix (pourquoi les prix des lampadaires solaires varient-ils autant ?). Pour les lampadaires solaires LED avec accès au réseau électrique, nous pouvons également réduire de manière appropriée la configuration du système car nous n’avons pas besoin d’augmenter les panneaux et les batteries pour réserver de l’énergie afin de garantir que les lampes fonctionnent normalement les jours de pluie.

Étape 4 – Calculer la configuration et obtenir le devis

Après avoir collecté les informations ci-dessus, nous pouvons calculer la configuration du système d’énergie solaire. Par exemple, nous avons confirmé une lampe LED de 60 W (150 lm/W), un panneau solaire de 150 W et une batterie 24 V de 100 Ah. Nous pouvons ensuite contacter l’entreprise pour demander un devis. Bien sûr, si vous ne disposez que des informations nécessaires, mais que vous ne comprenez pas les besoins en éclairage et la configuration de l’énergie solaire, vous pouvez également contacter un fournisseur professionnel pour obtenir la configuration du système d’énergie solaire. Après avoir obtenu des devis de différents fournisseurs, assurez-vous de vous renseigner sur l’entreprise et le produit. Le devis doit préciser la puissance de la lampe, le flux lumineux (watts en lumens/flux lumineux), la méthode de charge et de décharge, la puissance du panneau solaire et la capacité de la batterie. Si les conditions le permettent, demandez au fournisseur une simulation d’éclairage pour vous assurer que la solution est conforme aux normes d’éclairage en vigueur. De plus, la capacité de la batterie doit être calculée pour confirmer qu’elle peut assurer une autonomie de 0,5 à 2 jours. Enfin, il est important de garder à l’esprit que le devis le plus bas n’est pas toujours le meilleur. Soit la puissance est fausse, soit la capacité de la batterie est fausse, soit la batterie utilisée dans le produit n’est pas de haute qualité, etc. Vous pesez souvent les informations sur le produit de chaque entreprise, puis faites le meilleur choix pour le projet.

Solution d’éclairage public solaire ZGSM

ZGSM a reçu une demande du Panama concernant l’éclairage d’une autoroute urbaine. Les lampes d’origine ne répondaient plus aux exigences d’éclairage. La route est une route à double sens à quatre voies (7 mètres dans un sens), avec un îlot central (0,6 mètre), la distance entre les lampadaires est d’environ 30 mètres et la vitesse nominale est de 80 km/h. Le client souhaitait que la conception de l’éclairage soit conforme à la norme M2, et ZGSM a finalement confirmé que la puissance de la lampe était de 45 W et 220 lm/W. Si la classe d’éclairage n’est pas claire, nous devons en savoir plus sur l’état de la route pour la confirmer. Le résultat de la simulation d’éclairage suivant montre une luminance de 1,52 cd/m², une uniformité (quelle est l’uniformité ?) U0 = 0,59, un UI = 0,82 et un éblouissement Ti = 6, ce qui répond aux exigences de la classe d’éclairage M2 pour les trois indicateurs.

Nous pouvons ensuite passer à l’étape suivante du calcul. Le client nous a informés que la route avait été initialement conçue avec un accès électrique, évitant ainsi toute insuffisance de courant due aux jours de pluie. Il souhaitait également un éclairage avec minuterie (qu’est-ce que la minuterie ?) et espérait une puissance de 100 % les 4 premières heures, 30 % les 5 heures suivantes et 70 % les 3 dernières heures. Finalement, le ZGSM a été conçu avec une marge de 1,3 fois, avec une puissance de panneau de 110 Wc et une capacité de batterie de 42 Ah à 12,8 V confirmées. Compte tenu des exigences de câblage et des coûts d’installation élevés des lampadaires solaires LED divisés, nous avons recommandé au client d’utiliser un lampadaire solaire intégré, et avons finalement retenu la solution d’éclairage public solaire à LED tout-en-un ZGSM-PV5-45. Si vous souhaitez calculer la capacité des panneaux solaires et des batteries, consultez notre blog : Paramètres et calculs importants des systèmes d’éclairage public solaire. Si vous êtes intéressé par les lampadaires solaires LED, qu’ils soient intégrés (tout-en-un), doubles ou à LED, cliquez sur l’image ci-dessous pour plus d’informations.

Résumé

Les lampadaires solaires LED constituent une alternative aux lampadaires électriques traditionnels. Autonomes, ils ne nécessitent pas de réseau électrique, car ils produisent de l’électricité à partir de batteries le jour et l’alimentent en LED la nuit. Les lampadaires à LED offrent de meilleures solutions d’éclairage avec des configurations système plus compactes, grâce à une consommation d’énergie réduite, une optique de meilleure qualité et des fonctions de gradation à la demande. Ce sont les avantages uniques de l’énergie solaire et des lampadaires à LED qui font de ces derniers la norme actuelle. Ce texte explique également qu’il est important de prêter attention aux lumens (watts/lumens) lors de la configuration du système, puis de valider des paramètres tels que les panneaux et les batteries en conséquence. Cette méthode, combinée à la simulation d’éclairage fournie par le fournisseur, permet d’éviter l’achat de lampadaires solaires LED avec des valeurs de lumens ou de watts erronées. De plus, lors du choix de la configuration, des facteurs tels que la minuterie de gradation, le capteur à micro-ondes (En savoir plus sur les lampadaires avec détecteur de mouvement) et l’accès au secteur ont également un impact important sur la configuration du système. Les utilisateurs doivent prendre en compte ces facteurs de manière approfondie pour choisir la solution d’éclairage public solaire à LED la mieux adaptée à leurs besoins. Pour plus d’informations et de produits, veuillez contacter ZGSM.

Questions fréquemment posées

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