Come scegliere la temperatura del colore di un lampione solare

La temperatura del colore è il parametro che inizia con il maggior numero di argomenti quando si specifica alampione solare. Alcuni acquirenti insistono sul fatto che più bianco significa più luminoso; altri sono certi che solo la luce gialla squarcia la foschia; molti semplicemente copiano qualunque figura appaia sul disegno. In pratica, la temperatura del colore è una questione di ottica, percezione umana e codici locali allo stesso tempo - e su un apparecchio solare finisce anche sul pannello fotovoltaico e sulla bolletta della batteria. Questo articolo tratta dai principi fondamentali fino a come correggere un intervallo per un sito specifico.

 

Qual è la temperatura del colore di un lampione solare?

Dalla distribuzione spettrale dell'energia e dal colore di una sorgente luminosa, possiamo introdurre la quantità nota come temperatura di colore, che descrive il colore di una sorgente. Quando il colore della luce emessa da una sorgente è uguale al colore irradiato da un corpo nero a una data temperatura, quella temperatura del corpo nero è chiamata temperatura di colore T della sorgente - temperatura di colore in breve - espressa su una scala di temperatura assoluta. Per alcune sorgenti (principalmente lampade a scarica di gas-con spettri di linee forti), il colore della luce emessa non è esattamente lo stesso di quello della radiazione del corpo nero a qualsiasi temperatura (le loro coordinate cromatiche differiscono), quindi il concetto generale di temperatura di colore non può essere utilizzato per descriverne il colore. Per facilitare il confronto, tuttavia, è stato introdotto il concetto di temperatura di colore correlata.

 

Se la luce emessa da una sorgente si avvicina di più nel colore alla radiazione del corpo nero a una data temperatura -, cioè la distanza cromatica sul diagramma di cromaticità uniforme è la più piccola -, allora la temperatura del corpo nero è chiamata temperatura di colore correlata (CCT) della sorgente. La temperatura di colore correlata è un modo relativamente grossolano di descrivere il colore, ma lo esprime in una certa misura.

 

Le classificazioni 3000K, 4000K e 5800K contrassegnate sui prodotti per l'illuminazione stradale solare si riferiscono esattamente alla temperatura di colore correlata (CCT). CCT descrive il colore della luce, non la luminosità dell'apparecchio - due apparecchi da 3000K possono differire di due volte in termini di luminosità. Questo è il punto più spesso confuso durante la scelta del prodotto.

 

 

Temperatura del colore del lampione solare: quale effetto ha ciascuna gamma?

La luce bianca fredda contiene una percentuale maggiore di blu, mentre la luce bianca calda contiene una percentuale maggiore di giallo. Da ciò derivano due differenze principali: il potere di penetrazione e il modo in cui l'occhio percepisce la luce.

 

Tra le opzioni comuni, 2700–3000K è giallastra e assomiglia molto a una lampada al sodio convenzionale. La luce è morbida e ha un impatto minimo sui residenti vicini o sul cielo notturno, quindi è ampiamente utilizzata per cortili, strade residenziali e luoghi soggetti a nebbia o pioggia. A 3500–4200K il colore della luce si avvicina al chiaro di luna, raggiungendo un equilibrio tra chiarezza e comfort, che la rende la scelta più comune sulle strade comunali. Sopra i 5000K la luce appare bianca o addirittura bluastra; sembra il più luminoso e offre un buon riconoscimento a lunga-distanza, ma è l'opzione più controversa in caso di pioggia, nebbia e nelle aree immediatamente adiacenti alle case.

 

L'occhio umano percepisce la temperatura del colore in modo diverso a seconda dei diversi livelli di illuminamento. All'interno, a un dato illuminamento, una temperatura di colore eccessivamente alta sembra triste, fredda e cupa, mentre una temperatura eccessivamente bassa sembra soffocante, fioca e opprimente. All'esterno, questa percezione necessita di qualche correzione: la zona di comfort si sposta leggermente verso temperature di colore più elevate.

Un altro cambiamento è in atto. La tecnologia LED ha continuato a progredire rapidamente negli ultimi anni, l'efficacia dei chip continua a migliorare e il risparmio energetico è assicurato. Il conflitto tra efficacia e temperatura del colore non è più il problema principale nell'applicazione; se la temperatura del colore si adatta all'ambiente è diventato il centro dell'attenzione.

 

 

In che modo la temperatura del colore influisce sull'occhio umano e sulla sicurezza?

Cominciamo dal potere penetrante. La diffusione di Rayleigh spiega perché il cielo è blu: l'intensità della diffusione di Rayleigh è inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d'onda, quindi nello spettro solare la luce blu-viola a lunghezza d'onda più corta si disperde con maggiore forza rispetto alla luce rossa a-lunghezza d'onda più lunga, e tra le lunghezze d'onda più corte il blu trasporta la maggior parte dell'energia. Quando il cielo si schiarisce dopo la pioggia o in una frizzante giornata autunnale (quando ci sono poche particelle grossolane nell'aria e prevale la diffusione molecolare), le molecole d'aria diffondono fortemente la luce mediante la diffusione di Rayleigh, la luce blu si diffonde in tutto il cielo e il cielo appare blu.

 

In parole povere, quanto più corta è la lunghezza d’onda, tanto più facilmente la luce si disperde; quanto più lunga è la lunghezza d'onda, tanto più facilmente penetra. PM2.5, il principale responsabile della foschia, è costituito da molte particelle fini che allo stesso modo causano la diffusione della luce di Rayleigh. La luce bianca fredda ha un'elevata percentuale di blu e la luce bianca calda un'elevata percentuale di gialla, quindi in teoria quanto più bassa è la temperatura del colore, tanto più forte è il potere di penetrazione - e nella foschia, i lampioni a LED ad alta -temperatura di colore- penetrano un po' meno bene.

 

 

Veniamo ora al deprezzamento dell'abbagliamento e dei lumen. Si presume comunemente che i lampioni stradali a LED penetrino scarsamente nella nebbia e che non siano in grado di gestire la segnaletica orizzontale delle strisce pedonali, siano più abbaglianti e soffrano di un forte deprezzamento dei lumen. In pratica questo non è necessariamente così. Osservando le prestazioni di illuminazione dei lampioni a LED da 4.000 K e confrontando i lampioni a LED da 3.000 K con le lampade al sodio ad alta- pressione, scopriamo che finché la distribuzione della luce è adeguatamente controllata, un lampione a LED visto nella visione periferica dalla direzione di marcia non è né abbagliante né produce abbagliamento incontrollato, e l'illuminamento su tutta la superficie stradale è uniforme.

 

Anche il deprezzamento dei lumen deve essere distinto dalla sua imitazione. Quando si esamina la svalutazione, è importante distinguere la svalutazione vera da quella falsa. I dati provenienti da una serie di progetti di test di lampioni a LED mostrano che senza la pulizia degli apparecchi, il falso deprezzamento è considerevole, mentre il deprezzamento di un apparecchio invecchiato in ambienti chiusi è inferiore al "deprezzamento" causato dalle lenti sporche. In altre parole, una superficie stradale che appare più scura non è necessariamente soggetta al degrado dei chip - in molti casi si è semplicemente accumulato uno strato di polvere sulla lente.

 

 

Quali standard e requisiti applicativi si applicano?

Considerando insieme le condizioni tecniche, le condizioni climatiche, le condizioni ambientali attuali e la percezione umana, gli esperti suggeriscono che la temperatura del colore dei lampioni a LED dovrebbe essere selezionata nell'intervallo 2800-4200K. Questa temperatura di colore non ha molto effetto sull'efficacia, garantisce la penetrazione attraverso nebbia e foschia e si adatta alla percezione visiva degli utenti in Cina.

 

Anche i progetti formali sono soggetti a norme e documenti di gara. La progettazione dell'illuminazione stradale si basa sugli standard nazionali e di settore pertinenti e alcuni piani di illuminazione locali dedicati stabiliscono direttamente gli intervalli di temperatura del colore; la selezione vera e propria dovrà essere disciplinata dalle disposizioni normative vigenti nel luogo in cui è localizzato il progetto e dai documenti di gara.

I risultati dei test effettivi condotti dagli esperti, tuttavia, sono alquanto sorprendenti. In teoria la luce gialla ha una trasmittanza maggiore rispetto alla luce bianca nell'aria pura, ma test e analisi mostrano che, per quanto riguarda la trasmittanza nel contesto pratico dell'illuminazione stradale, la conclusione va contro le ipotesi di vecchia data:

 

• Non c'è differenza nella trasmittanza tra la luce gialla (ad esempio, le lampade al sodio) e la luce bianca (ad esempio, le lampade a LED bianche ad alta-colore-temperatura) con tempo sereno;
• Almeno per la nebbia e le nuvole di una certa densità, e in caso di pioggia e neve, non c'è nemmeno alcuna differenza di trasmissione tra la luce gialla e quella bianca;
• A causa di errori visivi o della grande varietà delle condizioni meteorologiche, possono verificarsi eccezioni occasionali difficili da spiegare poiché il tempo sereno evolve verso nebbia estrema, nuvole, pioggia o neve.

 

In altre parole, l'affermazione secondo cui "la luce gialla penetra meglio nella foschia" non regge bene una volta inserita nel contesto dell'illuminazione pratica attraverso un'intera strada. Naturalmente, la trasmittanza è solo uno dei fattori. È ancora difficile stabilire se per l'illuminazione stradale sia preferibile la luce bianca o quella gialla, perché sono coinvolti troppi fattori e sono troppo complessi - ci sono tutti i tipi di influenze oggettive e fattori umani soggettivi, in particolare le differenze tra un gran numero di individui. Non può esistere un risultato su cui tutti siano d’accordo; le opinioni saranno sempre diverse.

 

 

In che modo la temperatura del colore influisce sul costo e sull'autonomia di un sistema solare?

Un lampione solare è diverso da un lampione-alimentato dalla rete elettrica: la temperatura del colore arriva infine al pannello fotovoltaico e alla batteria. La catena scorre così - la temperatura colore influisce sull'efficacia luminosa del LED (lm/W); l'efficacia determina quanta potenza è necessaria per raggiungere un dato illuminamento; la potenza determina il consumo energetico giornaliero dell'apparecchio; il consumo a sua volta determina la potenza del pannello fotovoltaico e la capacità della batteria; e questi determinano infine il costo complessivo, il volume e il peso, e per quanti giorni consecutivi nuvolosi e piovosi la luce può continuare a funzionare. In un lampione solare, quindi, la temperatura del colore non è semplicemente una questione se la luce ha un bell'aspetto - è un problema di configurazione del sistema.

 

Fortunatamente, la tecnologia LED ha fatto rapidi progressi negli ultimi anni, l’efficacia del chip continua a migliorare e il risparmio energetico è assicurato, quindi il conflitto tra efficacia e temperatura del colore non è più il problema principale nell’applicazione. Se la temperatura del colore è adatta all'ambiente in cui viene utilizzata la luce è diventato il punto chiave nella selezione.

 

Vale la pena considerare in anticipo anche il deprezzamento dei lumen nel calcolo. Il falso deprezzamento discusso in precedenza mostra che un vero calo dell'illuminamento deriva solitamente dall'accumulo di sporco sulla lente. Se un sistema è configurato su base-senza manutenzione-a lungo termine, è necessario lasciare un margine nel pannello e nella batteria; altrimenti l'illuminamento sulla strada diminuirà dopo pochi anni, il che di fatto accorcia la durata prevista.

 

Un ulteriore promemoria: qualunque sia la temperatura di colore scelta, un adeguato controllo della distribuzione della luce è un prerequisito. Con un'ottica adeguata, un lampione a LED non è né abbagliante né produce abbagliamento incontrollato e l'illuminamento su tutta la superficie stradale è uniforme; con un'ottica scadente, anche la temperatura di colore più mite non aiuta.

 

Conclusione

Tutto sommato, dopo anni di ricerca e di applicazione pratica,Illuminazione Yahuaconsiglia una temperatura di colore di circa 5800K: offre un'elevata efficacia pur rimanendo luminosa e confortevole, e i conducenti sono in grado di rimanere più vigili in quell'ambiente, riducendo il numero di incidenti; al contrario, la luce calda con una temperatura di colore eccessivamente bassa sembra soffocante, fioca e opprimente e induce facilmente affaticamento. Per progetti specifici come aree residenziali e tratti stradali-incline alla nebbia, tuttavia, consigliamo comunque di adeguarsi alla situazione entro l'intervallo generale di 2.800-4.200 K e di fare riferimento ai codici locali e ai documenti di gara.