Cómo elegir la temperatura de color de una farola solar

La temperatura de color es el parámetro que inicia la mayoría de los argumentos al especificar unfarola solar. Algunos compradores insisten en que más blanco significa más brillante; otros están seguros de que sólo la luz amarilla atraviesa la neblina; muchos simplemente copian cualquier figura que aparece en el dibujo. En la práctica, la temperatura del color es una cuestión de óptica, percepción humana y códigos locales al mismo tiempo - y en un dispositivo solar termina también en la factura del panel fotovoltaico y de la batería. Este artículo abarca desde los primeros principios hasta cómo fijar un rango para un sitio específico.

 

¿Cuál es la temperatura de color de una farola solar?

A partir de la distribución espectral de la energía y el color de una fuente de luz, podemos introducir la cantidad conocida como temperatura de color, que describe el color de una fuente. Cuando el color de la luz emitida por una fuente es el mismo que el color irradiado por un cuerpo negro a una temperatura determinada, esa temperatura del cuerpo negro se llama temperatura de color T de la fuente - temperatura de color para abreviar - expresada en una escala de temperatura absoluta. Para ciertas fuentes (principalmente lámparas de descarga de gas-con espectros de líneas fuertes), el color de la luz emitida no es exactamente el mismo que el de la radiación del cuerpo negro a cualquier temperatura (sus coordenadas de cromaticidad difieren), por lo que el concepto general de temperatura de color no se puede utilizar para describir su color. Sin embargo, para facilitar la comparación, se introdujo el concepto de temperatura de color correlacionada.

 

Si la luz emitida por una fuente tiene un color más cercano a la radiación del cuerpo negro a una temperatura determinada -, es decir, la distancia de cromaticidad en el diagrama de cromaticidad uniforme es la más pequeña -, entonces esa temperatura del cuerpo negro se denomina temperatura de color correlacionada (CCT) de la fuente. La temperatura de color correlacionada es una forma relativamente burda de describir el color, pero expresa el color hasta cierto punto.

 

Las clasificaciones de 3000K, 4000K y 5800K marcadas en los productos de alumbrado público solar se refieren precisamente a la temperatura de color correlacionada (CCT). CCT describe el color de la luz, no el brillo de la luminaria - dos luminarias de 3000 K pueden diferir dos veces en brillo. Este es el punto que más frecuentemente se confunde durante la selección de productos.

 

 

Temperatura de color de la farola solar: ¿Qué efecto tiene cada rango?

La luz blanca fría contiene una mayor proporción de azul y la luz blanca cálida una mayor proporción de amarillo. De esto se desprenden dos diferencias principales: la potencia de penetración y la forma en que el ojo percibe la luz.

 

Entre las opciones comunes, 2700–3000K es amarillenta y se parece mucho a una lámpara de sodio convencional. La luz es suave y tiene poco impacto en los residentes cercanos o en el cielo nocturno, por lo que se usa ampliamente en patios, calles residenciales y lugares donde hay niebla o lluvia. Entre 3500 y 4200 K, el color de la luz se acerca al de la luna, logrando un equilibrio entre claridad y comodidad, lo que la convierte en la opción más común en las carreteras municipales. Por encima de 5000 K la luz aparece blanca o incluso azulada; parece el más brillante y ofrece un buen reconocimiento-a larga distancia, pero es la opción más polémica en condiciones de lluvia y niebla, y en áreas inmediatamente adyacentes a las casas.

 

El ojo humano percibe la temperatura del color de forma diferente según los distintos niveles de iluminancia. En el interior, con una iluminancia determinada, una temperatura de color excesivamente alta resulta lúgubre, fría y sombría, mientras que una temperatura excesivamente baja resulta sofocante, oscura y opresiva. En exteriores, esta percepción necesita cierta corrección: la zona de confort se desplaza ligeramente hacia temperaturas de color más altas.

Otro cambio está en marcha. La tecnología LED ha seguido avanzando rápidamente en los últimos años, la eficacia de los chips sigue mejorando y el ahorro de energía está asegurado. El conflicto entre eficacia y temperatura de color ya no es el principal problema en la aplicación; si la temperatura del color se adapta al entorno se ha convertido en el centro de atención.

 

 

¿Cómo afecta la temperatura del color al ojo humano y a la seguridad?

Comencemos con el poder de penetración. La dispersión de Rayleigh explica por qué el cielo es azul: la intensidad de la dispersión de Rayleigh es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda, por lo que en el espectro solar la luz violeta-azul-de longitud de onda más corta se dispersa con más fuerza que la luz roja de longitud de onda-más larga, y entre las longitudes de onda más cortas, la azul transporta la mayor cantidad de energía. Cuando el cielo se aclara después de la lluvia o en un fresco día de otoño (cuando hay pocas partículas gruesas en el aire y domina la dispersión molecular), las moléculas de aire dispersan fuertemente la luz mediante la dispersión de Rayleigh, la luz azul se difunde por todo el cielo y el cielo parece azul.

 

En pocas palabras, cuanto más corta es la longitud de onda, más fácilmente se dispersa la luz; cuanto más larga es la longitud de onda, más fácilmente penetra. PM2.5, el principal contribuyente a la neblina, está formado por muchas partículas finas que también provocan que la luz experimente dispersión de Rayleigh. La luz blanca fría tiene una alta proporción de azul y la luz blanca cálida una alta proporción de amarillo, por lo que, en teoría, cuanto más baja sea la temperatura del color, más fuerte será el poder de penetración - y en la neblina, las farolas LED de alta-temperatura-de color- penetran un poco menos bien.

 

 

Pasemos ahora al deslumbramiento y la depreciación lumínica. Se suele suponer que las farolas LED penetran mal la niebla y que no pueden soportar las marcas de los pasos de peatones, son más deslumbrantes y sufren una gran depreciación lumínica. En la práctica esto no es necesariamente así. Al observar el rendimiento de iluminación de las farolas LED de 4000 K y una comparación entre las farolas LED de 3000 K y las lámparas de sodio de alta-presión, encontramos que siempre que la distribución de la luz se controle adecuadamente, una farola LED vista en visión periférica desde la dirección de la marcha no deslumbra ni produce deslumbramiento incontrolado, y la iluminancia a través de la superficie de la carretera es uniforme.

 

La depreciación lumínica también debe distinguirse de su imitación. Al observar la depreciación, es importante distinguir la depreciación verdadera de la depreciación falsa. Los datos de una serie de proyectos de prueba de alumbrado público LED muestran que sin limpiar las luminarias, la falsa depreciación es considerable, mientras que la depreciación de una luminaria envejecida en interiores es menor que la "depreciación" causada por lentes sucias. En otras palabras, una superficie de carretera que luce más tenue no necesariamente está sufriendo degradación de virutas - en muchos casos simplemente se ha acumulado una capa de polvo sobre la lente.

 

 

¿Qué estándares y requisitos de aplicación se aplican?

Tomando en conjunto las condiciones técnicas, las condiciones climáticas, las condiciones ambientales actuales y la percepción humana, los expertos sugieren que la temperatura de color de las farolas LED debe seleccionarse dentro del rango de 2800 a 4200 K. Esta temperatura de color no tiene mucho efecto sobre la eficacia, garantiza la penetración a través de la niebla y la neblina y se adapta a la percepción visual de los usuarios en China.

 

Los proyectos formales también están sujetos a normas y documentos de licitación. El diseño de iluminación vial se basa en los estándares nacionales e industriales pertinentes, y algunos planes de iluminación locales específicos estipulan directamente rangos de temperatura de color; la selección real debe regirse por las disposiciones del código vigente en el lugar donde se ubica el proyecto y por los documentos de licitación.

Sin embargo, los resultados de las pruebas reales realizadas por expertos son algo sorprendentes. En teoría, la luz amarilla tiene una transmitancia mayor que la luz blanca en el aire puro, pero las pruebas y análisis muestran que, en lo que respecta a la transmitancia en el contexto de la iluminación vial práctica, la conclusión va en contra de las suposiciones-de larga data:

 

• No hay diferencia en la transmitancia entre la luz amarilla (por ejemplo, lámparas de sodio) y la luz blanca (por ejemplo, lámparas LED blancas de -color-temperatura alta) en climas despejados;
• Al menos en el caso de niebla y nubes de cierta densidad, y en caso de lluvia y nieve, tampoco existe diferencia en la transmitancia entre la luz amarilla y la blanca;
• Debido a errores visuales o a la gran variedad de condiciones climáticas, pueden surgir excepciones ocasionales que son difíciles de explicar a medida que el tiempo despejado evoluciona hacia niebla, nubes, lluvia o nieve extremas.

 

En otras palabras, la afirmación de que "la luz amarilla penetra mejor la neblina" no se sostiene bien una vez que se la coloca en el contexto de la iluminación práctica de toda una carretera. Por supuesto, la transmitancia es sólo un factor. Todavía es difícil concluir si la luz blanca o la amarilla es mejor para la iluminación de las carreteras, porque intervienen demasiados factores y son demasiado complejos - hay todo tipo de influencias objetivas así como factores humanos subjetivos, especialmente las diferencias entre un gran número de individuos. No puede haber ningún resultado en el que todos estén de acuerdo; Las opiniones siempre diferirán.

 

 

¿Cómo afecta la temperatura del color al coste y la autonomía de un sistema solar?

Una farola solar se diferencia de una alimentada-por la red eléctrica: la factura de la temperatura del color finalmente recae en el panel fotovoltaico y la batería. La cadena funciona así - la temperatura de color afecta la eficacia luminosa del LED (lm/W); la eficacia determina cuánta potencia se necesita para alcanzar una iluminancia determinada; la potencia determina el consumo energético diario del aparato; el consumo, a su vez, determina la clasificación del panel fotovoltaico y la capacidad de la batería; y estos finalmente determinan el costo total, el volumen y el peso, y cuántos días consecutivos nublados y lluviosos puede seguir funcionando la luz. Entonces, en una farola solar, la temperatura del color no es simplemente una cuestión de si la luz se ve bien - sino que es una cuestión de configuración del sistema.

 

Afortunadamente, la tecnología LED ha avanzado rápidamente en los últimos años, la eficacia de los chips sigue mejorando y el ahorro de energía está asegurado, por lo que el conflicto entre eficacia y temperatura de color ya no es el principal problema en la aplicación. Si la temperatura del color se adapta al entorno en el que se utiliza la luz se ha convertido en el punto clave a la hora de elegir.

 

También vale la pena tener en cuenta de antemano la depreciación lumínica en el cálculo. La falsa depreciación analizada anteriormente muestra que una caída real en la iluminancia generalmente proviene de la suciedad que se acumula en la lente. Si un sistema está configurado-sin mantenimiento-a largo plazo, hay que dejar margen en el panel y la batería; de lo contrario, la iluminación de la carretera disminuirá al cabo de unos años, lo que de hecho acortará la vida útil.

 

Un recordatorio más: sea cual sea la temperatura de color elegida, un control adecuado de la distribución de la luz es un requisito previo. Con la óptica adecuada, una farola LED no deslumbra ni produce deslumbramiento incontrolado, y la iluminancia sobre la superficie de la carretera es uniforme; con una óptica deficiente, ni siquiera la temperatura de color más suave ayudará.

 

Conclusión

Considerándolo todo, después de años de investigación y aplicación práctica,Iluminación Yahuarecomienda una temperatura de color de alrededor de 5800K: ofrece alta eficacia sin dejar de ser brillante y cómoda, y los conductores pueden permanecer alerta en ese entorno, lo que reduce la cantidad de accidentes; por el contrario, la luz cálida con una temperatura de color excesivamente baja resulta sofocante, tenue y opresiva, y fácilmente induce fatiga. Sin embargo, para proyectos específicos, como áreas residenciales y secciones de carreteras propensas a la niebla-, recomendamos ajustarse a la situación dentro del rango general de 2800 a 4200 K y atenerse a los códigos locales y los documentos de licitación.