1. Composants principaux des lampadaires solaires et leurs fonctions

1.1 Panneaux solaires

• But : Convertir la lumière du soleil en énergie électrique (DC) via l'effet photovoltaïque.
• Types :
  • Monocristallin :Haute efficacité (18–22 %), bonnes performances en basse lumière, mais coût plus élevé.
  • Polycristallin :Efficacité modérée (15–18 %), rentable pour les régions ensoleillées.
  • Couche mince :Léger et flexible, mais efficacité moindre (8–12 %), adapté aux conceptions compactes.
• Caractéristiques principales : Puissance de sortie (W), durabilité (indice d'étanchéité IP65, revêtement anti-UV) et angle d'inclinaison optimal (aligné sur la latitude locale pour une capture maximale de la lumière solaire).

1.2 Stockage d'énergie (batteries)

• But : Stockez l’excédent d’énergie des panneaux solaires pour l’utiliser la nuit ou les jours nuageux.
• Types :
  • plomb-acide :Faible coût, courte durée de vie (3 à 5 ans), nécessite un entretien.
  • Gel/AGM (plomb-acide scellé) :Meilleur dans les climats froids (-30°C), sans entretien, durée de vie plus longue (5–7 ans).
  • Lithium-ion (LiFePO₄) :Léger, densité énergétique élevée, durée de vie de plus de 10 ans, capacité de décharge profonde (80 à 90 % DOD), mais coût plus élevé.
• Calcul de capacité :En fonction de la consommation énergétique quotidienne, des jours de secours nécessaires et de la tension du système (par exemple, 12 V ou 24 V).

1.3 Lampadaires solaires Luminaires LED

• But :Fournit un éclairage avec une efficacité énergétique et une longévité élevées.
• Caractéristiques principales :
  • Efficacité : ≥120 lm/W (lumens par watt), 70 % plus efficace que les lampes au sodium traditionnelles.
  • Durée de vie : Plus de 50 000 heures (5 à 8 ans d’utilisation quotidienne).
  • Répartition de la lumière :Conceptions optiques de type aile de chauve-souris ou elliptique pour une couverture uniforme de la route (éviter les « points chauds »).
  • Température de couleur : 3 000–5 000 K (blanc chaud pour la sécurité, blanc froid pour la visibilité).

2. Système de contrôle

2.1 Contrôleur de charge

• But : Régule le flux d'énergie entre les panneaux, les batteries et les lumières pour éviter les surcharges/décharges.
• Types :
  • PWM (modulation de largeur d'impulsion) :Simple, peu coûteux, efficacité de 80 à 85 % (adapté aux petits systèmes).
  • MPPT (Suivi du point de puissance maximale) : Efficacité de 95 %+, optimise la récupération d'énergie dans des conditions de faible luminosité, idéal pour les grands systèmes.
• Fonctions : Gradation basée sur le temps (par exemple, luminosité maximale pendant 4 heures, puis atténuation à 50 %), activation du capteur de lumière et surveillance de l'état de la batterie.

2.2 Lampadaires solaires Smart Controls (en option)

• Intégration IoT : Surveillance à distance via des applications (suivi de l'état de la batterie, des alertes de panne et des performances de l'éclairage).
• Capteurs de mouvement :Testez les lumières lorsque le trafic est faible (par exemple, 30 % de luminosité) et augmentez-les lorsqu'un mouvement est détecté, ce qui permet d'économiser 30 à 50 % d'énergie.

3. Considérations relatives à la conception du système

3.1 Bilan énergétique

• Taille du panneau solaire :Doit générer suffisamment d’énergie pour charger la batterie quotidiennement, en tenant compte des heures d’ensoleillement (par exemple, 4 à 6 heures dans la plupart des régions).
  Formule : Puissance du panneau (W) = (Puissance LED × Heures quotidiennes) / (Heures d'ensoleillement × Facteur d'efficacité).
• Batterie de secours : Prévoir 3 à 5 jours de stockage par temps nuageux (critique dans les régions où le ciel est souvent couvert).

3.2 Installation et conception structurelle

• Hauteur et espacement des poteaux :
  • Routes rurales : poteaux de 6 à 8 m, espacés de 15 à 20 m.
  • Voies urbaines : poteaux de 8 à 12 m, espacés de 20 à 30 m (chevauchement de l'éclairage ≈ 3 × hauteur du poteau).
• Matériau du poteau :Acier galvanisé à chaud ou aluminium pour la résistance à la corrosion, avec une résistance au vent évaluée à ≥ 100 km/h (les zones côtières peuvent nécessiter des valeurs nominales plus élevées).
• Fondation :Socle en béton (profondeur ≥800mm) pour ancrer solidement les poteaux et éviter tout basculement.

3.3 Lampadaires solaires Adaptabilité environnementale

• Plage de température :
  • Climats froids : utilisez des batteries au gel ou au lithium (conçues pour -40 °C), enterrées sous la ligne de gel ou avec des coussins chauffants.
  • Climats chauds : assurez-vous que les batteries au lithium disposent d'une gestion thermique (ailettes de refroidissement) pour éviter la surchauffe.
• Imperméabilisation :Tous les composants (panneaux, contrôleurs, batteries) doivent avoir un indice de protection IP65 ou supérieur pour résister à la pluie et à la poussière.

4. Entretien et longévité

4.1 Contrôles réguliers

• Nettoyage des panneaux :La poussière et les débris peuvent réduire l’efficacité de 20 à 30 %, nettoyez donc tous les trimestres avec de l’eau et un chiffon doux.
• État de la batterie : Testez les niveaux de tension chaque année ; remplacez les batteries au plomb-acide tous les 3 à 5 ans, les batteries au lithium tous les 8 à 10 ans.
• Câblage et connexions :Inspectez la corrosion ou les bornes desserrées, en particulier dans les zones très humides.

4.2 Dépannage des problèmes courants

• Lumières tamisées ou vacillantes : Indique une charge de batterie faible (vérifiez l'alignement du panneau ou remplacez les batteries).
• Pas de lumière la nuit : Contrôleur défectueux, batterie déchargée ou capteur de lumière bloqué.
• Luminosité réduite au fil du temps : Dégradation normale des LED (remplacez les luminaires si la puissance chute en dessous de 70 % de la puissance d'origine).

5. Coût et retour sur investissement des lampadaires solaires

• Coût initial : 300 à 800 $ par lampe (selon la taille et les caractéristiques), soit 20 à 50 % de plus que l’alimentation par le réseau, mais élimine les factures d’électricité.
• retour sur investissement : 3 à 7 ans dans les régions où les coûts de l’électricité sont élevés ou dans les endroits hors réseau.
• Économies :En général, 50 à 150 $ par an en électricité et en entretien par rapport aux lampadaires traditionnels.

Lampadaires solaires À retenir