太陽光発電街路灯プロジェクトで最もよくある間違いの 1 つは、ランプのワット数から始めることです。{0} 60 W、100 W、または 150 W の器具は、システムが特定のサイトで適切に動作するかどうかを示しません。正しい設計は、道路、照明要件、実際の動作条件から始まります。これらを理解した後にのみ、LED 電力、PV サイズ、バッテリー容量を決定する必要があります。

図 1. ソーラー街路灯-の設計は、道路の形状、照明要件、電柱の配置、稼働時間などのアプリケーションから始まります。

このプロジェクト最初のアプローチは、最近の研究とも一致しています。{0} Cleaner Engineering and Technology の 2025 年の研究では、街路幅、必要な照度、太陽放射照度、照明器具の特性を総合的に考慮し、電柱の配置、取り付け高さ、バッテリー容量、太陽光発電電力を最適化する、包括的な太陽光公共照明モデルを提案しました。{3}この研究はオマーンの事例で検証されており、照明設計と再生可能エネルギーのサイジングを 2 つの関連のない計算として扱うのではなく、全体的な設計を特に主張しています。-

1. ソーラーパネルではなくプロジェクトから始める

バッテリーや太陽光発電パネルを計算する前に、プロジェクト概要でいくつかの基本的な質問に答える必要があります。これらは些細なことではありません。これらは最初に照明負荷を決定します。

道路はどこですか？国、都市、緯度、地域の気候が重要です。

• どのような種類の道ですか?高速道路、都市幹線道路、補助道路、田舎道、駐車場、コミュニティまたは歩行者専用道路?
• 道路の幅はどれくらいで、車線は何車線ありますか?
• 必要なポールの高さ、取り付け配置、おおよそのポール間隔はどれくらいですか?
• どのような照明標準またはプロジェクト仕様が適用されますか?
• ライトは毎晩何時間作動しなければなりませんか?
• 一晩中フル出力が必要ですか、それとも調光プロファイルは許可されますか?
• 太陽光発電が不十分な場合、何日間の自立が必要ですか?
• 設計上重要な季節、特に雨季または曇り季はいつですか?

2. 道路幅によって照明の問題が変化する

高速道路と田舎の道路の両方で LED ソーラー街路灯が使用されている場合がありますが、照明の計算はまったく異なる場合があります。広い道路では、より高い取り付け高さ、より長い間隔、異なる光学系、異なるポール配置が必要になる場合があります。田舎の狭い道路では、はるかに少ない光束と異なる分布が必要な場合があります。

このため、単純に「100 W のソーラー街路灯を使用する」と言うのは適切な工学設計ではありません。同じ 100 W 照明器具でも、光学系、取り付け高さ、ポール間隔、道路幅、照準に応じて、非常に異なる結果が得られる可能性があります。

3. ライティング クラスを設定し、DIALux で確認します。

EN 13201 またはそこから派生した国家標準を使用する道路プロジェクトの場合、設計者はまず適切な照明状況/クラスを特定します。 ME クラスは主に輝度-ベースの道路照明クラス-です。他の EN 13201 クラスは照度基準を使用します。この区別は、DIALux で計算を設定するときに重要になります。

したがって、プロジェクトの仕様書が出発点となる必要があります。次に、DIALux を使用して、実際の道路形状と照明器具の測光 (取り付け高さ、ポール間隔、道路幅、車線数、配置、光学系、照準) をテストします。その後、出力を必要な平均値、最小値、均一性、およびその他の該当する基準と照合してチェックできます。

ヨーロッパの道路照明に関するドキュメントに記載されている便利な参照表には、たとえば EN 13201 M- シリーズが M1 から M5 までさまざまな輝度要件に対応していることが示されています。{0}}正確なクラスは、道路幅だけから選択するのではなく、プロジェクトの道路と交通の状況、および適用される国家/プロジェクトの基準から選択する必要があります。引用turn0search47

図 2. DIALux- スタイルのワークフローの例: 道路と照明クラスを定義し、レイアウトをテストし、結果として得られる照明器具要件をエネルギーサイジングに使用します。

4. DIALux の結果は、ランプが何を提供する必要があるかを示します。

道路モデルが正しいと、照明シミュレーションは次の質問、つまり各ポールから実際にどのくらいの光が必要かという質問に答えます。

• 照明器具の光束と測光分布
• 照明器具の数と柱の間隔
• 取り付け高さとアーム形状
• 平均および最小照明値
• 均一
• 潜在的なグレアまたはその他のプロジェクト固有の要件{0}}

これが電気および太陽光発電の設計の開始点です。 LED のワット数は単独では選択されません。これが選択されるのは、特定の光学ファイルと測光ファイルを備えた特定の照明器具が、提案された間隔と高さで照明ターゲットを満たすことができるためです。

5. 照明要件を夜間のエネルギー消費量に換算する

照明レイアウトが決まったら、実際の動作プロファイルを計算します。 100 W の照明器具がフルパワーで 12 時間動作した場合、単純な LED エネルギー需要は 1 晩あたり 1,200 Wh になります。コントローラーがスケジュールされた調光を許可する場合、計算は単純に定格ワット数に 12 時間を乗算するのではなく、実際のプロファイルに従う必要があります。

段階的なプロファイルの場合、たとえば 100 W で 5 時間、60 W で 4 時間、30 W で 3 時間:

E_LED=(100 × 5) + (60 × 4) + (30 × 3)=1,040 Wh/夜

次に、関連するコントローラー、通信、または補助消費を追加し、現実的なシステム損失を適用します。最終的な設計エネルギーは、LED の銘板ワット数だけでなく、バ​​ッテリーと PV システムが実際にサポートする必要があるエネルギーです。

6. バッテリーのサイジング: 自律性から始める

バッテリーのサイジングは、太陽光発電のサイジングとは異なる質問、つまり太陽が十分なエネルギーを提供しないときに照明を動作し続けるためにどのくらいの貯蔵エネルギーが必要かという質問に答えます。

実際の最初のパスの方程式は次のとおりです。-

バッテリーの公称エネルギー (Wh) ≈ E_daily × N_autonomy ÷ (DoD × η_battery × η_discharge_path)

ここで、E_daily は必要な夜間エネルギー、N_autonomy は必要な日数、DoD は許容される放電深度、効率条件はバッテリーと下流の損失を考慮します。正確なモデルは、バッテリーメーカーのデータとプロジェクトの仕様に従う必要があります。

24 V システムの場合、公称 Ah 値は次のように推定できます。

バッテリー容量 (Ah)=バッテリーエネルギー (Wh) ÷ 24 V

バッテリーの温度、経年劣化、使用可能な容量、充放電の制限、および必要な寿命末期のパフォーマンスも考慮する必要があります。{0}}-新品時には十分に見えるバッテリーでも、何年も使用すると、同じ使用可能なエネルギーが得られなくなる可能性があります。

オフグリッドソーラー街路照明に関する最近の研究では、バッテリーの劣化と夜間の放電耐久性の不確実性が重要な信頼性の問題として浮き彫りになっています。{0} Sustainable Energy Technologies and Assessments の 2026 年の調査では、停電リスクとバッテリー制約のある運用がエッジケースではなく中核的な設計問題として扱われています。-ターン1検索1を引用

7. PV の規模設定: 年間平均よりも雨季が重要

ここが、多くのソーラー街路灯の設計が間違っているところです。{0}年間平均日照量は素晴らしいように見えますが、雨季の間はシステムは依然として困難を伴います。

PV アレイは夜間に消費されるエネルギーを置き換え、バッテリーを回復する必要があります。単純化された初回パスの方程式は次のとおりです。-

PV 電力 (Wp) ≈ E_daily ÷ (H_design × η_PV/システム)

H_design は、実際のサイトとアレイの向きでの設計-月間有効日照時間-時間（またはピーク-日照時間-））です。 η_PV/system は、プロジェクトの計算で使用されるディレーティング係数と変換係数の組み合わせを表します。

大切なのはデザインです。信頼性の高いスタンドアロン街路灯の場合、年間平均を自動的に使用しないでください。太陽光発電が最も弱く、照明需要が依然として存在する期間を反映した控えめな月または季節を使用します。

図 3. 太陽資源-のデータは月ごとに確認する必要があります。雨季は PV サイジングの制限条件となる可能性があります。

PVGIS は、このステップに役立つ独立したリソースです。欧州委員会の共同研究センターによると、PVGIS は世界中のほぼすべての場所の太陽光-放射量と太陽光発電-のパフォーマンス データを月次、日次、時間別の出力で提供します。そのオフグリッド ツールは、バッテリー容量と放電制限も考慮します。-引用turn0searchturn0search7

PVGIS は、実際の PV 出力が放射照度、モジュール温度、入射角、その他の損失の影響を受けることにも注意しています。言い換えれば、パネルの STC 評価は、毎日のフィールドエネルギー生産と同じものではありません。ターン0サーチ2 ターン0サーチ4を引用

8. 有効日照時間は単なる「日照時間」ではありません

太陽光発電の計算で最も重要な用語の 1 つは、有効日照時間です。利用可能な日射量を 1,000 W/m² での相当時間数として表す方法です。太陽がそれだけ長い時間見えているというわけではありません。

この区別は、熱帯気候とモンスーン気候では特に重要になります。日照時間が長い場所でも、厚い雲、雨、高湿度により、パネルに届く太陽エネルギーが減少する可能性があります。このような気候でのプロジェクトの場合、雨季の太陽光資源が PV のサイズを制御する可能性があります。-

• サイト固有の、または信頼できる衛星/再解析太陽データを使用します。{0}
• 年間値だけでなく月ごとに確認してください。
• 太陽の最も低い月または雨季を特定します。-
• 温度、汚れ、向き、配線、コントローラー、バッテリーの充電損失を考慮してください。
• 選択した PV エリアが電柱と照明器具の構造上で物理的に可能かどうかを確認してください。

9. 現実世界の例 1: 高速道路プロジェクト

クライアントが継続的な夜間照明プロファイルを必要とする高速道路プロジェクトを例に考えてみましょう。承認された道路形状、電柱配置、測光ファイルに基づいた DIALux モデルが、選択された間隔で 150 W LED 照明器具につながるとします。夜間 12 時間の稼働を想定します。

夜間の LED エネルギー=150 W × 12 時間=1,800 Wh/日。

プロジェクトで 2 日間の自立が必要な場合、使用可能な容量、放電制限、損失を考慮する必要があるため、バッテリーは公称 3.6 kWh を大幅に超える容量を蓄える必要があります。同様に、PV アレイは、設計上の太陽月中に、日々の負荷に対応し、バッテリーを回復するのに十分なエネルギーを生成する必要があります。

重要な点は、PV とバッテリーは照明要件の結果であるということです。高速道路で継続的な照明が必要な場合、プロジェクトの仕様で明示的に調光が許可されていない限り、小型のソーラー パネルに合わせてランプの出力を下げるだけでは、照明要件を満たす有効な代替策とはなりません。

10. 現実世界の例 2: 都市幹線道路-

次に、市内の幹線道路を考えてみましょう。道路は高速道路より狭いかもしれませんが、交通量が多く、照明基準も厳しい場合があります。 DIALux モデルは、異なる光学部品、取り付け高さ、またはポール間隔によって 100 W の照明器具がプロジェクトの目標を達成できることを示す場合があります。

夜間の LED エネルギーの例=100 W × 12 時間=1,200 Wh/日。

同じ自律性要件でも、このシステムに必要な貯蔵エネルギーは高速道路の例よりも少なくなります。しかし、最終的な PV サイズは依然として地域の設計月当たりの太陽光発電資源に大きく依存します。-曇りの沿岸都市での夜間負荷が 1.2 kWh の場合、より日当たりの良い場所での同じ負荷よりも大きな PV アレイが必要になる可能性があります。

11. 現実世界の例 3: 田舎の道路

田舎の道路では、照明要件がはるかに低くなります。 DIALux が、選択した極間隔にある 40 W の照明器具が、11 時間の動作で該当するプロジェクト要件を満たしていることを示しているとします。

夜間の LED エネルギー=40 W × 11 時間=440 Wh/日。

これは、高速道路の例の 1.8 kWh/日の LED 負荷の 4 分の 1 未満です。したがって、地元の太陽光資源と必要な自律性が設計をサポートしている場合、PV とバッテリーははるかに小型化できます。

これは、プロジェクトが許可する場合、動きの検知や計画的な調光が工学的に意味がある場合もあります。制御戦略によりエネルギープロファイルが変化し、その結果、必要なバッテリーと PV の容量も変化します。

図 4. 完全な設計チェーン: プロジェクト要件 → 照明規格 → DIALux → 照明器具の電力と動作プロファイル → 日常エネルギー → バッテリーの自律性 → PV のサイジング。

12. 同じランプでも国によって異なるソーラー パネルのサイズが必要になる理由-

同じ 100 W のソーラー街路灯が 2 か国に設置されていると想像してください。照明要件と稼働時間は同じです。バッテリーの自律性も同様です。ただし、推奨される PV サイズは大きく異なる場合があります。

その理由は太陽資源にあります。設計上の月間有効日照時間が、ある場所では 1 日あたり 5 時間で、別の場所では重要な雨季には 1 日あたり 3 時間しかない場合、2 番目のサイトでは、同じ毎日のエネルギーを収集するために大幅に多くの PV 容量が必要になります。

比較例:1,200 Wh/日 ÷ (5 時間 × 0.75) ≈ 320 Wp; 3 時間 × 0.75 では、同じ負荷に約 533 Wp が必要です。これらの数値は単なる例です。実際のプロジェクトでは、サイト固有の太陽光データと実際のシステム損失モデルを使用する必要があります。{9}}

このため、各国の 1 つの固定された PV 対ランプのワット数比を引用するのはエンジニアリングとして不適切です。{0}{0}{1}この比率は、ある場所では機能しても、別の場所では機能しない可能性があります。

13. 曇りの日が続いた後の雨の日はどうですか?

ここでは、バッテリーの自律性と PV のサイジングが連携して機能します。バッテリーは短期的なエネルギーを蓄えます。- PV アレイによって、その予約をどれくらい早く復元できるかが決まります。

• バッテリーの答え: 太陽光発電が不十分な場合、システムはどのくらいの時間動作し続けることができますか?
• PV の答え: 太陽光が利用できる間に、システムはどのくらいのエネルギーを回収できますか?
• -月の太陽光データの答えを設計する: 回復期間はどの程度困難になる可能性がありますか?
• 自律性の答え: システムが許容できない低充電状態に達する前に、どのくらいのストレージが必要ですか?

強い雨季の気候でのプロジェクトの場合、多くの場合、1 つの年間平均に依存するよりも、月ごとのエネルギー バランスを実行することが役立ちます。--スプレッドシートまたはシミュレーションにより、年間を通じてバッテリーの充電状態を追跡し、提案されたシステムが曇りの期間後に回復するかどうかを明らかにできます。

14. Suntisolar: 製品の選択はプロジェクト設計に従う必要があります

Suntisolar の現在のソーラー街路灯-ポートフォリオには、Z88 150 W、Z88 120 W、Z88 100 W、Z58 シリーズ、Z66 シリーズ、その他のソーラー街路灯モデルなど、複数の出力範囲と構成が含まれています。- 引用turn0search0

これらの製品ファミリーは、すべての道路に自動的に適した固定パッケージとしてではなく、プロジェクト選択の出発点として扱う必要があります。高速道路、都市部の幹線道路、田舎の道路の場合、正しいモデルと PV/バッテリー構成が、承認された照明計算、運用スケジュール、地域の太陽光資源、自律性の要件に照らしてチェックされる必要があります。

これは、政府およびインフラストラクチャのプロジェクトにとって特に重要です。技術的に防御可能な設計では、クライアントの照明要件から DIALux の結果、さらにその結果として生じるエネルギー需要から PV とバッテリーの計算に至るまでのチェーンを示すことができます。

15. ソーラー街路灯の設計を最終決定する前の実用的なチェックリスト-

• 道路区分、幅員、車線、交通状況を確認します。
• 該当する照明規格とプロジェクトの必須クラスを確認してください。{0}
• DIALux で実際の道路ジオメトリを構築します。
• 提案された照明器具に正しい IES/LDT 測光ファイルを使用してください。
• プロジェクトに必要な平均値/最小値と均一性を検証します。
• 実際のLED電力と動作スケジュールを確認してください。
• 関連する補助負荷と損失を含む、毎日のエネルギー消費量を計算します。
• 必要な自主日を設定します。
• メーカーのデータに基づいて、バッテリーの化学的性質と使用可能な DoD を選択します。
• 毎月の日射量をチェックし、重要な梅雨/曇りの季節を特定します。
• PV の初回パスの計算には、設計上の月の有効日照時間を使用します。{0}
• 重要なプロジェクトのエネルギーとバッテリーのバランスを-月ごとに-実行します。
• パネルのサイズ、重量、風荷重、取り付け可能面積を確認してください。
• バッテリーの温度、劣化、寿命の想定を確認してください。--
• その後、製品モデルと見積もりを最終決定します。

結論: まず照明のサイズを決定し、次に太陽系のサイズを決定します

ソーラー街灯-のサイズ決定は、実際には「100 W のランプに何ワットのソーラー パネルが必要か」という問題ではありません。より良い質問は、「このプロジェクトには何をするために光が必要ですか? この場所ではどのような太陽資源が利用可能ですか?」というものです。

正しい順序は次のとおりです。

• 道路とプロジェクトの要件を定義します。
• 該当する照明規格/クラスを選択します。
• DIALux を使用して、必要な測光パフォーマンスとレイアウトを決定します。
• 実際の LED 電力と夜間動作プロファイルを決定します。
• 毎日のエネルギー消費量を計算します。
• 必要な自律性と使用可能な容量に応じてバッテリーのサイズを決定します。
• 地元の太陽光資源、特に雨季の設計月を確認してください。{0}}
• それらの条件下でエネルギーを置き換えられるように PV アレイのサイズを決定します。
• システムを完成させる前に、完全なエネルギー バランス チェックを実行してください。-

このプロセスに従うと、ソーラー パネルとバッテリーはランプのワット数に基づいて推測されなくなります。それらはプロジェクトそのものの結果となります。これは、太陽光街路灯システムが単に見積書上で正しく見えるだけでなく、何年も確実に動作することが期待される場合に必要なアプローチです。-

参考文献

1. ラバザ・カスティージョ、O.、ペレス-オコン、FA、アズナール-ドルス、F.、ゴメス-ロレンテ、D. (2025)。農村部および都市部における太陽光発電公共照明システムの設計のための包括的なモデルの開発。 Cleaner Engineering and Technology、27、101012。DOI: 10.1016/j.clet.2025.101012。

2. Chouikh, S.、Elmitwally, N.、Saeed, F. (2026)。バッテリー-制約オフグリッド-太陽光発電街路照明のエネルギー信頼性と実現可能性の分析: 不確実性を考慮した調光制御フレームワーク-。持続可能なエネルギー技術と評価、93、105315。DOI: 10.1016/j.seta.2026.105315。

3. アルメイダ、RH、カレロ、IB、マイア・アルベス、J. (2019)。インテリジェントなスタンドアロンソーラー街路灯。日光/存在検知とシステムのサイジングに対するその影響について説明する研究作業。

4. 共同研究センター、欧州委員会。 PVGIS 5 ユーザー マニュアルと PVGIS データ ソース/計算方法。

5. EN 13201 道路照明フレームワーク。最終設計の前に、プロジェクト-固有の国および当局の要件を確認する必要があります。

6. サンティソーラー。 Z88 および Z58/Z66 製品ファミリーを含むソーラー街路灯の製品ポートフォリオ。