Comment choisir la température de couleur d'un lampadaire solaire

La température de couleur est le paramètre qui lance le plus d'arguments lors de la spécification d'unlampadaire solaire. Certains acheteurs insistent sur le fait que plus blanc signifie plus lumineux ; d’autres sont certains que seule la lumière jaune traverse la brume ; beaucoup copient simplement la figure qui apparaît sur le dessin. En pratique, la température de couleur est à la fois une question d'optique, de perception humaine et de codes locaux - et sur un luminaire solaire, elle se retrouve également sur le panneau photovoltaïque et la facture de la batterie. Cet article couvre les premiers principes jusqu'à la manière de fixer une plage pour un site spécifique.

 

Quelle est la température de couleur d’un lampadaire solaire ?

À partir de la distribution spectrale de l’énergie et de la couleur d’une source lumineuse, nous pouvons introduire la grandeur connue sous le nom de température de couleur, qui décrit la couleur d’une source. Lorsque la couleur de la lumière émise par une source est la même que la couleur rayonnée par un corps noir à une température donnée, cette température du corps noir est appelée température de couleur T de la source - température de couleur en abrégé - exprimée sur une échelle de température absolue. Pour certaines sources (principalement les lampes à décharge à gaz-avec de forts spectres de raies), la couleur de la lumière émise n'est pas exactement la même que celle du rayonnement du corps noir à n'importe quelle température (leurs coordonnées chromatiques diffèrent), donc le concept général de température de couleur ne peut pas être utilisé pour décrire leur couleur. Cependant, pour faciliter la comparaison, le concept de température de couleur corrélée a été introduit.

 

Si la couleur de la lumière émise par une source se rapproche le plus du rayonnement du corps noir à une température donnée -, c'est-à-dire que la distance de chromaticité sur le diagramme de chromaticité uniforme est la plus petite -, alors cette température du corps noir est appelée température de couleur corrélée (CCT) de la source. La température de couleur corrélée est une manière relativement grossière de décrire la couleur, mais elle exprime la couleur dans une certaine mesure.

 

Les valeurs nominales de 3 000 K, 4 000 K et 5 800 K indiquées sur les lampadaires solaires font précisément référence à la température de couleur corrélée (CCT). CCT décrit la couleur de la lumière, et non la luminosité du luminaire - deux luminaires 3 000 K peuvent différer deux fois en termes de luminosité. C’est le point le plus souvent confondu lors de la sélection des produits.

 

 

Température de couleur des lampadaires solaires : quel effet chaque gamme a-t-elle ?

La lumière blanche froide contient une plus grande proportion de bleu et la lumière blanche chaude une plus grande proportion de jaune. Deux différences principales en découlent : le pouvoir pénétrant et la manière dont l'œil perçoit la lumière.

 

Parmi les options courantes, 2 700 à 3 000 K sont jaunâtres et ressemblent beaucoup à une lampe au sodium conventionnelle. La lumière est douce et a peu d’impact sur les résidents à proximité ou sur le ciel nocturne, elle est donc largement utilisée pour les cours, les routes résidentielles et les endroits exposés au brouillard ou à la pluie. Entre 3 500 et 4 200 K, la couleur de la lumière se rapproche du clair de lune, établissant un équilibre entre clarté et confort, ce qui en fait le choix le plus courant sur les routes municipales. Au-dessus de 5000K la lumière apparaît blanche voire bleutée ; il semble le plus brillant et offre une bonne reconnaissance à longue distance-, mais c'est l'option la plus controversée sous la pluie et le brouillard, et dans les zones immédiatement adjacentes aux habitations.

 

L’œil humain perçoit la température de couleur différemment selon les niveaux d’éclairement. À l’intérieur, à un éclairement donné, une température de couleur trop élevée semble morne, froide et sombre, tandis qu’une température de couleur trop basse semble étouffante, sombre et oppressante. En extérieur, cette perception nécessite quelques corrections : la zone de confort se déplace légèrement vers des températures de couleur plus élevées.

Un autre changement est en cours. La technologie LED a continué de progresser rapidement ces dernières années, l'efficacité des puces ne cesse de s'améliorer et les économies d'énergie sont assurées. Le conflit entre efficacité et température de couleur n’est plus le principal problème d’application ; La question de savoir si la température de couleur convient à l'environnement est devenue le centre d'attention.

 

 

Comment la température de couleur affecte-t-elle l’œil humain et la sécurité ?

Commençons par le pouvoir pénétrant. La diffusion de Rayleigh explique pourquoi le ciel est bleu : l'intensité de la diffusion de Rayleigh est inversement proportionnelle à la quatrième puissance de la longueur d'onde, donc dans le spectre solaire, la lumière bleue -violette de longueur d'onde la plus courte se disperse plus fortement que la lumière rouge de longueur d'onde la plus longue -, et parmi les longueurs d'onde les plus courtes, le bleu transporte le plus d'énergie. Lorsque le ciel s'éclaircit après la pluie ou lors d'une fraîche journée d'automne (quand il y a peu de particules grossières dans l'air et que la diffusion moléculaire domine), les molécules d'air diffusent fortement la lumière par diffusion Rayleigh, la lumière bleue est diffusée dans tout le ciel et le ciel apparaît bleu.

 

En termes simples, plus la longueur d’onde est courte, plus la lumière se diffuse facilement ; plus la longueur d’onde est longue, plus elle pénètre facilement. Les PM2,5, le principal contributeur à la brume, sont constituées de nombreuses particules fines qui provoquent également la diffusion Rayleigh de la lumière. La lumière blanche froide a une forte proportion de bleu et la lumière blanche chaude une forte proportion de jaune, donc en théorie, plus la température de couleur est basse, plus le pouvoir de pénétration est fort - et dans la brume, les lampadaires LED à haute -température de couleur- pénètrent un peu moins bien.

 

 

Passons maintenant à l’éblouissement et à la dépréciation de la lumière. Il est communément admis que les lampadaires à LED traversent mal le brouillard, ne supportent pas les marquages ​​pour passages piétons, sont plus éblouissants et subissent une forte dépréciation du flux lumineux. En pratique, ce n’est pas nécessairement le cas. En examinant les performances d'éclairage des lampadaires LED 4 000 K et en comparant les lampadaires LED 3 000 K et les lampes au sodium à haute pression-, nous constatons que tant que la répartition de la lumière est correctement contrôlée, un lampadaire LED vu en vision périphérique depuis le sens de la marche n'est ni éblouissant ni ne produit un éblouissement incontrôlé, et l'éclairement sur la surface de la route est uniforme.

 

La dépréciation du lumen doit également être distinguée de son imitation. Lorsqu’on examine la dépréciation, il est important de distinguer la véritable dépréciation de la fausse dépréciation. Les données d'un certain nombre de projets de tests d'éclairage public à LED montrent que sans nettoyer les luminaires, la fausse dépréciation est considérable, tandis que la dépréciation d'un luminaire vieilli à l'intérieur est inférieure à la « dépréciation » provoquée par des lentilles souillées. En d'autres termes, une surface de route qui semble plus sombre ne subit pas nécessairement une dégradation des copeaux - dans de nombreux cas, une couche de poussière s'est simplement accumulée sur la lentille.

 

 

Quelles normes et exigences d’application s’appliquent ?

En prenant ensemble les conditions techniques, les conditions climatiques, les conditions environnementales actuelles et la perception humaine, les experts suggèrent que la température de couleur des lampadaires à LED devrait être sélectionnée dans la plage de 2 800 à 4 200 K. Cette température de couleur n'a pas beaucoup d'effet sur l'efficacité, garantit la pénétration à travers le brouillard et la brume et convient à la perception visuelle des utilisateurs en Chine.

 

Les projets formels sont également soumis à des normes et à des documents d'appel d'offres. La conception de l'éclairage routier est basée sur les normes nationales et industrielles pertinentes, et certains plans d'éclairage locaux dédiés stipulent directement des plages de température de couleur ; la sélection proprement dite doit être régie par les dispositions du code en vigueur là où se situe le projet et par les documents d'appel d'offres.

Les résultats des tests effectués par des experts sont cependant quelque peu surprenants. En théorie, la lumière jaune a une transmission plus élevée que la lumière blanche dans l'air pur, mais les tests et les analyses montrent qu'en ce qui concerne la transmission dans le contexte de l'éclairage routier pratique, la conclusion va à l'encontre d'hypothèses de longue date :

 

• Il n'y a aucune différence de transmission entre la lumière jaune (par exemple, les lampes au sodium) et la lumière blanche (par exemple, les lampes LED blanches à haute-température de couleur-) par temps clair ;
• Au moins pour le brouillard et les nuages ​​d'une certaine densité, ainsi que sous la pluie et la neige, il n'y a pas non plus de différence de transmission entre la lumière jaune et la lumière blanche ;
• En raison d'une erreur visuelle ou de la grande variété des conditions météorologiques, des exceptions occasionnelles difficiles à expliquer peuvent survenir lorsque le temps clair évolue vers un brouillard extrême, des nuages, de la pluie ou de la neige.

 

En d’autres termes, l’affirmation selon laquelle « la lumière jaune pénètre mieux dans la brume » ne tient pas bien une fois placée dans le contexte d’un éclairage pratique sur l’ensemble d’une route. Bien entendu, la transmission n’est qu’un facteur parmi d’autres. Il est encore difficile de déterminer si la lumière blanche ou jaune est meilleure pour l'éclairage routier, car trop de facteurs entrent en jeu et ils sont trop complexes - il existe toutes sortes d'influences objectives ainsi que des facteurs humains subjectifs, en particulier les différences entre un grand nombre d'individus. Il ne peut y avoir de résultat sur lequel tout le monde soit d’accord ; les opinions seront toujours différentes.

 

 

Comment la température de couleur affecte-t-elle le coût et l’autonomie d’un système solaire ?

Un lampadaire solaire diffère d'un lampadaire-alimenté sur secteur : la facture de température de couleur atterrit en fin de compte sur le panneau photovoltaïque et la batterie. La chaîne fonctionne ainsi : - la température de couleur affecte l'efficacité lumineuse de la LED (lm/W) ; l'efficacité détermine la quantité de puissance nécessaire pour atteindre un éclairement donné ; la puissance détermine la consommation d'énergie quotidienne du luminaire ; la consommation détermine à son tour la valeur nominale du panneau photovoltaïque et la capacité de la batterie ; et ceux-ci déterminent finalement le coût global, le volume et le poids, ainsi que le nombre de jours consécutifs couverts et pluvieux pendant lesquels la lumière peut continuer à fonctionner. Dans un lampadaire solaire, la température de couleur n'est donc pas simplement une question de savoir si la lumière est belle -, c'est un problème de configuration du système.

 

Heureusement, la technologie LED a progressé rapidement ces dernières années, l'efficacité des puces ne cesse de s'améliorer et les économies d'énergie sont assurées, de sorte que le conflit entre l'efficacité et la température de couleur n'est plus le principal problème d'application. L’adéquation de la température de couleur à l’environnement dans lequel la lumière est utilisée est devenue le point clé du choix.

 

Il convient également de prendre en compte à l’avance la dépréciation du flux lumineux dans le calcul. La fausse dépréciation évoquée plus haut montre qu'une véritable baisse d'éclairement provient généralement de l'accumulation de saletés sur la lentille. Si un système est configuré sur une base sans entretien à long terme--, une marge doit être laissée dans le panneau et la batterie ; sinon, l'éclairement de la route diminuera au bout de quelques années, ce qui raccourcira la durée de vie du projet.

 

Un dernier rappel : quelle que soit la température de couleur choisie, un bon contrôle de la répartition de la lumière est une condition préalable. Avec une optique appropriée, un lampadaire à LED n'est ni éblouissant ni incontrôlé, et l'éclairement sur la surface de la route est uniforme ; avec une optique médiocre, même la température de couleur la plus douce n’aidera pas.

 

Conclusion

Tout bien considéré, après des années de recherche et d’application pratique,Éclairage Yahuarecommande une température de couleur d'environ 5 800 K : elle offre une efficacité élevée tout en restant lumineuse et confortable, et les conducteurs sont mieux à même de rester alertes dans cet environnement, réduisant ainsi le nombre d'accidents ; à l’inverse, une lumière chaude à une température de couleur excessivement basse semble étouffante, faible et oppressante, et induit facilement de la fatigue. Cependant, pour des projets spécifiques tels que les zones résidentielles et les tronçons de route sujets au brouillard, nous recommandons toujours de s'adapter à la situation dans la plage générale de 2 800 à 4 200 K et de s'en remettre aux codes locaux et aux documents d'appel d'offres.