Uno degli errori più comuni nei progetti di illuminazione stradale-solare è iniziare dalla potenza della lampada. Un apparecchio da 60 W, 100 W o 150 W non indica se il sistema funzionerà bene in un particolare sito. La progettazione corretta inizia dalla strada, dai requisiti di illuminazione e dalle effettive condizioni operative. Solo dopo aver compreso questi aspetti è necessario correggere la potenza del LED, le dimensioni del fotovoltaico e la capacità della batteria.

Figura 1. La progettazione dell'illuminazione stradale- solare inizia con l'applicazione: geometria della strada, requisiti di illuminazione, disposizione dei pali e orari di funzionamento.

Questo primo approccio-al progetto è coerente anche con la ricerca recente. Uno studio del 2025 pubblicato su Cleaner Engineering and Technology ha proposto un modello completo di illuminazione pubblica- solare che considera insieme la larghezza della strada, l'illuminamento richiesto, l'irradiazione solare e le caratteristiche degli apparecchi di illuminazione, quindi ottimizza la distribuzione dei pali, l'altezza di montaggio, la capacità della batteria e l'energia fotovoltaica. Lo studio, convalidato con un caso dell'Oman, sostiene specificamente una progettazione olistica piuttosto che trattare la progettazione dell'illuminazione e il dimensionamento dell'energia rinnovabile-come due calcoli indipendenti.

1. Inizia con il progetto, non con il pannello solare

Prima di calcolare una batteria o un pannello fotovoltaico, il brief del progetto dovrebbe rispondere ad alcune domande fondamentali. Questi non sono dettagli secondari. Determinano innanzitutto il carico luminoso.

Dov'è la strada? Il paese, la città, la latitudine e il clima locale contano.

• Che tipo di strada è? Autostrada, arteria urbana, strada secondaria, strada rurale, parcheggio, percorso comunitario o pedonale?
• Quanto è larga la strada e quante corsie ci sono?
• Qual è l'altezza del palo richiesta, la disposizione di montaggio e la distanza approssimativa dei pali?
• Quale standard di illuminazione o specifica di progetto si applica?
• Quante ore deve funzionare la luce ogni notte?
• È necessaria la massima potenza per tutta la notte o è consentito un profilo di regolazione?
• Quanti giorni di autonomia sono necessari quando la produzione solare è scarsa?
• Qual è la stagione critica per il design, in particolare la stagione piovosa o nuvolosa?

2. La larghezza della strada cambia il problema dell’illuminazione

Un'autostrada e una strada rurale possono entrambe utilizzare lampioni solari a LED, ma il calcolo dell'illuminazione può essere completamente diverso. Una strada ampia potrebbe richiedere un'altezza di montaggio maggiore, una spaziatura più lunga, un'ottica diversa e una diversa disposizione dei poli. Una strada rurale stretta potrebbe necessitare di un flusso luminoso molto inferiore e di una distribuzione diversa.

Questo è il motivo per cui dire semplicemente "usa un lampione solare da 100 W" non è un vero e proprio progetto ingegneristico. Lo stesso apparecchio da 100 W può produrre risultati molto diversi a seconda dell'ottica, dell'altezza di montaggio, della distanza tra i pali, della larghezza della strada e del puntamento.

3. Impostare la classe di illuminazione e verificarla in DIALux

Per i progetti stradali che utilizzano la EN 13201 o una norma nazionale da essa derivata, il progettista identifica innanzitutto la situazione/classe di illuminazione adeguata. Le classi ME sono principalmente classi di illuminazione stradale-basate sulla luminanza-; altre classi EN 13201 utilizzano criteri di illuminamento. Questa distinzione è importante quando si imposta il calcolo in DIALux.

Le specifiche del progetto dovrebbero quindi essere il punto di partenza. DIALux viene quindi utilizzato per testare la geometria stradale reale e la fotometria degli apparecchi di illuminazione: altezza di montaggio, distanza tra i pali, larghezza della strada, numero di corsie, disposizione, ottica e orientamento. L'output può quindi essere controllato rispetto al valore medio richiesto, al valore minimo, all'uniformità e ad altri criteri applicabili.

Un'utile tabella di riferimento tratta dalla documentazione europea sull'illuminazione stradale-mostra, ad esempio, la serie EN 13201 M-che passa da M1 a M5 con diversi requisiti di luminanza. La classe esatta deve essere selezionata in base alle condizioni stradali e di traffico del progetto e allo standard nazionale/di progetto applicabile, piuttosto che scelta solo in base alla larghezza della strada. citare turn0search47

Figura 2. Flusso di lavoro illustrativo in stile DIALux-: definire la strada e la classe di illuminazione, testare il layout, quindi utilizzare i requisiti risultanti degli apparecchi di illuminazione per il dimensionamento energetico.

4. Il risultato DIALux ti dice cosa deve fornire la lampada

Una volta che il modello stradale è corretto, la simulazione dell’illuminazione risponde alla domanda successiva: quanta luce è effettivamente necessaria per ciascun palo?

• Flusso luminoso dell'apparecchio e distribuzione fotometrica
• Numero di apparecchi e interdistanza tra i pali
• Altezza di montaggio e geometria del braccio
• Valori di illuminamento medi e minimi
• Uniformità
• Potenziale abbagliamento o altri requisiti-specifici del progetto

Questo è il punto in cui inizia la progettazione elettrica e solare. La potenza del LED non viene selezionata in modo isolato. Viene scelto perché un particolare apparecchio, con un particolare file ottico e fotometrico, può soddisfare il target illuminotecnico all'interdistanza e all'altezza proposta.

5. Convertire il fabbisogno di illuminazione in consumo energetico notturno

Dopo aver corretto il layout di illuminazione, calcolare il profilo operativo effettivo. Se un apparecchio da 100 W funziona a piena potenza per 12 ore, il semplice fabbisogno energetico del LED è di 1.200 Wh per notte. Se il controller consente l'attenuazione programmata, il calcolo dovrebbe seguire il profilo reale invece di moltiplicare semplicemente la potenza nominale per 12 ore.

Per un profilo a gradini, ad esempio 100 W per 5 ore, 60 W per 4 ore e 30 W per 3 ore:

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

Quindi aggiungere il relativo controller, comunicazione o consumo ausiliario e applicare perdite di sistema realistiche. L'energia di progetto finale è l'energia che la batteria e il sistema fotovoltaico devono effettivamente supportare, non solo la potenza nominale del LED.

6. Dimensionamento delle batterie: iniziare dall'autonomia

Il dimensionamento della batteria risponde a una domanda diversa rispetto al dimensionamento del fotovoltaico: quanta energia immagazzinata è necessaria per mantenere la luce in funzione quando il sole non fornisce energia sufficiente?

Una pratica equazione di primo-passaggio è:

Energia nominale della batteria (Wh) ≈ E_giornaliero × N_autonomia ÷ (DoD × η_batteria × η_percorso_scarica)

Dove E_daily è l'energia notturna richiesta, N_autonomia è il numero di giorni richiesti, DoD è la profondità di scarica consentita e i termini di efficienza tengono conto delle perdite della batteria e a valle. Il modello esatto dovrebbe seguire i dati del produttore della batteria e le specifiche del progetto.

Per un sistema a 24 V, il valore nominale Ah può quindi essere stimato come:

Capacità della batteria (Ah)=Energia della batteria (Wh) ÷ 24 V

Dovrebbero essere presi in considerazione anche la temperatura della batteria, l'invecchiamento, la capacità utilizzabile, i limiti di carica/scarica e le prestazioni di fine--vita utile richieste. Una batteria che sembra sufficiente quando è nuova potrebbe non fornire la stessa energia utilizzabile dopo anni di utilizzo.

Una recente ricerca sull'illuminazione stradale solare off-griglia evidenzia anche l'invecchiamento della batteria e l'incertezza nella resistenza alle scariche notturne come importanti problemi di affidabilità. Uno studio del 2026 pubblicato su Sustainable Energy Technologies and Assessments tratta il rischio di blackout e il funzionamento limitato dalla batteria-come problemi di progettazione fondamentali piuttosto che come casi limite. citare turn1search1

7. Dimensionamento del fotovoltaico: la stagione delle piogge conta più della media annuale

È qui che molti progetti di lampioni-solari falliscono. Il soleggiamento medio annuale può sembrare eccellente mentre il sistema fatica ancora durante la stagione delle piogge.

Il campo fotovoltaico deve sostituire l'energia consumata durante la notte e recuperare la batteria. Un'equazione di primo-passaggio semplificata è:

Potenza fotovoltaica (Wp) ≈ E_giornaliera ÷ (H_design × η_PV/impianto)

H_design è le ore di sole-effettive del-mese di progettazione (o le ore di-sole-di punta) nel sito effettivo e nell'orientamento dell'array. η_PV/sistema rappresenta i fattori combinati di declassamento e conversione utilizzati dal calcolo del progetto.

La parola importante è design. Per un lampione affidabile e autonomo, non utilizzare automaticamente la media annuale. Utilizzare un mese o una stagione conservativi che riflettano il periodo in cui la generazione solare è più debole e la domanda di illuminazione è ancora presente.

Figura 3. I dati sulle risorse solari-dovrebbero essere rivisti mese per mese. La stagione delle piogge può diventare la condizione limitante per il dimensionamento del fotovoltaico.

PVGIS è un'utile risorsa indipendente per questo passaggio. Il Centro comune di ricerca della Commissione europea afferma che PVGIS fornisce dati sulle prestazioni-della radiazione solare e del fotovoltaico-per quasi tutte le località del mondo, con risultati mensili, giornalieri e orari. I suoi strumenti off-grid tengono conto anche della capacità della batteria e dei limiti di scarica. citare turn0search turn0search7

PVGIS rileva inoltre che la reale produzione fotovoltaica è influenzata dall'irraggiamento, dalla temperatura del modulo, dall'angolo di incidenza e da altre perdite. In altre parole, la classificazione STC di un pannello non è la stessa cosa della sua produzione giornaliera di energia sul campo. citare turn0search2 turn0search4

8. Le ore di sole effettive non sono semplicemente “ore di luce diurna”

Uno dei termini più importanti in un calcolo solare sono le ore solari effettive. È un modo per esprimere l'irradiazione solare disponibile come numero equivalente di ore a 1.000 W/m². Non è la stessa cosa che dire che il sole è visibile per così tante ore.

Questa distinzione diventa particolarmente importante nei climi tropicali e monsonici. Un luogo può avere lunghe ore di luce diurna, ma nubi pesanti, pioggia ed elevata umidità possono ridurre l'energia solare che raggiunge il pannello. Per un progetto in un clima di questo tipo, la risorsa solare della stagione delle piogge-può controllare le dimensioni del fotovoltaico.

• Utilizza dati solari satellitari/rianalisi specifici del sito- attendibili.
• Controllare i valori mensili anziché solo quelli annuali.
• Identifica i mesi-solari più bassi o la stagione delle piogge.
• Tenere conto delle perdite di temperatura, sporco, orientamento, cablaggio, controller e carica della batteria.
• Verificare se l'area fotovoltaica selezionata è fisicamente possibile sul palo e sulla struttura dell'apparecchio.

9. Esempio 1-nel mondo reale: progetto di un'autostrada

Consideriamo un progetto autostradale illustrativo in cui il cliente richiede un profilo di illuminazione notturna continua. Supponiamo che il modello DIALux, basato sulla geometria stradale approvata, sulla disposizione dei poli e sul file fotometrico, porti ad un apparecchio LED da 150 W alla distanza selezionata. Si supponga 12 ore di funzionamento a notte.

Energia LED notturna=150 W × 12 h=1,800 Wh/giorno.

Se il progetto prevede due giorni di autonomia, la batteria deve immagazzinare sostanzialmente più di 3,6 kWh nominali perché è necessario considerare la capacità utilizzabile, i limiti di scarica e le perdite. Allo stesso modo, l’array fotovoltaico deve generare energia sufficiente durante il mese solare di progettazione sia per servire il carico giornaliero che per recuperare la batteria.

Il punto chiave è che il fotovoltaico e la batteria sono conseguenze del fabbisogno di illuminazione. Se l’autostrada richiede un’illuminazione continua, ridurre la potenza della lampada solo per installare un piccolo pannello solare non è un valido sostituto per soddisfare i requisiti di illuminazione, a meno che le specifiche del progetto non consentano esplicitamente l’attenuazione.

10. Esempio 2 del mondo reale-: arteria urbana

Consideriamo ora un'arteria stradale cittadina. La strada può essere più stretta di un'autostrada, ma il traffico è frequente e gli standard di illuminazione possono essere comunque impegnativi. Il modello DIALux può dimostrare che un'ottica, un'altezza di montaggio o una distanza tra i poli diversa consentono a un apparecchio da 100 W di raggiungere l'obiettivo del progetto.

Esempio di energia LED notturna=100 W × 12 h=1,200 Wh/giorno.

A parità di requisiti di autonomia, questo sistema necessita di meno energia immagazzinata rispetto all’esempio dell’autostrada. Ma la dimensione finale del fotovoltaico dipende ancora in larga misura dalla risorsa solare del mese di progettazione locale. Un carico notturno di 1,2 kWh in una città costiera nuvolosa può richiedere un campo fotovoltaico più grande rispetto allo stesso carico in una posizione molto più soleggiata.

11. Esempio 3-nel mondo reale: strada rurale

Una strada rurale può avere un fabbisogno di illuminazione molto inferiore. Supponiamo che DIALux mostri che un apparecchio da 40 W con l'interasse tra i poli selezionato soddisfa i requisiti di progetto applicabili, con 11 ore di funzionamento.

Energia LED notturna=40 W × 11 h=440 Wh/giorno.

Si tratta di meno di un quarto del carico LED di 1,8 kWh/giorno dell'esempio autostradale. Il fotovoltaico e la batteria possono quindi essere molto più piccoli, a condizione che la risorsa solare locale e l’autonomia richiesta supportino la progettazione.

Questo è anche il caso in cui il rilevamento del movimento o l'oscuramento programmato possono avere senso dal punto di vista ingegneristico se il progetto lo consente. La strategia di controllo modifica il profilo energetico, che a sua volta modifica la batteria richiesta e la capacità fotovoltaica.

Figura 4. La catena di progettazione completa: requisiti del progetto → standard di illuminazione → DIALux → potenza dell'apparecchio e profilo di funzionamento → energia giornaliera → autonomia della batteria → dimensionamento del fotovoltaico.

12. Perché la stessa lampada può richiedere pannelli solari-di dimensioni diverse in paesi diversi

Immagina lo stesso lampione solare da 100 W installato in due paesi. I requisiti di illuminazione e le ore di funzionamento sono identici. Anche l'autonomia della batteria è identica. Tuttavia, la dimensione FV consigliata potrebbe essere molto diversa.

Il motivo è la risorsa solare. Se le ore solari effettive del mese di progettazione- sono 5 ore al giorno in un luogo e solo 3 ore al giorno durante la stagione critica delle piogge in un altro, il secondo sito necessita di una capacità fotovoltaica sostanzialmente maggiore per raccogliere la stessa energia giornaliera.

Confronto illustrativo:1.200 Wh/giorno ÷ (5 h × 0,75) ≈ 320 Wp; a 3 h × 0,75 lo stesso carico necessita di ≈ 533 Wp. Questi numeri sono solo esempi; un progetto reale deve utilizzare dati solari-specifici del sito e il modello di perdita effettivo del sistema.

Questo è il motivo per cui indicare un rapporto fisso tra potenza fotovoltaica-e-lampada per ogni paese è una cattiva tecnica. Il rapporto potrebbe funzionare in un luogo e fallire in un altro.

13. Che dire dei giorni di pioggia dopo diversi giorni nuvolosi?

È qui che l’autonomia della batteria e il dimensionamento del fotovoltaico lavorano insieme. Una batteria fornisce la riserva di energia a breve-termine; l'array fotovoltaico determina la rapidità con cui la riserva può essere ripristinata.

• La batteria risponde: per quanto tempo può continuare a funzionare il sistema quando la produzione solare è scarsa?
• Il fotovoltaico risponde: quanta energia può recuperare il sistema durante la luce solare disponibile?
• Risposte dei dati solari del mese di progettazione-: quanto sarà difficile il periodo di recupero?
• L'autonomia risponde: quanta memoria è necessaria prima che il sistema raggiunga uno stato di carica basso inaccettabile?

Per i progetti in climi con forti piogge-stagionali, è spesso utile eseguire un bilancio energetico mese-per-mese anziché fare affidamento su una media annuale. Un foglio di calcolo o una simulazione possono monitorare lo stato di carica della batteria nel corso dell’anno e rivelare se il sistema proposto si ripristina dopo periodi nuvolosi.

14. Suntisolar: la selezione del prodotto dovrebbe seguire la concezione del progetto

L'attuale portfolio di lampioni solari-di Suntisolar include diverse gamme e configurazioni di output, tra cui Z88 150 W, Z88 120 W, Z88 100 W, serie Z58, serie Z66 e altri modelli di lampioni-solari. citaturn0search0

Queste famiglie di prodotti dovrebbero essere trattate come punti di partenza per la selezione del progetto, non come pacchetti fissi automaticamente adatti ad ogni strada. Per un'autostrada, un'arteria urbana o una strada rurale, il modello corretto e la configurazione fotovoltaica/batteria devono essere verificati rispetto al calcolo dell'illuminazione approvato, al programma operativo, alla risorsa solare locale e ai requisiti di autonomia.

Ciò è particolarmente importante per i progetti governativi e infrastrutturali. Un progetto tecnicamente difendibile può mostrare la catena che va dal fabbisogno di illuminazione del cliente al risultato DIALux, quindi dalla domanda di energia risultante al calcolo del fotovoltaico e della batteria.

15. Una lista di controllo pratica prima di finalizzare il progetto di un'illuminazione stradale solare-

• Conferma la classificazione della strada, la larghezza, le corsie e le condizioni del traffico.
• Conferma lo standard di illuminazione applicabile e la classe-richiesta del progetto.
• Costruisci la geometria stradale reale in DIALux.
• Utilizzare il file fotometrico IES/LDT corretto per l'apparecchio proposto.
• Verificare i valori medi/minimi e l'uniformità richiesta dal progetto.
• Confermare la potenza effettiva del LED e il programma operativo.
• Calcolare il consumo energetico giornaliero, compresi i carichi ausiliari e le perdite rilevanti.
• Impostare i giorni di autonomia richiesti.
• Seleziona la chimica della batteria e la DoD utilizzabile in base ai dati del produttore.
• Controlla l'irradiazione solare mensile e identifica la stagione critica delle piogge/nuvolose.
• Utilizza le ore solari effettive del mese di progettazione-per il calcolo del primo passaggio-del PV.
• Controlla il bilancio energetico/batteria mese-per-mese per progetti importanti.
• Controllare le dimensioni, il peso, il carico del vento e l'area di montaggio disponibile del pannello.
• Controlla la temperatura, l'invecchiamento e i presupposti-di-fine vita della batteria.
• Solo allora finalizzare il modello del prodotto e il preventivo.

Conclusione: dimensionare prima l'illuminazione, poi dimensionare il sistema solare

Il dimensionamento dell'illuminazione stradale- solare non è in realtà una questione di "Quanti watt di pannello solare mi servono per una lampada da 100 W?" La domanda migliore è: "A cosa serve la luce per questo progetto e quale risorsa solare è disponibile in questa località?"

La sequenza corretta è semplice:

• Definire i requisiti stradali e di progetto.
• Selezionare lo standard/classe di illuminazione applicabile.
• Utilizzare DIALux per determinare le prestazioni fotometriche e il layout richiesti.
• Determinare la potenza effettiva del LED e il profilo operativo notturno.
• Calcolare il consumo energetico giornaliero.
• Dimensionare la batteria in base all'autonomia richiesta e alla capacità utilizzabile.
• Controlla la risorsa solare locale, in particolare il mese di progettazione della-stagione delle piogge.
• Dimensionare l'array fotovoltaico per sostituire l'energia in tali condizioni.
• Esegui un controllo completo del bilancio energetico-prima di finalizzare il sistema.

Quando si segue questo processo, il pannello solare e la batteria non sono più stimati in base alla potenza della lampada. Diventano il risultato del progetto stesso. Questo è l'approccio necessario quando si prevede che un sistema di illuminazione stradale solare-funzioni in modo affidabile per anni invece di apparire semplicemente corretto su un foglio di preventivo.

Riferimenti

1. Rabaza Castillo, O., Pérez-Ocón, FA, Aznar-Dols, F., & Gómez-Lorente, D. (2025). Sviluppo di un modello completo per la progettazione di sistemi di illuminazione pubblica solare fotovoltaica in aree rurali e urbane. Cleaner Engineering and Technology, 27, 101012. DOI: 10.1016/j.clet.2025.101012.

2. Chouikh, S., Elmitwally, N., & Saeed, F. (2026). Affidabilità energetica e analisi di fattibilità per l'illuminazione stradale solare-fuori rete-vincolata dalla batteria: un quadro di controllo dell'attenuazione-consapevole dell'incertezza. Tecnologie e valutazioni sull'energia sostenibile, 93, 105315. DOI: 10.1016/j.seta.2026.105315.

3. Almeida, RH, Carrêlo, IB e Maia Alves, J. (2019). Lampione stradale solare intelligente e autonomo. Lavoro di ricerca che descrive il rilevamento della luce diurna/presenza e il suo effetto sul dimensionamento del sistema.

4. Centro comune di ricerca, Commissione europea. Manuale utente PVGIS 5 e origini dati/metodi di calcolo PVGIS.

5. Quadro per illuminazione stradale EN 13201; i requisiti nazionali e delle autorità specifici del progetto-devono essere verificati prima della progettazione finale.

6. Suntisolar. Portafoglio di prodotti Solar Street Light, comprese le famiglie di prodotti Z88 e Z58/Z66.