Design of  stand-alone outdoor lighting : An exterior design concept of a LED unit where the  electricity is generated using photo voltaic

Abstract

Uppdragsgivaren Su-Ping Chen Burman har med sitt företag SC Burman utvecklat en fristående enhet för offentlig utomhusbelysning som i linje med hållbar utveckling är självförsörjande och på så vis fungerar utan kontakt med befintligt elnät. Konceptet hade designats helt utifrån tekniska förutsättningar och därför efterfrågades en ny gestaltning för att passa in i fler miljöer med andra krav på en utvecklad estetisk design med ett nytt helhetsintryck. Uppdraget formulerades så att ett exteriört designkoncept skulle skapas med stora friheter och helst utan tanke på originallösningens utseende. En kravspecifikation gjordes på produkten utifrån fyra huvudkomponenter; solcellsmodul, LED-armatur, hållare (stolpe) och batteri. Dessa valdes vid en tidig komponentanalys av belysningslösningen och vid ytterligare en analys bestämdes komponenterna solcellsmodul, hållare (stolpe) och LED-armatur till definierande komponenter för gestalten. De tre arbetades därför i huvudsak med under skapandeprocessen. Då produkten är självförsörjande med hjälp av solenergi har den koppling till design med hållbar utveckling. Detta motiverade till en teoretisk del i arbetet, innehållandes en överskådlig livscykelanalys av de gestaltade huvudkomponenterna, samt en teknisk beskrivning av solcellsmoduler och LED-armatur. De olika aktiviteterna i projektet har varit planering, förstudie, konceptgenerering, konceptval och utveckling av koncept. Utvärderingar och val av koncept genom processen gjordes i samråd med uppdragsgivare, handledare, innovationsrådgivare och potentiell slutkund. Konceptgenereringen bestod av en parallell process av idégenerering och framtagning av koncept. Konceptgenerering och konceptval utfördes i två faser, varav den första resulterade i ett bestämt tema för konceptet vilket var formgivning med inspiration av ett klassiskt parasoll. Temat togs med i den andra fasen av konceptgenerering, vilken resulterade i ett val av slutkoncept. Det stod dock mellan två konceptförslag, därför valdes ett mera organiskt koncept att modelleras i CAD och 3D-printas. Därefter lämnades ett besked från uppdragsgivaren att det andra konceptet, vilket var mera geometrisk till formen önskades som slutligt koncept. Konceptet som namngivits till koncept 8.a Geometriskt modellerades i CAD och 3D-printades i skala 1:15, samt renderades. 3D-printning gjordes för en fysisk uppskattning av konceptet, medan renderingen visade hur konceptet kan komma att se ut med tänkta material. I tillägg gavs även en bild av hur proportionerna, dimensioner och storlek, kan se ut i förhållande till användare. Den 3D-printade modellen visades på en utställning som gjordes i samband med presentationer av samtliga examensarbeten från högskoleingenjörsutbildningen i innovationsteknik och design vid Karlstad universitet år 2015.Su-Ping Chen Burman has with her company SC Burman developed a standalone unit for public outdoor lighting. It is in line with sustainable development since it is self-sufficient and works without contact with the existing power grid. The design of the standalone unit had been entirely based on the technical prerequisites and the form came secondary. Therefore a new aesthetic design was requested. The request was for an aesthetic design that would fit into public places like playgrounds and outdoor gyms. The mission was to create an exterior design concept without any concern for the original solution’s appearance. A primary requirements specification was made for the product and the specification was based on four main components; solar cell module, LED luminaire, holder (s) and battery. To identify components defining the concept design of the lighting solution a second analysis was made. Solar cell module, LED luminaire and holder(s) were the ones chosen and the three components were therefore essential during the creation process. When the device is self-powered using solar energy it has a link to design with sustainable development. This motivated the theoretical part of the work; a foreseeable life cycle analysis of the components defining the concept design, as well as a technical description of the solar cells and LED luminaire. The main activities of the product development were project planning, feasibility study and the parallel process of generating, developing and evaluating ideas and concepts. Evaluation and selection of the concept through the process was done in consultation with clients, supervisor, innovation advisor and a potential end-customer. The process of generating and selecting concepts for development was carried out in two phases. The first phase defined a certain theme for the aesthetic design of the concept - a classic parasol. The second phase of the creation process was creating with inspiration from this theme. The result of the second phase led to an election mainly between two concepts, where one was to be developed as the final exterior concept for the lighting solution. One of the concepts, an organic one was therefore modelled in 3D-CAD and 3D-printed. Subsequently Burman desired the other alternative, a concept geometrical in form, as the final one. The concept named concept 8.a Geometrical was modeled in CAD, 3D-printed in a scale 1:15 and rendered. The 3D-printing gave a physical appreciation of the concept, while rendering showed how the concept could look like with supposed material. In addition the rendered pictures gave an appreciation of proportions, dimensions and size in relation to users. The end result of the project was shown at an exhibition for Bachelor of Science in Innovation and Design and at Karlstad University in spring 2015