Глубокое погружение в сегмент светодиодного освещения показывает, что его растущее проникновение выходит за рамки внутреннего применения, например, в домах и зданиях, и расширяется до наружного и специализированного освещения. Среди них светодиодное уличное освещение выделяется как типичное применение, демонстрирующее высокие темпы роста.
Неотъемлемые преимущества светодиодного уличного освещения
В традиционных уличных фонарях обычно используются натриевые (HPS) или ртутные лампы (MH) высокого давления, которые являются отработанными технологиями. Однако по сравнению с ними светодиодное освещение имеет ряд преимуществ:
Экологически чистый
В отличие от HPS и ртутных ламп, которые содержат токсичные вещества, такие как ртуть, требующие специальной утилизации, светодиодные светильники более безопасны и экологичны и не представляют такой опасности.
Высокая управляемость
Светодиодные уличные фонари работают посредством преобразования переменного/постоянного и постоянного/постоянного тока для обеспечения необходимого напряжения и тока. Хотя это увеличивает сложность схемы, оно обеспечивает превосходную управляемость, позволяя быстро включать и выключать, регулировать яркость и точную регулировку цветовой температуры — ключевые факторы для внедрения автоматизированных интеллектуальных систем освещения. Поэтому светодиодные уличные фонари незаменимы в проектах умного города.
Низкое энергопотребление
Исследования показывают, что уличное освещение обычно составляет около 30% муниципального энергетического бюджета города. Низкое энергопотребление светодиодного освещения позволяет существенно сократить эти существенные затраты. Подсчитано, что глобальное внедрение светодиодных уличных фонарей может сократить выбросы CO₂ на миллионы тонн.
Отличная направленность
Традиционным источникам дорожного освещения не хватает направленности, что часто приводит к недостаточному освещению в ключевых областях и нежелательному световому загрязнению в нецелевых областях. Светодиодные светильники с их превосходной направленностью решают эту проблему, освещая определенные пространства, не затрагивая прилегающие территории.
Высокая светоотдача
По сравнению с лампами HPS или ртутными лампами, светодиоды обеспечивают более высокую светоотдачу, то есть больше люменов на единицу мощности. Кроме того, светодиоды излучают значительно меньше инфракрасного (ИК) и ультрафиолетового (УФ) излучения, что приводит к меньшему отходу тепла и снижению тепловой нагрузки на светильник.
Увеличенный срок службы
Светодиоды известны своей высокой рабочей температурой перехода и длительным сроком службы. В уличном освещении светодиодные матрицы могут прослужить до 50 000 часов и более — в 2–4 раза дольше, чем лампы HPS или MH. Это снижает необходимость частой замены, что приводит к значительной экономии затрат на материалы и техническое обслуживание.
Две основные тенденции в светодиодном уличном освещении
Учитывая эти существенные преимущества, широкомасштабное внедрение светодиодного освещения в городское уличное освещение стало явной тенденцией. Однако эта технологическая модернизация представляет собой нечто большее, чем просто «замену» традиционного осветительного оборудования — это системная трансформация, имеющая две примечательные тенденции:
Тренд 1: Умное освещение
Как упоминалось ранее, высокая управляемость светодиодов позволяет создавать автоматизированные интеллектуальные системы уличного освещения. Эти системы могут автоматически регулировать освещение на основе данных об окружающей среде (например, окружающего освещения, активности человека) без ручного вмешательства, что дает значительные преимущества. Кроме того, уличные фонари, как часть сетей городской инфраструктуры, могут превратиться в интеллектуальные периферийные узлы Интернета вещей, включающие в себя такие функции, как мониторинг погоды и качества воздуха, чтобы играть более заметную роль в умных городах.
Однако эта тенденция также ставит новые проблемы при проектировании светодиодных уличных фонарей, требуя интеграции функций освещения, электропитания, измерения, управления и связи в ограниченном физическом пространстве. Стандартизация становится необходимой для решения этих проблем, отмечая вторую ключевую тенденцию.
Тенденция 2: Стандартизация
Стандартизация облегчает интеграцию различных технических компонентов со светодиодными уличными фонарями, что значительно повышает масштабируемость системы. Такое взаимодействие между интеллектуальными функциями и стандартизацией стимулирует непрерывную эволюцию технологий и приложений светодиодных уличных фонарей.
Эволюция архитектуры светодиодных уличных фонарей
ANSI C136.10 3-контактная архитектура фотоуправления без регулировки яркости
Стандарт ANSI C136.10 поддерживает только архитектуры управления без регулировки яркости с 3-контактными фотоэлементами управления. По мере распространения светодиодной технологии возрастала потребность в более высокой эффективности и функциях регулировки яркости, что вызывало необходимость в новых стандартах и архитектурах, таких как ANSI C136.41.
ANSI C136.41 Архитектура фотоуправления с регулируемой яркостью
Эта архитектура основана на 3-контактном соединении путем добавления клемм вывода сигнала. Он обеспечивает интеграцию источников электропитания с системами фотоуправления ANSI C136.41 и подключает переключатели питания к драйверам светодиодов, поддерживая управление и регулировку светодиодов. Этот стандарт обратно совместим с традиционными системами и поддерживает беспроводную связь, обеспечивая экономичное решение для интеллектуальных уличных фонарей.
Однако ANSI C136.41 имеет ограничения, например отсутствие поддержки входных сигналов датчика. Чтобы решить эту проблему, глобальный альянс индустрии освещения Zhaga представил стандарт Zhaga Book 18, включающий протокол DALI-2 D4i для проектирования коммуникационных шин, решения проблем с проводкой и упрощения системной интеграции.
Zhaga Book 18 Двухузловая архитектура
В отличие от ANSI C136.41, стандарт Zhaga отделяет блок питания (БП) от модуля фотоуправления, позволяя ему быть частью светодиодного драйвера или отдельным компонентом. Эта архитектура позволяет создать двухузловую систему, в которой один узел подключается вверх для фотоконтроля и связи, а другой — вниз для датчиков, образуя полноценную интеллектуальную систему уличного освещения.
Гибридная двухузловая архитектура Zhaga/ANSI
Недавно появилась гибридная архитектура, сочетающая в себе сильные стороны ANSI C136.41 и Zhaga-D4i. Он использует 7-контактный интерфейс ANSI для восходящих узлов и соединения Zhaga Book 18 для нисходящих узлов датчиков, что упрощает проводку и использует оба стандарта.
Заключение
По мере развития архитектуры светодиодных уличных фонарей разработчики сталкиваются с более широким спектром технических возможностей. Стандартизация обеспечивает плавную интеграцию компонентов, соответствующих стандартам ANSI или Zhaga, обеспечивая плавную модернизацию и облегчая переход к более интеллектуальным светодиодным системам уличного освещения.
Время публикации: 20 декабря 2024 г.