Дълбокото гмуркане в сегмента на LED осветлението разкрива нарастващото му навлизане отвъд вътрешните приложения като домове и сгради, разширявайки се във външни и специализирани сценарии за осветление. Сред тях LED уличното осветление се откроява като типично приложение, показващо силен импулс на растеж.
Присъщи предимства на LED уличното осветление
Традиционните улични лампи обикновено използват натриеви лампи с високо налягане (HPS) или живачни пари (MH), които са зрели технологии. Въпреки това, в сравнение с тях, LED осветлението има много присъщи предимства:
Екологично чист
За разлика от HPS и живачните лампи, които съдържат токсични вещества като живак, изискващи специално изхвърляне, LED осветителните тела са по-безопасни и по-екологични и не представляват такива опасности.
Висока управляемост
LED уличните лампи работят чрез AC/DC и DC/DC преобразуване на мощността, за да доставят необходимото напрежение и ток. Въпреки че това увеличава сложността на веригата, предлага превъзходна управляемост, позволяваща бързо включване/изключване, затъмняване и прецизни настройки на цветовата температура – ключови фактори за внедряване на автоматизирани интелигентни системи за осветление. Следователно LED уличните светлини са незаменими в интелигентните градски проекти.
Ниска консумация на енергия
Проучванията показват, че уличното осветление обикновено представлява около 30% от общинския енергиен бюджет на града. Ниската консумация на енергия на LED осветлението може значително да намали този значителен разход. Изчислено е, че глобалното приемане на LED улично осветление може да намали емисиите на CO₂ с милиони тонове.
Отлична насоченост
Традиционните източници на пътно осветление нямат насоченост, което често води до недостатъчно осветление в ключови зони и нежелано светлинно замърсяване в нецелевите зони. LED светлините, с тяхната превъзходна насоченост, преодоляват този проблем, като осветяват определени пространства, без да засягат околните зони.
Висока светлинна ефективност
В сравнение с HPS или лампите с живачни пари, светодиодите предлагат по-висока светлинна ефективност, което означава повече лумени на единица мощност. В допълнение, светодиодите излъчват значително по-ниско инфрачервено (IR) и ултравиолетово (UV) лъчение, което води до по-малко отпадъчна топлина и намален термичен стрес върху осветителното тяло.
Удължен живот
Светодиодите са известни със своите високи работни температури на кръстовището и дълъг живот. При уличното осветление LED матриците могат да издържат до 50 000 часа или повече — 2-4 пъти по-дълго от HPS или MH лампите. Това намалява необходимостта от чести смени, което води до значителни спестявания на материали и разходи за поддръжка.
Две основни тенденции в LED уличното осветление
Предвид тези значителни предимства, широкомащабното внедряване на LED осветление в градското улично осветление се превърна в ясна тенденция. Това технологично надграждане обаче представлява нещо повече от проста „замяна“ на традиционното осветително оборудване – това е системна трансформация с две забележителни тенденции:
Тенденция 1: Интелигентно осветление
Както бе споменато по-горе, силната управляемост на светодиодите позволява създаването на автоматизирани интелигентни системи за улично осветление. Тези системи могат автоматично да регулират осветлението въз основа на данни за околната среда (напр. околна светлина, човешка дейност) без ръчна намеса, като предлагат значителни предимства. Освен това уличното осветление, като част от градските инфраструктурни мрежи, може да се развие в интелигентни периферни възли на IoT, включващи функции като наблюдение на времето и качеството на въздуха, за да играе по-важна роля в интелигентните градове.
Въпреки това, тази тенденция поставя и нови предизвикателства за дизайна на LED уличното осветление, изисквайки интегриране на осветление, захранване, сензорни, контролни и комуникационни функции в рамките на ограничено физическо пространство. Стандартизацията става важна за справяне с тези предизвикателства, отбелязвайки втората ключова тенденция.
Тенденция 2: Стандартизация
Стандартизацията улеснява безпроблемното интегриране на различни технически компоненти с LED улични светлини, което значително подобрява мащабируемостта на системата. Това взаимодействие между интелигентната функционалност и стандартизацията движи непрекъснатата еволюция на технологията и приложенията на LED уличното осветление.
Еволюция на LED архитектурите за улично осветление
ANSI C136.10 недимируема 3-пинова фотоконтролна архитектура
Стандартът ANSI C136.10 поддържа само контролни архитектури без димиране с 3-щифтови фотоконтроли. Тъй като LED технологията стана преобладаваща, по-висока ефективност и димируеми функционалности бяха все по-търсени, което наложи нови стандарти и архитектури, като ANSI C136.41.
ANSI C136.41 Димируема фотоконтролна архитектура
Тази архитектура се основава на 3-пиновата връзка чрез добавяне на изходни клеми за сигнал. Той позволява интегриране на източници на електрическа мрежа със системи за фотоконтрол ANSI C136.41 и свързва захранващи превключватели към LED драйвери, поддържайки LED контрол и настройка. Този стандарт е обратно съвместим с традиционните системи и поддържа безжична комуникация, осигурявайки рентабилно решение за интелигентно улично осветление.
Въпреки това, ANSI C136.41 има ограничения, като например липса на поддръжка за сензорен вход. За да се справи с това, глобалният алианс на осветителната индустрия Zhaga въведе стандарта Zhaga Book 18, включващ протокола DALI-2 D4i за проектиране на комуникационна шина, решаване на предизвикателствата с окабеляването и опростяване на системната интеграция.
Zhaga Книга 18 Архитектура с двоен възел
За разлика от ANSI C136.41, стандартът Zhaga отделя захранващия блок (PSU) от фотоконтролния модул, което му позволява да бъде част от LED драйвера или отделен компонент. Тази архитектура позволява система с двоен възел, където единият възел се свързва нагоре за фотоконтрол и комуникация, а другият се свързва надолу за сензори, образувайки цялостна интелигентна система за улично осветление.
Zhaga/ANSI хибридна архитектура с двоен възел
Наскоро се появи хибридна архитектура, съчетаваща силните страни на ANSI C136.41 и Zhaga-D4i. Той използва 7-пинов ANSI интерфейс за възходящи възли и Zhaga Book 18 връзки за низходящи сензорни възли, опростявайки окабеляването и използвайки двата стандарта.
Заключение
С развитието на архитектурите на LED уличното осветление разработчиците са изправени пред по-широк набор от технически възможности. Стандартизацията осигурява плавно интегриране на компоненти, съвместими с ANSI или Zhaga, позволявайки безпроблемни надстройки и улеснявайки пътуването към по-интелигентни LED системи за улично осветление.
Време на публикуване: 20 декември 2024 г