Việc đi sâu vào phân khúc chiếu sáng LED cho thấy sự thâm nhập ngày càng tăng của nó vượt ra ngoài các ứng dụng trong nhà như nhà ở và tòa nhà, mở rộng sang các kịch bản chiếu sáng ngoài trời và chuyên dụng. Trong số này, đèn đường LED nổi bật là ứng dụng điển hình cho thấy đà tăng trưởng mạnh mẽ.
Ưu điểm vốn có của đèn đường LED
Đèn đường truyền thống thường sử dụng đèn natri cao áp (HPS) hoặc đèn hơi thủy ngân (MH), là những công nghệ hoàn thiện. Tuy nhiên, so với những điều này, đèn LED tự hào có nhiều ưu điểm vốn có:
Thân thiện với môi trường
Không giống như đèn hơi HPS và thủy ngân có chứa các chất độc hại như thủy ngân cần được xử lý chuyên dụng, đèn LED an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn, không gây ra những mối nguy hiểm như vậy.
Khả năng kiểm soát cao
Đèn đường LED hoạt động thông qua bộ chuyển đổi nguồn AC/DC và DC/DC để cung cấp điện áp và dòng điện cần thiết. Mặc dù điều này làm tăng độ phức tạp của mạch nhưng nó mang lại khả năng điều khiển vượt trội, cho phép bật/tắt nhanh, điều chỉnh độ sáng và điều chỉnh nhiệt độ màu chính xác—những yếu tố then chốt để triển khai hệ thống chiếu sáng thông minh tự động. Vì vậy, đèn đường LED là không thể thiếu trong các dự án thành phố thông minh.
Tiêu thụ năng lượng thấp
Các nghiên cứu cho thấy chiếu sáng đường phố thường chiếm khoảng 30% ngân sách năng lượng của thành phố. Việc tiêu thụ năng lượng thấp của đèn LED có thể làm giảm đáng kể chi phí đáng kể này. Người ta ước tính rằng việc áp dụng đèn đường LED trên toàn cầu có thể làm giảm lượng khí thải CO₂ hàng triệu tấn.
Tính định hướng xuất sắc
Các nguồn chiếu sáng đường truyền thống thiếu tính định hướng, thường dẫn đến thiếu ánh sáng ở những khu vực quan trọng và ô nhiễm ánh sáng không mong muốn ở những khu vực không phải mục tiêu. Đèn LED, với khả năng định hướng vượt trội, khắc phục vấn đề này bằng cách chiếu sáng các không gian xác định mà không ảnh hưởng đến các khu vực xung quanh.
Hiệu suất phát sáng cao
So với đèn HPS hoặc đèn hơi thủy ngân, đèn LED mang lại hiệu suất phát sáng cao hơn, nghĩa là nhiều lumen hơn trên mỗi đơn vị công suất. Ngoài ra, đèn LED phát ra bức xạ hồng ngoại (IR) và tia cực tím (UV) thấp hơn đáng kể, dẫn đến ít nhiệt thải hơn và giảm ứng suất nhiệt lên thiết bị cố định.
Tuổi thọ kéo dài
Đèn LED nổi tiếng với nhiệt độ tiếp giáp hoạt động cao và tuổi thọ dài. Trong chiếu sáng đường phố, dãy đèn LED có thể có tuổi thọ lên tới 50.000 giờ hoặc hơn—dài hơn 2-4 lần so với đèn HPS hoặc MH. Điều này làm giảm nhu cầu thay thế thường xuyên, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí vật liệu và bảo trì.
Hai xu hướng chính trong chiếu sáng đường phố LED
Với những lợi thế đáng kể này, việc áp dụng chiếu sáng LED trên quy mô lớn trong chiếu sáng đường phố đô thị đã trở thành một xu hướng rõ ràng. Tuy nhiên, việc nâng cấp công nghệ này không chỉ đơn thuần là sự "thay thế" thiết bị chiếu sáng truyền thống mà còn là một sự chuyển đổi mang tính hệ thống với hai xu hướng đáng chú ý:
Xu hướng 1: Chiếu sáng thông minh
Như đã đề cập trước đó, khả năng điều khiển mạnh mẽ của đèn LED cho phép tạo ra hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh tự động. Các hệ thống này có thể tự động điều chỉnh ánh sáng dựa trên dữ liệu môi trường (ví dụ: ánh sáng xung quanh, hoạt động của con người) mà không cần can thiệp thủ công, mang lại lợi ích đáng kể. Ngoài ra, đèn đường, như một phần của mạng lưới cơ sở hạ tầng đô thị, có thể phát triển thành các nút IoT thông minh, kết hợp các chức năng như giám sát thời tiết và chất lượng không khí để đóng vai trò nổi bật hơn trong các thành phố thông minh.
Tuy nhiên, xu hướng này cũng đặt ra những thách thức mới cho thiết kế đèn đường LED, đòi hỏi phải tích hợp các chức năng chiếu sáng, cung cấp điện, cảm biến, điều khiển và liên lạc trong một không gian vật lý hạn chế. Tiêu chuẩn hóa trở nên cần thiết để giải quyết những thách thức này, đánh dấu xu hướng chính thứ hai.
Xu hướng 2: Tiêu chuẩn hóa
Tiêu chuẩn hóa tạo điều kiện tích hợp liền mạch các thành phần kỹ thuật khác nhau với đèn đường LED, tăng cường đáng kể khả năng mở rộng hệ thống. Sự tương tác giữa chức năng thông minh và tiêu chuẩn hóa này thúc đẩy sự phát triển không ngừng của công nghệ và ứng dụng đèn đường LED.
Sự phát triển của kiến trúc đèn đường LED
Kiến trúc điều khiển quang 3 chân không thể điều chỉnh độ sáng ANSI C136.10
Tiêu chuẩn ANSI C136.10 chỉ hỗ trợ các kiến trúc điều khiển không thể điều chỉnh độ sáng với bộ điều khiển quang 3 chân. Khi công nghệ LED trở nên phổ biến, nhu cầu về các chức năng có thể điều chỉnh độ sáng và hiệu suất cao hơn ngày càng tăng, đòi hỏi các tiêu chuẩn và kiến trúc mới, chẳng hạn như ANSI C136.41.
Kiến trúc điều khiển quang học có thể điều chỉnh độ sáng ANSI C136.41
Kiến trúc này được xây dựng dựa trên kết nối 3 chân bằng cách thêm các đầu ra tín hiệu. Nó cho phép tích hợp các nguồn lưới điện với hệ thống điều khiển quang ANSI C136.41 và kết nối các công tắc nguồn với trình điều khiển đèn LED, hỗ trợ điều khiển và điều chỉnh đèn LED. Tiêu chuẩn này tương thích ngược với các hệ thống truyền thống và hỗ trợ liên lạc không dây, cung cấp giải pháp tiết kiệm chi phí cho đèn đường thông minh.
Tuy nhiên, ANSI C136.41 có những hạn chế, chẳng hạn như không hỗ trợ đầu vào cảm biến. Để giải quyết vấn đề này, liên minh công nghiệp chiếu sáng toàn cầu Zhaga đã giới thiệu tiêu chuẩn Zhaga Book 18, kết hợp giao thức DALI-2 D4i để thiết kế bus truyền thông, giải quyết các thách thức về nối dây và đơn giản hóa việc tích hợp hệ thống.
Zhaga Book 18 Kiến trúc nút kép
Không giống như ANSI C136.41, tiêu chuẩn Zhaga tách bộ cấp nguồn (PSU) khỏi mô-đun điều khiển quang, cho phép nó trở thành một phần của trình điều khiển LED hoặc một bộ phận riêng biệt. Kiến trúc này cho phép tạo ra một hệ thống nút kép, trong đó một nút kết nối lên trên để điều khiển quang học và liên lạc, còn nút kia kết nối xuống dưới để cảm biến, tạo thành một hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh hoàn chỉnh.
Kiến trúc nút kép kết hợp Zhaga/ANSI
Gần đây, một kiến trúc lai kết hợp các điểm mạnh của ANSI C136.41 và Zhaga-D4i đã xuất hiện. Nó sử dụng giao diện ANSI 7 chân cho các nút hướng lên và kết nối Zhaga Book 18 cho các nút cảm biến hướng xuống, đơn giản hóa việc nối dây và tận dụng cả hai tiêu chuẩn.
Phần kết luận
Khi kiến trúc đèn đường LED phát triển, các nhà phát triển phải đối mặt với nhiều lựa chọn kỹ thuật hơn. Tiêu chuẩn hóa đảm bảo tích hợp trơn tru các thành phần tuân thủ ANSI hoặc Zhaga, cho phép nâng cấp liền mạch và tạo điều kiện thuận lợi cho hành trình hướng tới hệ thống chiếu sáng đường phố LED thông minh hơn.
Thời gian đăng: 20-12-2024