Một cuộc lặn sâu vào phân khúc ánh sáng LED cho thấy sự thâm nhập ngày càng tăng của nó ngoài các ứng dụng trong nhà như nhà và các tòa nhà, mở rộng thành các kịch bản chiếu sáng ngoài trời và chuyên dụng. Trong số này, LED Street Lighting nổi bật như một ứng dụng điển hình cho thấy động lực tăng trưởng mạnh mẽ.
Ưu điểm vốn có của đèn đường LED
Đèn đường truyền thống thường sử dụng đèn natri áp suất cao (HPS) hoặc hơi thủy ngân (MH), đó là các công nghệ trưởng thành. Tuy nhiên, so với những điều này, ánh sáng LED tự hào có nhiều lợi thế vốn có:
Thân thiện với môi trường
Không giống như HPS và đèn hơi thủy ngân, chứa các chất độc hại như thủy ngân cần xử lý chuyên dụng, đồ đạc LED an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn, không gây nguy hiểm như vậy.
Khả năng kiểm soát cao
Đèn đường LED hoạt động thông qua chuyển đổi năng lượng 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, nó cung cấp khả năng điều khiển vượt trội, cho phép chuyển đổi/tắt nhanh chóng, làm mờ và điều chỉnh nhiệt độ màu chính xác các yếu tố khóa để thực hiện các hệ thống chiếu sáng thông minh tự động. Đèn đường LED, do đó, không thể thiếu trong các dự án thành phố thông minh.
Tiêu thụ năng lượng thấp
Các nghiên cứu cho thấy ánh sáng đường phố thường chiếm khoảng 30% ngân sách năng lượng thành phố của thành phố. Tiêu thụ năng lượng thấp của ánh sáng LED có thể làm giảm đáng kể chi phí đáng kể này. Người ta ước tính rằng việc áp dụng toàn cầu đèn đường LED có thể làm giảm lượng phát thải CO₂ hàng triệu tấn.
Định hướng tuyệt vời
Các nguồn chiếu sáng đường truyền thống thiếu định hướng, thường dẫn đến sự chiếu sáng không đủ ở các khu vực chính và ô nhiễm ánh sáng không mong muốn ở các khu vực không phải mục tiêu. Đèn LED, với sự định hướng vượt trội của chúng, 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 quả phát sáng cao
So với HPS hoặc đèn hơi thủy ngân, đèn LED mang lại hiệu quả phát sáng cao hơn, có nghĩa là nhiều lumens trên một đơn vị năng lượng. Ngoài ra, đèn LED phát ra bức xạ hồng ngoại (IR) và tia cực tím (UV) thấp hơn đáng kể, dẫn đến nhiệt chất thải ít hơn và giảm căng thẳng nhiệt trên vật cố.
Tuổi thọ kéo dài
Đèn LED nổi tiếng với nhiệt độ tiếp giáp hoạt động cao và tuổi thọ dài. Trong ánh sáng đường phố, các mảng LED có thể kéo dài tới 50.000 giờ hoặc hơn 2-4 lần so với đèn HPS hoặc MH. Điều này làm giảm nhu cầu thay thế thường xuyên, dẫn đến tiết kiệm đáng kể chi phí vật liệu và bảo trì.
Hai xu hướng chính trong ánh sáng đường phố LED
Với những lợi thế đáng kể này, việc áp dụng ánh sáng LED quy mô lớn trong ánh sáng đường phố đô thị đã trở thành một xu hướng rõ ràng. Tuy nhiên, sự nâng cấp công nghệ này đại diện cho nhiều hơn một "sự thay thế" của các thiết bị chiếu sáng truyền thống, đó là một sự chuyển đổi có hệ thống với hai xu hướng đáng chú ý:
Xu hướng 1: Ánh sáng thông minh
Như đã đề cập trước đây, khả năng điều khiển mạnh mẽ của đèn LED cho phép tạo ra các 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 Edge thông minh, kết hợp các chức năng như thời tiết và giám sát 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 đối với thiết kế đèn đường LED, đòi hỏi sự tích hợp của ánh sáng, cung cấp năng lượng, cảm biến, kiểm soát và các chức năng giao tiếp trong một không gian vật lý bị ràng buộc. Tiêu chuẩn hóa trở nên cần thiết để giải quyết những thách thức này, đánh dấu xu hướng quan trọng thứ hai.
Xu hướng 2: Tiêu chuẩn hóa
Tiêu chuẩn hóa tạo điều kiện cho sự tích hợp liền mạch của 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 liên tục của công nghệ và ứng dụng LED Streetlight.
Sự phát triển của kiến trúc đèn LED
ANSI C136.10 Kiến trúc PhotoControl 3 pin không mờ có thể điều chỉnh
Tiêu chuẩn ANSI C136.10 chỉ hỗ trợ các kiến trúc điều khiển không có thể làm mờ với các bộ điều khiển 3 chân. Khi công nghệ LED trở nên phổ biến, hiệu quả cao hơn và các chức năng có thể điều chỉnh được ngày càng được yêu cầu, đòi hỏi các tiêu chuẩn và kiến trúc mới, như ANSI C136.41.
ANSI C136.41 Kiến trúc kiểm soát quang có thể điều chỉnh độ sáng
Kiến trúc này được xây dựng dựa trên kết nối 3 chân bằng cách thêm các đầu ra đầu ra tín hiệu. Nó cho phép tích hợp các nguồn lưới điện với các hệ thống photocontrol ANSI C136.41 và kết nối các công tắc nguồn với trình điều khiển LED, hỗ trợ điều khiển và điều chỉnh LED. Tiêu chuẩn này tương thích ngược với các hệ thống truyền thống và hỗ trợ giao tiếp không dây, cung cấp một giải pháp hiệu quả về 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 ngành chiếu sáng toàn cầu Zhaga đã giới thiệu tiêu chuẩn Zhaga Book 18, kết hợp giao thức DALI-2 D4I để thiết kế xe buýt truyền thông, giải quyết các thách thức về hệ thống dây điện và đơn giản hóa việc tích hợp hệ thống.
Cuốn sách Zhaga 18 Kiến trúc nút kép
Không giống như ANSI C136.41, tiêu chuẩn ZHAGA tách đơn vị cung cấp năng lượng (PSU) từ mô -đun photocontrol, cho phép nó là một phần của trình điều khiển LED hoặc một thành phần riêng biệt. Kiến trúc này cho phép một hệ thống nút kép, trong đó một nút kết nối hướng lên trên để kiểm soát quang và giao tiếp, và các nút còn lại kết nối xuống cho các cảm biến, tạo thành một hệ thống ánh sáng đường phố thông minh hoàn chỉnh.
Kiến trúc nút kép lai 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 các kết nối của Zhaga Book 18 cho các nút cảm biến hướng xuống, đơn giản hóa hệ thống dây điện và tận dụng cả hai tiêu chuẩn.
Phần kết luận
Khi LED Streetlight Architectures phát triển, các nhà phát triển phải đối mặt với một loạt các tùy 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 cho hành trình hướng tới các hệ thống chiếu sáng đường phố LED thông minh hơn.
Thời gian đăng: Dec-20-2024