En djupdykning i LED-belysningssegmentet avslöjar dess ökande penetration bortom inomhusapplikationer som hem och byggnader, och expanderar till utomhus- och specialiserade ljusscenarier. Bland dessa sticker LED-gatbelysning ut som en typisk applikation som visar stark tillväxt.
Inneboende fördelar med LED gatubelysning
Traditionella gatlyktor använder vanligtvis högtrycksnatrium (HPS) eller kvicksilverånga (MH) lampor, som är mogen teknik. Men jämfört med dessa har LED-belysning många inneboende fördelar:
Miljövänlig
Till skillnad från HPS- och kvicksilverånglampor, som innehåller giftiga ämnen som kvicksilver som kräver specialavfall, är LED-armaturer säkrare och mer miljövänliga och utgör inga sådana faror.
Hög styrbarhet
LED-gatljus fungerar via AC/DC och DC/DC kraftomvandling för att leverera den erforderliga spänningen och strömmen. Även om detta ökar kretsens komplexitet, erbjuder det överlägsen styrbarhet, vilket möjliggör snabb på/av-omkoppling, dimning och exakta färgtemperaturjusteringar - nyckelfaktorer för att implementera automatiserade smarta belysningssystem. LED-gatlyktor är därför oumbärliga i smarta stadsprojekt.
Låg energiförbrukning
Studier visar att gatubelysning i allmänhet står för cirka 30 % av stadens kommunala energibudget. Den låga energiförbrukningen för LED-belysning kan avsevärt minska denna betydande kostnad. Det uppskattas att den globala användningen av LED-gatbelysning kan minska CO₂-utsläppen med miljontals ton.
Utmärkt riktningsförmåga
Traditionella vägbelysningskällor saknar riktning, vilket ofta resulterar i otillräcklig belysning i nyckelområden och oönskade ljusföroreningar i områden som inte är mål. LED-lampor, med sin överlägsna riktningsförmåga, övervinner detta problem genom att belysa definierade utrymmen utan att påverka omgivande områden.
Hög ljuseffekt
Jämfört med HPS- eller kvicksilverånglampor erbjuder LED högre ljuseffekt, vilket innebär fler lumen per effektenhet. Dessutom avger lysdioder betydligt lägre infraröd (IR) och ultraviolett (UV) strålning, vilket resulterar i mindre spillvärme och minskad termisk stress på armaturen.
Förlängd livslängd
Lysdioder är kända för sina höga driftstemperaturer och långa livslängder. I gatubelysning kan LED-arrayer vara upp till 50 000 timmar eller mer – 2-4 gånger längre än HPS- eller MH-lampor. Detta minskar behovet av frekventa byten, vilket resulterar i betydande besparingar i material- och underhållskostnader.
Två stora trender inom LED-gatbelysning
Med tanke på dessa betydande fördelar har den storskaliga användningen av LED-belysning i stadsgatubelysning blivit en tydlig trend. Denna tekniska uppgradering representerar dock mer än ett enkelt "ersättning" av traditionell belysningsutrustning - det är en systemisk transformation med två anmärkningsvärda trender:
Trend 1: Smart belysning
Som tidigare nämnts möjliggör LEDs starka styrbarhet skapandet av automatiserade smarta gatubelysningssystem. Dessa system kan automatiskt justera belysningen baserat på miljödata (t.ex. omgivande ljus, mänsklig aktivitet) utan manuell inblandning, vilket ger betydande fördelar. Dessutom kan gatubelysning, som en del av urbana infrastrukturnätverk, utvecklas till smarta IoT-kantnoder, med funktioner som väder- och luftkvalitetsövervakning för att spela en mer framträdande roll i smarta städer.
Men denna trend ställer också inför nya utmaningar för LED-gatljusdesign, som kräver integration av belysning, strömförsörjning, avkänning, kontroll och kommunikationsfunktioner inom ett begränsat fysiskt utrymme. Standardisering blir avgörande för att möta dessa utmaningar, vilket markerar den andra nyckeltrenden.
Trend 2: Standardisering
Standardisering underlättar sömlös integrering av olika tekniska komponenter med LED-gatbelysning, vilket avsevärt förbättrar systemets skalbarhet. Detta samspel mellan smart funktionalitet och standardisering driver den kontinuerliga utvecklingen av LED-gatbelysningsteknologi och applikationer.
Utvecklingen av LED Streetlight-arkitekturer
ANSI C136.10 Icke-dimbar 3-stifts fotokontrollarkitektur
ANSI C136.10-standarden stöder endast icke-dimbara kontrollarkitekturer med 3-stifts fotokontroller. I takt med att LED-tekniken blev vanligare krävdes högre effektivitet och dimbara funktionaliteter, vilket krävde nya standarder och arkitekturer, såsom ANSI C136.41.
ANSI C136.41 Dimbar fotokontrollarkitektur
Denna arkitektur bygger på 3-stiftsanslutningen genom att lägga till signalutgångsterminaler. Den möjliggör integrering av elnätskällor med ANSI C136.41 fotokontrollsystem och ansluter strömbrytare till LED-drivrutiner, vilket stöder LED-kontroll och justering. Denna standard är bakåtkompatibel med traditionella system och stöder trådlös kommunikation, vilket ger en kostnadseffektiv lösning för smarta gatubelysningar.
ANSI C136.41 har dock begränsningar, såsom inget stöd för sensoringång. För att ta itu med detta introducerade den globala belysningsindustrialliansen Zhaga Zhaga Book 18-standarden, som innehåller DALI-2 D4i-protokollet för kommunikationsbussdesign, löser ledningsutmaningar och förenklar systemintegration.
Zhaga Book 18 Dual-Node Architecture
Till skillnad från ANSI C136.41, kopplar Zhaga-standarden bort strömförsörjningsenheten (PSU) från fotokontrollmodulen, vilket gör att den kan vara en del av LED-drivrutinen eller en separat komponent. Denna arkitektur möjliggör ett system med dubbla noder, där en nod ansluts uppåt för fotokontroll och kommunikation, och den andra ansluts nedåt för sensorer, vilket bildar ett komplett smart gatubelysningssystem.
Zhaga/ANSI Hybrid Dual-Node Architecture
Nyligen har en hybridarkitektur som kombinerar styrkorna hos ANSI C136.41 och Zhaga-D4i dykt upp. Den använder ett 7-stifts ANSI-gränssnitt för uppåtgående noder och Zhaga Book 18-anslutningar för nedåtgående sensornoder, vilket förenklar kabeldragningen och utnyttjar båda standarderna.
Slutsats
När LED-gatljusarkitekturer utvecklas står utvecklare inför ett bredare utbud av tekniska alternativ. Standardisering säkerställer smidig integrering av ANSI- eller Zhaga-kompatibla komponenter, vilket möjliggör sömlösa uppgraderingar och underlättar resan mot smartare LED-gatbelysningssystem.
Posttid: 2024-12-20