Głębokie zagłębienie się w segment oświetlenia LED ujawnia jego rosnącą penetrację poza zastosowania wewnętrzne, takie jak domy i budynki, rozszerzając się na scenariusze oświetlenia zewnętrznego i specjalistycznego. Wśród nich wyróżnia się oświetlenie uliczne LED jako typowe zastosowanie charakteryzujące się dużą dynamiką wzrostu.
Nieodłączne zalety oświetlenia ulicznego LED
Tradycyjne latarnie uliczne zazwyczaj wykorzystują wysokoprężne lampy sodowe (HPS) lub rtęciowe (MH), które są zaawansowanymi technologiami. Jednak w porównaniu z nimi oświetlenie LED ma wiele nieodłącznych zalet:
Przyjazny dla środowiska
W przeciwieństwie do lamp HPS i lamp rtęciowych, które zawierają toksyczne substancje, takie jak rtęć, wymagające specjalistycznej utylizacji, oprawy LED są bezpieczniejsze i bardziej przyjazne dla środowiska i nie stwarzają takich zagrożeń.
Wysoka sterowność
Oprawy uliczne LED działają poprzez konwersję mocy AC/DC i DC/DC w celu dostarczenia wymaganego napięcia i prądu. Chociaż zwiększa to złożoność obwodu, zapewnia doskonałą sterowność, umożliwiając szybkie włączanie/wyłączanie, przyciemnianie i precyzyjną regulację temperatury barwowej – kluczowe czynniki przy wdrażaniu zautomatyzowanych inteligentnych systemów oświetleniowych. Oprawy uliczne LED są zatem niezbędne w projektach inteligentnych miast.
Niskie zużycie energii
Badania pokazują, że oświetlenie uliczne stanowi na ogół około 30% miejskiego budżetu energetycznego. Niskie zużycie energii przez oświetlenie LED może znacznie zmniejszyć ten znaczny wydatek. Szacuje się, że globalne przyjęcie latarni ulicznych LED mogłoby zmniejszyć emisję CO₂ o miliony ton.
Doskonała kierunkowość
Tradycyjnym źródłom oświetlenia drogowego brakuje kierunkowości, co często skutkuje niewystarczającym oświetleniem w kluczowych obszarach i niepożądanym zanieczyszczeniem światłem w obszarach innych niż docelowe. Lampy LED, dzięki swojej doskonałej kierunkowości, rozwiązują ten problem, oświetlając określone przestrzenie bez wpływu na otaczające obszary.
Wysoka skuteczność świetlna
W porównaniu do lamp HPS lub lamp rtęciowych, diody LED zapewniają wyższą skuteczność świetlną, co oznacza więcej lumenów na jednostkę mocy. Dodatkowo diody LED emitują znacznie niższe promieniowanie podczerwone (IR) i ultrafioletowe (UV), co skutkuje mniejszą ilością ciepła odpadowego i mniejszym naprężeniem termicznym oprawy.
Wydłużona żywotność
Diody LED słyną z wysokich temperatur roboczych złączy i długiej żywotności. W oświetleniu ulicznym układy LED mogą wytrzymać do 50 000 godzin lub więcej — 2–4 razy dłużej niż lampy HPS lub MH. Zmniejsza to potrzebę częstych wymian, co skutkuje znacznymi oszczędnościami w kosztach materiałów i konserwacji.
Dwa główne trendy w oświetleniu ulicznym LED
Biorąc pod uwagę te znaczące zalety, przyjęcie na dużą skalę oświetlenia LED w miejskim oświetleniu ulicznym stało się wyraźnym trendem. Jednak to unowocześnienie technologiczne to coś więcej niż zwykła „wymiana” tradycyjnego sprzętu oświetleniowego – to transformacja systemowa z dwoma godnymi uwagi trendami:
Trend 1: Inteligentne oświetlenie
Jak wspomniano wcześniej, duże możliwości sterowania diodami LED umożliwiają tworzenie zautomatyzowanych, inteligentnych systemów oświetlenia ulicznego. Systemy te mogą automatycznie dostosowywać oświetlenie w oparciu o dane środowiskowe (np. oświetlenie otoczenia, działalność człowieka) bez ręcznej interwencji, oferując znaczne korzyści. Ponadto latarnie uliczne, będące częścią sieci infrastruktury miejskiej, mogłyby przekształcić się w inteligentne węzły brzegowe IoT, obejmujące funkcje takie jak monitorowanie pogody i jakości powietrza, aby odgrywać bardziej znaczącą rolę w inteligentnych miastach.
Jednak trend ten stwarza również nowe wyzwania dla projektowania latarni ulicznych LED, wymagające integracji oświetlenia, zasilania, wykrywania, sterowania i funkcji komunikacyjnych w ograniczonej przestrzeni fizycznej. Aby sprostać tym wyzwaniom, niezbędna staje się standaryzacja, co stanowi drugi kluczowy trend.
Trend 2: Standaryzacja
Standaryzacja umożliwia bezproblemową integrację różnych komponentów technicznych z latarniami LED, znacznie zwiększając skalowalność systemu. To wzajemne oddziaływanie inteligentnej funkcjonalności i standaryzacji napędza ciągłą ewolucję technologii i zastosowań oświetlenia ulicznego LED.
Ewolucja architektur oświetlenia ulicznego LED
ANSI C136.10 Nieściemnialna 3-pinowa architektura fotokontroli
Norma ANSI C136.10 obsługuje wyłącznie architektury sterowania bez możliwości ściemniania z 3-pinowymi fotokontrolami. W miarę upowszechniania się technologii LED, wzrastało zapotrzebowanie na wyższą wydajność i funkcje ściemniania, co wymagało nowych standardów i architektur, takich jak ANSI C136.41.
ANSI C136.41 Architektura fotokontroli z możliwością ściemniania
Architektura ta opiera się na połączeniu 3-pinowym poprzez dodanie zacisków wyjściowych sygnału. Umożliwia integrację źródeł sieci energetycznej z systemami fotokontroli ANSI C136.41 oraz łączy wyłączniki zasilania ze sterownikami LED, wspomagając sterowanie i regulację diod LED. Standard ten jest wstecznie kompatybilny z tradycyjnymi systemami i obsługuje komunikację bezprzewodową, zapewniając ekonomiczne rozwiązanie dla inteligentnych latarni ulicznych.
Jednak ANSI C136.41 ma ograniczenia, takie jak brak obsługi wejścia czujnika. Aby rozwiązać ten problem, globalny sojusz branży oświetleniowej Zhaga wprowadził standard Zhaga Book 18, zawierający protokół DALI-2 D4i do projektowania magistrali komunikacyjnej, rozwiązywania problemów związanych z okablowaniem i upraszczania integracji systemu.
Zhaga Book 18 Architektura dwuwęzłowa
W przeciwieństwie do ANSI C136.41, standard Zhaga oddziela zasilacz (PSU) od modułu fotokontroli, dzięki czemu może on stanowić część sterownika LED lub oddzielny komponent. Architektura ta umożliwia utworzenie systemu z dwoma węzłami, w którym jeden węzeł łączy się w górę w celu fotokontroli i komunikacji, a drugi łączy się w dół w celu obsługi czujników, tworząc kompletny inteligentny system oświetlenia ulicznego.
Hybrydowa architektura dwuwęzłowa Zhaga/ANSI
Niedawno pojawiła się architektura hybrydowa łącząca zalety ANSI C136.41 i Zhaga-D4i. Wykorzystuje 7-pinowy interfejs ANSI dla węzłów skierowanych w górę i złącza Zhaga Book 18 dla węzłów czujników skierowanych w dół, co upraszcza okablowanie i wykorzystuje oba standardy.
Wniosek
W miarę ewolucji architektur oświetlenia ulicznego LED deweloperzy stają przed coraz szerszą gamą opcji technicznych. Standaryzacja zapewnia płynną integrację komponentów zgodnych ze standardami ANSI lub Zhaga, umożliwiając bezproblemową modernizację i ułatwiając przejście w kierunku inteligentniejszych systemów oświetlenia ulicznego LED.
Czas publikacji: 20 grudnia 2024 r