تحليل تطور ومشاكل مصابيح الشوارع LED

مقدمة

لفترة طويلة, مصادر الضوء التقليدية, مصابيح الصوديوم عالية الضغط, وقد لعبت بعض مصابيح الهاليد المعدنية دورًا رائدًا في إضاءة الطرق. في السنوات الأخيرة, تطورت تطبيقات الإضاءة LED المحلية بسرعة. لقد أدخلت العديد من الشركات المصنعة أضواء الشوارع LED عالية الطاقة, والتي يتم استخدامها بشكل متزايد في إضاءة الطرق كمنتجات موفرة للطاقة. تتناول هذه المقالة تطور العديد من مشكلات مصابيح الشوارع LED.

أعطت عطاءات إضاءة الشوارع التي قدمتها الحكومة منصة رائعة لتطوير مصابيح LED. خاصة في السنوات الأخيرة, لقد كان تغير المناخ متكررا وكان الحد من انبعاثات الكربون محل إجماع مختلف البلدان. تتمتع مصابيح الشوارع LED بميزة كبيرة في توفير الطاقة, مما يجعل مصابيح LED تتمتع بميزة كبيرة في عملية تقديم العطاءات. بدأت العديد من البلدان والمناطق في استخدام مصابيح الشوارع LED لتحل محل مصابيح الشوارع الأخرى.

مزايا الصمام

كمواد لامعة أشباه الموصلات, لقد جذبت LED الاهتمام في الداخل والخارج لمزاياها ذات الكفاءة العالية, مصداقية, والمتانة. مع التطوير المستمر وتقدم تقنية أشباه الموصلات, يمكن القول أن تطبيقات LED موجودة في كل مكان. بجانب, اكتساب الضوء الأبيض, تحسين الكفاءة, حياة, استقرار, وقد أدى التخفيض المستمر للتكاليف إلى توسيع نطاق تطبيقاته. في السنوات الأخيرة, حقق LED نجاحًا معينًا في مجال إضاءة المناظر الطبيعية. لقد فتح تطوير مصابيح الشوارع LED عالمًا أوسع.

مقارنة مع مصادر الضوء التقليدية, تتمتع مصابيح LED بمزايا رائعة في تجسيد الألوان, توفير الطاقة, حماية البيئة, عمر, وإمكانية التحكم الرقمي. و أساطير حول مصابيح LED سهلة الكسر. ونحن نعتقد أنه بعد حل المشاكل التقنية الرئيسية لمصابيح الشوارع LED تدريجيًا, وتحقيق تخفيض كبير في التكلفة, تتمتع مصادر إضاءة LED أيضًا بآفاق تطوير جيدة. في الوقت الحالي, لقد استثمرت مئات الشركات في تطوير مصابيح الشوارع LED. وقد تم وضع بعض منتجاتها في الإنتاج الضخم.

اختبارات الصمام

في السنوات الأخيرة, تطورت تطبيقات الإضاءة LED بسرعة. أدخلت العديد من الشركات المصنعة مصابيح الشوارع LED عالية الطاقة, والتي يتم استخدامها بشكل متزايد في إضاءة الطرق كمنتجات موفرة للطاقة. من أجل حماية البيئة وتقليل انبعاثات الكربون, تقوم العديد من المشتريات الحكومية بتقييم واختبار الإضاءة لمختلف الشركات المصنعة. البقاء للأصلح هو قانون الطبيعة. إذا لم يتم تحسين تكنولوجيا المنتج وجودته, سوف يخسرون المنافسة بطبيعة الحال. إن إطلاق منتجات عالية الطاقة ليس سوى الخطوة الأولى. إن كيفية إطلاق مصابيح الشوارع LED عالية الجودة وعالية الطاقة هي المفتاح.

الدول المختلفة لديها معايير مختلفة, لكن معظمهم سيقومون بإجراء اختبارات الأداء التالية. تنفيذ 12 أوقات متوسط ​​إضاءة الطريق Eav واختبار UE الموحد واختبارات البيانات الأخرى على LED. في نفس الوقت, كما أنها تحتاج إلى إجراء اختبار طاقة إدخال المصباح, اختبار عامل قدرة المصباح, اختبار كفاءة الضوء, اختبار منحنى توزيع ضوء المصباح, درجة حرارة اللون, تنسيق اللون, اختبارات القدرة اللونية لخصائص اللون مثل الفرق, مؤشر عرض الألوان, المحتوى التوافقي لخط الجهد المنخفض, تدابير التأريض وقوة العزل الكهربائي وتصنيف IP للمصابيح. أيضًا, إجراء تقييم لتسوس الضوء والمؤثرات البصرية.

مشاكل أضواء الشوارع LED

في ظل الوضع البارز لأزمة الطاقة العالمية, أصبح تطبيق مصدر ضوء LED نقطة ساخنة في السنوات الأخيرة. عند تطبيق مصابيح الشوارع LED, ما هي المتطلبات الخاصة للتكنولوجيا, ما هي مزايا مصابيح الشوارع LED؟, ما هي أوجه القصور, وكيفية حل سلسلة من مشاكل مصابيح الشوارع LED تستحق دراستنا الجادة.

التوحيد والتنوع

المشكلة

تتميز مصابيح الشوارع LED التي تم إطلاقها حاليًا بمجموعة متنوعة من مظاهر المنتجات, الترتيب, وكمية الجسيمات المضيئة LED, الحجم الخارجي والتصميم الداخلي لدائرة المقوم. على سبيل المثال:

• قوة أنبوب واحد مختلفة, تتراوح من 1 ل 5 واتس.
• توزيع الضوء مختلف, وهناك على شكل الخفافيش, مستطيل, جناح الفراشة, إلخ.
• تستخدم طريقة المعالجة البصرية الخاصة بهم العدسات الخاصة بهم لتجنب المعالجة البصرية الثانوية.
• تتضمن حالة العبوة عبوات متعددة الرقائق وتغليف شريحة واحدة;
• تشمل ظروف الدائرة الفنية العفن, مجموعة عالية الطاقة, طاقة عالية المتكاملة للرقائق, مصفوفة نقطية عالية الطاقة, إلخ.
• تحتوي مجموعة إمداد الطاقة أيضًا على مصدر طاقة متكامل وخارجي خاص بها.
• تكنولوجيا تبديد الحرارة لها مزاياها الخاصة, مما يسبب إزعاجًا كبيرًا لأعمال التشغيل والصيانة بعد تعميمها. وبعضها لا يتوافق مع مبادئ التوحيد والتصميم العالمي للمرافق العامة البلدية.

الحلول

في عملية التطوير المستقبلية, يجب على الشركات المصنعة اتباع المعايير الوطنية الموحدة لضمان سلامة المعدات والأداء الكهربائي. في نفس الوقت, يجب على الشركات المصنعة تقديم الضمانات التالية لتوحيد المنتج وتوحيده.

لمنتجات نفس المؤسسة في مراحل مختلفة من التطوير, يجب ضمان مستوى وتوحيد المكونات الكهربائية الرئيسية. لمنتجات المؤسسات المختلفة, يجب أن تعتمد المكونات الكهربائية الرئيسية مثل دوائر المقوم على المعايير الوطنية.

تختلف الخصائص الكهروضوئية والحرارية لمصابيح LED اختلافًا كبيرًا عن خصائص مصادر الضوء التقليدية. لذلك من الصعب قياس مصابيح LED باستخدام طرق مصادر الإضاءة التقليدية. تفتقر مصابيح LED إلى المعايير المناسبة في مواصفات المنتج أو القياس, مما أدى إلى مجموعة واسعة من المنتجات والأسواق غير النظامية. كما أن تنوع المنتجات يجعل من المستحيل على الشركات التركيز على الإنتاج على نطاق واسع. أصبحت صياغة معايير LED ذات الصلة حاجة ملحة لهذه الصناعة. في الوقت الحالي, ال “المعايير الوطنية ومعايير الصناعة لمصابيح LED للإضاءة العامة” مقترح اللجنة الفنية الوطنية لتقييس أجهزة الإضاءة هو في مرحلة المراجعة ومن المتوقع إصداره وتنفيذه واحداً تلو الآخر. يجب على الشركات ذات الصلة تنفيذ وضع جديد للسوق وتخطيط المنتجات والاستثمار في تدابير ضمان الجودة اللازمة.

التصميم البصري وتبديد الحرارة

المشكلة

على الرغم من أن تطوير مصابيح الشوارع LED عالية الطاقة يتم بسرعة, لا تزال هناك درجات مختلفة من شمعة منخفضة واط, انخفاض مستوى معالجة تأثير الضوء الثانوي, انخفاض كفاءة ضوء النظام, تسوس الضوء السريع, حياة قصيرة, وانحراف درجة حرارة اللون. سلسلة من مشاكل مصابيح الشوارع LED مثل اختلاف الإضاءة واللون, أعطال متعددة لمحرك الأقراص. فيما بينها, المشكلات الفنية الرئيسية مثل التصميم البصري الثانوي, تصميم تبديد الحرارة, يعد تصميم نظام منظم إمداد الطاقة هو المفتاح لتحسين كفاءة الإضاءة وإطالة العمر.

الحلول

تصميم النظام البصري الثانوي

يعد تصميم النظام البصري الثانوي لـ LED مهمًا جدًا لتوزيع الضوء وكفاءة الإخراج البصري لمصابيح الشارع LED. تتطلب إضاءة الطريق الجيدة أن يكون توزيع الضوء لمصابيح الشوارع LED من نوع الإضاءة المستطيلة. كل الضوء المنبعث من مصابيح الشوارع يمكن أن يغطي الطريق فقط, ترك ما يقرب من الصفر من التلوث الضوئي خارج الطريق.

دكتور. قدم جيانغ جينبو من جامعة هونغ كونغ للفنون التطبيقية تصميم توزيع الضوء لنوعين من مصابيح الشوارع LED. يستخدم النوع الأول من مصابيح الشوارع LED محورًا متماثلًا عدسة الانعكاس الكلي أو العاكس. يتم ترتيب وحدات عدسة LED على سطح قوسي لإنتاج توزيع ضوء مستطيل. إن إدخال عدسة الانعكاس الكلي يمكن أن يحسن بشكل كبير من كفاءة استخدام الضوء. لكن ترتيب وحدات LED على شكل قوس يجعل تصميم تبديد الحرارة والهيكل الميكانيكي أكثر إزعاجًا.

النوع الثاني من مصابيح الشوارع LED يستخدم عدسة ذات شكل حر غير متماثل, والتي يمكنها توزيع الضوء المستطيل مباشرة بواسطة عنصر بصري LED واحد. يحتاج حامل المصباح الشامل فقط إلى ترتيب وحدات LED مع توزيع الضوء بشكل مستطيل على لوحة مسطحة. هذا النوع من مصابيح الشارع LED بسيط نسبيًا في الهيكل الميكانيكي, تبديد الحرارة, والتحكم في الطاقة. إنارة الطرق بدرجات مختلفة من الطرق و ارتفاعات القطب يمكن إضافة عدد مختلف من وحدات LED.

موزع الضوء

يجب علينا تطوير موزع ضوء مناسب لمصادر الضوء المغلفة وذلك لتحسين كفاءة إخراج الضوء. في الوقت الحالي, أشكال الإشعاع من المصابيح هي لامبرت, أطلقت جانبية, جناح الخفاش, مستطيل, جناح الفراشة, ونوع التركيز. من خلال التصميم البصري الثانوي, نطاق الإضاءة ومنحنى اللمعان لـ LED يلبي احتياجات إضاءة الطريق.

طرق التبديد

يستخدم LED في تركيبات الإضاءة المدمجة. بسبب توليد الحرارة الكبير لرقائق LED, التكنولوجيا الرئيسية الهامة عند صنع المصابيح عالية الطاقة هي “تبديد الحرارة.” على الرغم من أن الكفاءة المضيئة ترتفع وأعلى, لا تزال الحرارة الناتجة عن شريحة LED كبيرة جدًا. في كل مرة ترتفع درجة حرارة تقاطع PN بمقدار 10 درجات, سوف ينخفض ​​​​عمر جهاز أشباه الموصلات بعامل واحد. تؤدي درجة الحرارة المرتفعة لشريحة LED إلى تدهور الشريحة نفسها وأداء راتنج التغليف. أخيرًا, سوف تقلل كفاءة الإضاءة والعمر.

في الوقت الحالي, اعتمدت الشركات المصنعة تدابير مختلفة لتبديد الحرارة. على سبيل المثال, يعتمدون مفاهيم تصميم تبديد الحرارة المتكاملة والمنهجية, تطبيق مواد موصلة للحرارة عالية الأداء, واستخدام تبديد حرارة الجسم بالحمل الحراري الطبيعي. وتشمل المواد قالب صب الألومنيوم, الألومنيوم مقذوف بالوعة الحرارة على شكل الأسنان, بالوعة الحرارة متكاملة على شكل الأسنان, الألومنيوم مقذوف الصف الشخصي بالوعة الحرارة على شكل الأسنان, أنبوب الحرارة على شكل زعنفة طويلة, ورقة هيكل خارجية على شكل سن, إلخ. هناك أيضًا استخدام لأنابيب الحرارة المصنوعة من السبائك الفائقة (سرعة التوصيل الحراري هي 100 مرات من النحاس النقي) جنبا إلى جنب مع زعانف الألومنيوم عالية الكثافة لتبديد الحرارة. يتم تحويل الحرارة الناتجة عن الشريحة بسرعة من مصدر نقطي إلى مصدر خطي بحيث يتم توزيع الحرارة بالتساوي على المشتت الحراري. زعانف التبريد تكون للأسفل لتجنب تراكم الغبار وفضلات الطيور. قد تتسبب عوامل مثل تغليف الرقائق وتبديد الحرارة من المصابيح في تخفيف الضوء.

سعر

في الوقت الحالي, تكلفة مصابيح الشوارع LED أعلى بكثير من تكلفة مصابيح الصوديوم عالية الضغط. سعر مصباح الشارع LED هو 4000 ين - 8000 ين, أو حتى أعلى, بينما سعر مجموعة مصابيح الصوديوم ذات الضغط العالي المستوردة (بما في ذلك المصابيح ومصادر الإضاءة الكهربائية الكاملة) لا يتجاوز 1500 جنيه. بقدر ما يتعلق الأمر بالوضع الراهن, من الواضح أن مصابيح الشوارع LED باهظة الثمن. لذلك, حتى لو كان استهلاك الطاقة لمصابيح الشوارع LED لا يتجاوز ثلث استهلاك مصابيح الصوديوم عالية الضغط, لا تزال فترة استرداد التكلفة لاستبدال مصابيح الصوديوم عالية الضغط بمصابيح الشوارع LED طويلة جدًا.

مقارنة بين مصابيح LED ومصادر إضاءة الطرق التقليدية

لذلك, لا يزال السعر والتكلفة يشكلان أكبر العقبات أمام الترويج الرسمي لأضواء الشوارع LED. فقط في ظل فرضية أن تقنية LED تستمر في النضج وتستمر كفاءة الإضاءة في التحسن, مزايا عمر LED وتوفير الطاقة يمكن أن تعوض عن عيوب سعر المصابيح.

خاتمة

تتمتع مصابيح الشوارع LED بالعديد من المزايا مقارنة بمصادر إضاءة الشوارع التقليدية, ولكن لا تزال هناك بعض المشكلات الفنية الرئيسية التي يجب حلها بشكل عاجل. هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به في مجال التنمية, بحث, والترويج. ستستمر مصابيح الشوارع LED في التحسن للحصول على أداء ممتاز واستخدام أوسع في صناعة إضاءة الشوارع. موكولايت, أ الشركة المصنعة لمصابيح الشوارع LED الاحترافية الذي يعمل لأكثر من 16 سنين, قادر على مساعدتك في حل مشاكلك. يأتي والعثور على بعض مصابيح الشوارع LED عالية الجودة وبأسعار تنافسية!

أكمل القراءة عن مصابيح الشوارع LED!

• كم تكلفة أضواء الشوارع?