حالة التطوير ومشاكل مصابيح الشوارع LED

لفترة طويلة, مصادر الضوء التقليدية – تلعب مصابيح الصوديوم عالية الضغط وبعض مصابيح الهاليد المعدنية دورًا رائدًا في إضاءة الطرق. في السنوات الأخيرة, تطور تطبيق إضاءة LED بسرعة. أطلقت العديد من الشركات المصنعة قوة عالية أضواء الشوارع LED واحد تلو الآخر, وتستخدم بشكل متزايد في إضاءة الطرق كمنتجات لتوفير الطاقة. يناقش هذا المقطع العديد من المشكلات في تطوير وتطبيق مصابيح الشوارع LED على الطرق.

كمواد لامعة أشباه الموصلات, اجتذب LED انتباه مختلف البلدان لمزاياها الخضراء, كفاءة عالية, الموثوقية والمتانة مقارنة بالمواد الأخرى. مع التطوير المستمر وتقدم تقنية أشباه الموصلات, يمكن القول أن تطبيق LED موجود في كل مكان. بخاصة, اكتساب الضوء الأبيض, تحسين الأداء مثل الكفاءة, العمر والاستقرار, وقد وسع التخفيض المستمر للتكاليف حقول التطبيق لمصادر مصباح LED. في السنوات الأخيرة, حقق LED نجاحًا معينًا في مجال إضاءة المناظر الطبيعية, وقد فتح تطوير وبحوث مصابيح LED Street. مقارنة مع مصادر الضوء التقليدية, LED لها مزايا رائعة في تقديم الألوان, توفير الطاقة, حماية البيئة, مدى الحياة والتحكم الرقمي. نعتقد أنه بعد حل سلسلة من المشكلات الفنية الرئيسية مثل تبديد الحرارة وتسوس الضوء, وتحقيق انخفاض كبير في التكلفة, سيكون لمصادر LED لضوء LED آفاق تطوير جيدة في مجال إضاءة الطرق. في الوقت الحالي, استثمرت مئات الشركات في تطوير وبحث مصابيح الشوارع LED, تم وضع بعضها في الإنتاج الضخم. في السنوات الأخيرة, زادت جميع البلدان من استثماراتها في LEDS, والمشاريع التجريبية المختلفة هي أيضا على قدم وساق.

حالة تطوير مصابيح الشوارع LED

على مر السنين, تطورت إضاءة LED بسرعة, وقد أنتجت العديد من الشركات المصنعة على التوالي مصابيح الشوارع ذات الطاقة العالية, التي تم استخدامها بشكل متزايد في إضاءة الطرق كمنتجات لتوفير الطاقة. تقوم مختلف البلدان والمنظمات أيضًا بصياغة معايير الوصول إلى الأسواق الخاصة بها لمصابيح الشوارع LED. البلدان والمناطق المتقدمة نسبيا لديها معايير أعلى. تهدف معايير السوق للعديد من البلدان والمناطق إلى حماية تطوير المؤسسات المحلية في المستقبل.

تأمل جميع البلدان أن تشغل شركاتها موقعًا إيجابيًا في هذه الفترة من استبدال مصدر الإضاءة, لذلك يقدمون الدعم والحماية ذات الصلة لشركاتهم الرائدة. يؤدي هذا إلى العديد من المعايير المختلفة لسوق LED Street Lamp. منتجات مختلف البلدان غير متوافقة مع بعضها البعض, لذلك تنتج كل مصنع مصابيح LED في الشوارع مع معايير مختلفة لبلدان مختلفة. مع التطور السريع لأضواء الشوارع LED, المنافسة بين الشركات المختلفة شرسة للغاية. كل شركة تريد أن تكون الفائز النهائي, ويريد كل بلد أيضًا أن تنجح شركتها الخاصة. هذه الطريقة ستقلل من تكاليف المشتريات ولكنها تزيد من تكاليف التجارة.

مشاكل في تطبيق مصابيح الشوارع LED

تحت الوضع أزمة الطاقة العالميةيصبح الضغط البيئي بارزًا بشكل متزايد, أصبح تطبيق مصادر الإضاءة LED في إضاءة الطرق نقطة ساخنة في صناعة إضاءة أشباه الموصلات في السنوات الأخيرة. عندما يتم تطبيق منتجات جهاز LED على مصابيح الشوارع, سلسلة من المشكلات مثل ما هي المتطلبات الخاصة للتكنولوجيا, ما هي مزايا مصابيح الشوارع LED مقارنة بمصابيح الشوارع التقليدية الصوديوم العالية الضغط الحالية, ما هي أوجه القصور وكيفية حلها تستحق دراستنا الجادة.

يعد التقييس وتنوع المنتجات أساسًا للاستخدام على نطاق واسع

التيار منتج مصابيح الشوارع LED لديك مجموعة متنوعة من مظهر المنتج, ترتيب وكمية جزيئات Luminescent, الأبعاد الخارجية والتصميم الداخلي لدائرة المقوم. على سبيل المثال: قوة أنبوب واحد مختلف, تتراوح من 1-5W; توزيع الضوء مختلف, التي هي على شكل مضرب, مستطيل, على شكل فراشة, إلخ.; تشمل طرق المعالجة البصرية تلك التي لديها عدسة قائمة بذاتها يمكنها تخطي المعالجة البصرية الثانوية والمعالجة البصرية الثانوية. هناك شريحة محرك خاصة ومكثفات غير كهربائية للسائق; عبوات متعددة الحدود والتعبئة والتغليف الفردي للتغليف; الدائرة التقنية لديها الوحدة النمطية, مجموعة عالية الطاقة, طاقة عالية المتكاملة للرقائق, و Dot-Matrix عالي الطاقة, إلخ. هناك أيضًا نوعان من تجميع إمدادات الطاقة مع إمدادات الطاقة المدمجة المدمجة ومصدر الطاقة الخارجي, كما أن تقنية تبديد الحرارة لها مزاياها الخاصة, الذي يجلب إزعاجًا كبيرًا لعمل التشغيل والصيانة بعد الاستخدام الشامل, ولا تتوافق مع مبادئ تصميم التوحيد والتعميم للمرافق العامة البلدية.

نعتقد أنه في عملية التنمية المستقبلية, يجب على الشركات المصنعة اتباع معايير موحدة بدقة لضمان أن تكون المنتجات آمنة وموثوقة من حيث سلامة المعدات والأداء الكهربائي. في نفس الوقت, يجب أن توفر منتجات LED المستخدمة في مجال الإضاءة الحضرية الضمانات التالية لتوحيد المنتجات والتوحيد.

على سبيل المثال: بين المنتجات في مراحل تطوير مختلفة من نفس المؤسسة, من الضروري ضمان توحيد وتوحيد المكونات الكهربائية الرئيسية لتجنب عدم وجود قطع غيار بسبب تحديث المنتج واستبداله; لمنتجات الشركات المختلفة, المكونات الكهربائية الرئيسية مثل الجسم الرئيسي للمصابيح, يجب أن تعتمد ألواح الجسيمات الإنارة ودائرة المقوم على المعايير ذات الصلة لتحقيق التوحيد والتوحيد اللازمان.

المعايير الدولية المقابلة هي ضمان التنمية الصحية لسوق مصابيح LED Street

تختلف الخصائص الكهروضوئية والحرارية للمصابيح, مما يجعل من المستحيل تطبيق طرق قياس مصادر الإضاءة التقليدية تمامًا على قياس المصابيح الحالية. في الوقت الحالي, تفتقر LEDs إلى المعايير المناسبة من حيث مواصفات المنتج والقياسات, مما أدى إلى مجموعة واسعة من المنتجات, عدم وجود معايير للقياس والأسواق غير النظامية. إن تنوع المنتجات يجعل من المستحيل على الشركات إنتاجها على نطاق واسع. لقد أصبحت حاجة ملحة للصناعة لصياغة معايير LED ذات الصلة. يجب على المؤسسات ذات الصلة تنفيذ وضع جديد في السوق وتخطيط المنتجات, اغتنم فرصًا جديدة, واعتماد تدابير ضمان الجودة اللازمة.

التصميم البصري وتبديد الحرارة هما المشكلات الفنية الرئيسية التي تواجهها مصابيح الشوارع LED

على الرغم من أن تطور مصابيح الشوارع ذات الطاقة العالية سريعة, لا تزال هناك درجات متفاوت, معالجة منخفضة المستوى من الكفاءة المضيئة الثانوية, كفاءة منخفضة للنظام مضيئة, تسوس الضوء السريع, عمر قصير, وانحراف درجة حرارة اللون, ألوان فاتحة مختلفة, أخطاء متعددة في السائق وسلسلة من المشاكل. فيما بينها, المشكلات الفنية الرئيسية مثل التصميم البصري الثانوي, تصميم تبديد الحرارة وتصميم نظام منظم الطاقة هي المفتاح لتحسين الكفاءة المضيئة وإطالة حياة المصابيح.

لإعطاء اللعب الكامل لقوة مصادر ضوء أشباه الموصلات, يعد تصميم النظام البصري الثانوي للمصابيح LED أمرًا بالغ الأهمية لتوزيع الضوء وكفاءة الإخراج البصري لضوء الشارع LEDق. تتطلب إضاءة الطرق الجيدة توزيع الضوء لأضواء الشوارع LED ليكون نمط إضاءة مستطيل. يمكن لجميع الضوء المنبعث بأضواء الشوارع فقط تغطية الطريق, بحيث يكون تلوث الضوء خارج الطريق صفر تقريبًا. دكتور. قدمت Jiang Jinbo من جامعة هونغ كونغ بوليتكنيك تصميمين لتوزيع الضوء لمصابيح الشوارع LED: يستخدم مصباح شارع LED الأول عدسة انعكاس متماثلة محورية أو كوب عاكس, وترتيب وحدات عدسة LED على سطح منحني لإنتاج توزيع ضوء مستطيل. يمكن أن يؤدي إدخال عدسة الانعكاس الكلية إلى تحسين كفاءة استخدام الضوء بشكل كبير, لكن ترتيب وحدات LED المنحنية يجعل تصميم تبديد الحرارة والبنية الميكانيكية لمصابيح LED عالية الطاقة أكثر تعقيدًا. يتبنى النوع الثاني من ضوء الشارع LED عدسة مع سطح منحني غير متماثل, الذي يمكنه إكمال توزيع الضوء المستطيل مباشرة بواسطة عنصر ضوئي LED واحد. يحتاج حامل المصباح العام فقط إلى ترتيب وحدات LED مع توزيع الضوء المستطيل على لوحة مسطحة. هذا النوع من مصباح الشارع LED بسيط نسبيًا من حيث التركيب الميكانيكي, تبديد الحرارة والتحكم في الطاقة. يحتاج فقط إلى إضافة أعداد مختلفة من وحدات LED لإضاءة الطرق من الدرجات المختلفة من الطرق وارتفاع القطب المختلفة. يمكن أن يؤدي استخدام العناصر البصرية الثانوية السطحية المنحنية غير المتماثلة إلى جعل توزيع الضوء المستطيل لمصابيح الشوارع LED يتم تحقيقه مباشرة بوحدة LED واحدة. لا يحتاج مصباح الشارع العام إلا إلى ترتيب صفائف وحدة LED في نفس الاتجاه, التي يمكن أن تبسيط تصميم آلية مصباح الشارع, تبديد الحرارة ومزود الطاقة المسيطرة.

يجب تطوير موزع ضوئي مناسب لمصدر الضوء المعبأ لجعل الاستخدام الأكثر منطقية وكاملة للضوء المنبعث من مصدر الضوء, وذلك لتحسين كفاءة إخراج الضوء للمصباح بأكمله. في الوقت الحالي, تشمل أشكال الإشعاع للمصابيح Lambertian, إطلاق النار الجانبي, الخفافيش, مستطيل, الفراشة الجناح والضوء. من خلال التصميم البصري الثانوي, نطاق الإضاءة والمنحنى الضوئي ل LED تلبي احتياجات إضاءة الطرق.

LEDs مضمنة في تركيبات الإضاءة. بسبب ارتفاع الحرارة من رقائق LED, التكنولوجيا الرئيسية عند صنع مصابيح 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 تزداد فيها درجة حرارة تقاطع تقاطع PN 10 درجات, سيتم تقليل عمر جهاز أشباه الموصلات 1 مرات. تؤدي درجة الحرارة المرتفعة لشريحة LED إلى تدهور الشريحة نفسها وأداء راتنج التغليف, مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض في الكفاءة المضيئة وحياة مختصرة. في الوقت الحالي, اعتمد كل مصنع تدابير تبديد حرارة مختلفة, معظمها يتبنى مفهوم تصميم تبديد الحرارة متكاملة ومنهجية وتطبيق مواد توصيل حرارية عالية الأداء مثل قالب مصبقة الألومنيوم, ألومنيوم بثراء بالوعة الحرارة المسننة, بالوعة حرارة مسننة متكاملة, ألومنيوم بثرى الجانف المظهر الجانبي المسنن, أنابيب الحرارة الطويلة, ورقة الهيكل المسننة الخارجية, تبديد حرارة سائل الحمل الطبيعي, إلخ. يستخدم البعض أيضًا مزيجًا من أنابيب الحرارة الفائقة (سرعة توصيل الحرارة هي 100 مرات أسرع من النحاس الخالص) وزعانف ألومنيوم تبديد الحرارة عالي الكثافة. يتم تحويل الحرارة الناتجة عن الشريحة بسرعة من مصدر نقطة إلى مصدر خط, بحيث يتم توزيع الحرارة بالتساوي على المشتت الحراري. تتراجع الجار الحراري لتجنب تراكم فضلات الغبار والطيور. قد تسبب عوامل مثل تعبئة الرقائق وتبديد الحرارة للمصابيح توهين الضوء.

لا يزال السعر أكبر عقبة أمام التطبيق على نطاق واسع لمصابيح الشوارع LED

في الوقت الحالي, لا تزال تكلفة مصابيح الشوارع LED أعلى بكثير من تكلفة مصابيح الصوديوم عالية الضغط. سعر مصباح الشارع LED هو 4,000-8,000 يوان, أو حتى أعلى, في حين أن سعر مجموعة من مصابيح الصوديوم عالية الضغط المستوردة (بما في ذلك المصابيح ومجموعات كاملة من مصادر الضوء الكهربائي) لا يتجاوز 1,500 يوان. بقدر ما يتعلق الأمر بالوضع الراهن, من الواضح أن مصابيح الشوارع LED باهظة الثمن مع السعر 3-5 أوقات أعلى من مصابيح الصوديوم عالية الضغط. لذلك, على الرغم من أن استهلاك الطاقة في مصابيح الشوارع LED ليس سوى ثلث مصابيح الصوديوم عالية الضغط, ستظل فترة استرداد التكلفة لاستبدال مصابيح الصوديوم عالية الضغط مع مصابيح الشوارع LED طويلة لأن السعر أعلى بكثير من سعر مصابيح الصوديوم عالية الضغط.

طاولة 1：مقارنة مصابيح LED ومصادر إضاءة الطرق التقليدية

لذلك, لا يزال السعر والتكلفة أكبر عقبات أمام مصابيح LED في الشوارع التي يتم الترويج لها رسميًا في سوق إضاءة الطرق. لتحقيق سعر أقل من مصابيح الشوارع LED للتنافس مع المصابيح الموجودة, يجب تقليل تكلفة كل مصنع. لكن في المستقبل القريب, يمكن أن تعوض فقط عن عيوب التكلفة من خلال مزايا الحياة وتوفير الطاقة للمصابيح تحت فرضية أن تقنية LED تستمر في النضج وتستمر الكفاءة المضيئة في التحسن.

خاتمة

مقارنة مع مصادر ضوء الشوارع التقليدية, مصابيح الشوارع LED لها العديد من المزايا, ولكن لا تزال هناك بعض المشكلات الفنية الرئيسية التي يجب حلها بشكل عاجل, ويجب القيام بالكثير من العمل في التنمية, البحث والترويج. نأمل أن تستمر أضواء الشوارع LED في التحسن, وفي المستقبل القريب, سيتم استخدامها على نطاق أوسع في بناء الإضاءة الحضرية بأداء ممتاز.