Entwicklungsstatus und Probleme von LED -Straßenlampen

Für eine lange Zeit, Traditionelle Lichtquellen – Natriumdampf-Hochdrucklampen und einige Halogen-Metalldampflampen spielen in der Straßenbeleuchtung eine führende Rolle. In den letzten Jahren, Der Einsatz von LED-Beleuchtung hat sich rasant weiterentwickelt. Viele Hersteller haben High-Power auf den Markt gebracht LED-Straßenlaternen nacheinander, und sie werden zunehmend als energiesparende Produkte in der Straßenbeleuchtung eingesetzt. In diesem Abschnitt werden verschiedene Probleme bei der Entwicklung und Anwendung von LED-Straßenlampen für die Straßenbeleuchtung erörtert.

Als Halbleiterlumineszenzmaterial, LED hat aufgrund seiner umweltfreundlichen Vorteile die Aufmerksamkeit verschiedener Länder auf sich gezogen, hohe Effizienz, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit im Vergleich zu anderen Materialien. Mit der kontinuierlichen Entwicklung und dem Fortschritt der Halbleitertechnologie, Man kann sagen, dass die Anwendung von LED überall ist. Insbesondere, die Erfassung von weißem Licht, die Verbesserung der Leistung wie Effizienz, Lebensdauer und Stabilität, und die kontinuierliche Kostensenkung haben die Einsatzgebiete von LED-Lichtquellen erweitert. In den letzten Jahren, LED hat im Bereich der Landschaftsbeleuchtung einen gewissen Erfolg erzielt, und die Entwicklung und Forschung von LED-Straßenlaternen hat ein breiteres Feld eröffnet. Im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen, LED haben herausragende Vorteile bei der Farbwiedergabe, Energieeinsparung, Umweltschutz, Lebensdauer und digitale Steuerbarkeit. Wir glauben, dass dies nach der schrittweisen Lösung einer Reihe wichtiger technischer Probleme wie Wärmeableitung und Lichtzerfall gelingt, und eine erhebliche Kostenreduzierung zu erreichen, LED-Lichtquellen haben gute Entwicklungsaussichten im Bereich der Straßenbeleuchtung. Derzeit, Hunderte Unternehmen haben in die Entwicklung und Forschung von LED-Straßenlaternen investiert, Einige davon wurden in Massenproduktion gebracht. In den letzten Jahren, Alle Länder haben ihre Investitionen in LEDs erhöht, und auch diverse Pilotprojekte sind in vollem Gange.

Entwicklungsstand von LED-Straßenlaternen

Im Laufe der Jahre, LED-Beleuchtung hat sich rasant entwickelt, und viele Hersteller haben sukzessive Hochleistungs-LED-Straßenlaternen produziert, die zunehmend als energiesparende Produkte in der Straßenbeleuchtung eingesetzt werden. Verschiedene Länder und Organisationen formulieren außerdem ihre eigenen Marktzugangsstandards für LED-Straßenlaternen. Relativ entwickelte Länder und Regionen haben höhere Standards. Die Marktstandards vieler Länder und Regionen zielen eher darauf ab, die Entwicklung lokaler Unternehmen in Zukunft zu schützen.

Alle Länder hoffen, dass ihre Unternehmen in dieser Zeit des Lichtquellenaustauschs eine günstige Position einnehmen, Daher bieten sie ihren führenden Unternehmen entsprechende Subventionen und Schutz. Daraus ergeben sich viele unterschiedliche Standards des LED-Straßenlaternenmarktes. Die Produkte verschiedener Länder sind nicht miteinander kompatibel, Daher produziert jeder Hersteller LED-Straßenlaternen mit unterschiedlichen Standards für verschiedene Länder. Mit der rasanten Entwicklung von LED-Straßenlaternen, Der Wettbewerb zwischen verschiedenen Unternehmen ist ziemlich hart. Jedes Unternehmen möchte der endgültige Gewinner sein, Und jedes Land möchte auch, dass sein eigenes Unternehmen erfolgreich ist. Diese Methode wird die Beschaffungskosten senken, aber die Handelskosten erhöhen.

Probleme bei der Anwendung von LED-Straßenlaternen

Unter der Situation von globale Energiekrises und Umweltbelastungen werden immer wichtiger, Der Einsatz von LED-Lichtquellen in der Straßenbeleuchtung hat sich in den letzten Jahren zu einem Hotspot in der Halbleiterbeleuchtungsindustrie entwickelt. Wenn LED-Geräteprodukte auf Straßenlaternen angewendet werden, eine Reihe von Problemen, wie z. B. welche besonderen Anforderungen an die Technik gestellt werden, Was sind die Vorteile von LED-Straßenlaternen im Vergleich zu den aktuellen herkömmlichen Natriumhochdruck-Straßenlaternen?, Was die Mängel sind und wie sie gelöst werden können, ist eine ernsthafte Untersuchung wert.

Standardisierung und Vielseitigkeit der Produkte sind die Grundlage für den großflächigen Einsatz

Die jetzige Produkt LED-Straßenlaternen haben eine Vielzahl von Produktaussehen, Anordnung und Menge der LED-Leuchtstoffpartikel, Außenabmessungen und Innenaufbau der Gleichrichterschaltung. Zum Beispiel: Die Leistung einer einzelnen Röhre ist unterschiedlich, im Bereich von 1-5W; Die Lichtverteilung ist unterschiedlich, die fledermausförmig sind, rechteckig, schmetterlingsflügelförmig, usw.; Zu den optischen Verarbeitungsmethoden gehören solche mit eigenständiger Linse, die eine sekundäre optische Verarbeitung überspringen können, und solche mit sekundärer optischer Verarbeitung. Für den Treiber gibt es spezielle Treiber-Chip-ICs und nicht-elektrolytische Kondensatoren; Multi-Chip-Verpackung und Single-Chip-Verpackung für die Verpackung; Der technische Schaltkreis verfügt über das Modul, Gruppen-Hochleistungsstärke, mit Chipintegration integriert, und Punktmatrix-Hochleistung, usw. Es gibt auch zwei Arten von Netzteilbaugruppen mit eingebautem integriertem Netzteil und externem Netzteil, Und auch die Wärmeableitungstechnologie hat ihre eigenen Vorteile, was nach universellem Einsatz große Unannehmlichkeiten für die Betriebs- und Wartungsarbeiten mit sich bringt, und entspricht nicht den Standardisierungs- und Generalisierungsprinzipien kommunaler öffentlicher Einrichtungen.

Wir glauben, dass im zukünftigen Entwicklungsprozess, Hersteller sollten sich strikt an einheitliche Standards halten, um sicherzustellen, dass Produkte in Bezug auf Gerätesicherheit und elektrische Leistung sicher und zuverlässig sind. Gleichzeitig, LED-Produkte, die im Bereich der Stadtbeleuchtung eingesetzt werden, müssen die folgenden Garantien für Produktstandardisierung und -einheitlichkeit bieten.

Zum Beispiel: zwischen Produkten in unterschiedlichen Entwicklungsstadien desselben Unternehmens, Es ist notwendig, die Standardisierung und Einheitlichkeit der wichtigsten elektrischen Komponenten sicherzustellen, um den Mangel an Ersatzteilen aufgrund von Produktaktualisierungen und -austauschen zu vermeiden; für Produkte verschiedener Unternehmen, Die wichtigsten elektrischen Komponenten wie der Hauptkörper von Lampen, Leuchtspanplatten und die Gleichrichterschaltung müssen auf einschlägigen Normen basieren, um die erforderliche Standardisierung und Einheitlichkeit zu erreichen.

Die entsprechenden internationalen Standards sind der Garant für die gesunde Entwicklung des LED-Straßenlampenmarktes

Die fotoelektrischen und thermischen Eigenschaften von LEDs unterscheiden sich stark von denen herkömmlicher Lichtquellen, Dies macht es unmöglich, die Messmethoden herkömmlicher Lichtquellen vollständig auf die Messung vorhandener LEDs anzuwenden. Derzeit, Für LEDs fehlen entsprechende Standards hinsichtlich Produktspezifikationen und Abmessungen, Dadurch entsteht eine große Produktvielfalt, fehlende Messstandards und unregelmäßige Märkte. Die Vielfalt der Produkte macht es Unternehmen zudem unmöglich, in großem Maßstab zu produzieren. Für die Industrie ist es dringend erforderlich, relevante LED-Standards zu formulieren. Relevante Unternehmen sollten eine neue Marktpositionierung und Produktplanung durchführen, neue Chancen ergreifen, und die notwendigen Qualitätssicherungsmaßnahmen ergreifen.

Optisches Design und Wärmeableitung sind die größten technischen Probleme bei LED-Straßenlaternen

Obwohl die Entwicklung von Hochleistungs-LED-Straßenlaternen schnell voranschreitet, Es gibt immer noch unterschiedliche Grade an niedrigen Watt- und Lumenwerten, Low-Level-Handhabung der sekundären Lichtausbeute, geringe Systemlichtausbeute, Schneller Lichtverfall, kurze Lebensdauer, und Farbtemperaturabweichung, verschiedene Lichtfarben, mehrere Fehler im Treiber und eine Reihe von Problemen. Darunter, Die wichtigsten technischen Probleme wie das sekundäre optische Design, Das Design der Wärmeableitung und des Leistungsreglersystems ist der Schlüssel zur Verbesserung der Lichtausbeute und zur Verlängerung der Lampenlebensdauer.

Die Stärken von Halbleiterlichtquellen voll ausspielen, Das Design des sekundären optischen Systems von LEDs ist entscheidend für die Lichtverteilung und die optische Leistungseffizienz von LED-StraßenleuchtenS. Für eine gute Straßenbeleuchtung muss die Lichtverteilung von LED-Straßenlaternen ein rechteckiges Lichtmuster sein. Das gesamte von den Straßenlaternen ausgestrahlte Licht kann gerade noch die Straße abdecken, sodass die Lichtverschmutzung außerhalb der Straße nahezu Null ist. Dr.. Jiang Jinbo von der Hong Kong Polytechnic University stellte zwei Lichtverteilungsdesigns für LED-Straßenlaternen vor: Die erste LED-Straßenlaterne verwendet eine axialsymmetrische Totalreflexionslinse oder einen reflektierenden Becher, und die LED-Linsenmodule sind auf einer gekrümmten Oberfläche angeordnet, um eine rechteckige Lichtverteilung zu erzeugen. Die Einführung einer Totalreflexionslinse kann die Lichtnutzungseffizienz erheblich verbessern, Die Anordnung gebogener LED-Module macht jedoch das Wärmeableitungsdesign und den mechanischen Aufbau von Hochleistungs-LEDs komplexer. Der zweite Typ von LED-Straßenlaternen verwendet Linsen mit asymmetrischer, frei gekrümmter Oberfläche, die die rechteckige Lichtverteilung direkt durch ein einzelnes LED-Optikelement vervollständigen kann. Der gesamte Lampenhalter muss lediglich die LED-Module mit rechteckiger Lichtverteilung auf einer flachen Platte anordnen. Diese Art von LED-Straßenlaterne ist vom mechanischen Aufbau her relativ einfach, Wärmeableitung und Leistungskontrolle. Es muss lediglich eine unterschiedliche Anzahl von LED-Modulen für die Straßenbeleuchtung unterschiedlicher Straßenqualitäten und unterschiedlicher Masthöhen hinzugefügt werden. Durch den Einsatz asymmetrischer sekundärer optischer Elemente mit frei gekrümmter Oberfläche kann die rechteckige Lichtverteilung von LED-Straßenlaternen direkt mit einem einzigen LED-Modul realisiert werden. Die gesamte Straßenlaterne muss diese LED-Modulanordnungen lediglich in die gleiche Richtung anordnen, Dies kann das Design des Straßenlaternenmechanismus vereinfachen, Wärmeableitung und Steuerung der Stromversorgung.

Es sollte ein für die verpackte Lichtquelle geeigneter Lichtverteiler entwickelt werden, um das von der Lichtquelle emittierte Licht sinnvoller und vollständiger zu nutzen, um die Lichtausbeute der gesamten Lampe zu verbessern. Derzeit, Zu den Strahlungsformen von LEDs gehört die Lambertsche Strahlung, Seitenfeuer, Fledermausflügel, rechteckig, Schmetterlingsflügel und Spotlight. Durch das sekundäre optische Design, Der Beleuchtungsbereich und die photometrische Kurve der LED entsprechen den Anforderungen der Straßenbeleuchtung.

LEDs sind in Beleuchtungskörper eingebettet. Aufgrund der hohen Wärmeentwicklung von LED-Chips, Die Schlüsseltechnologie bei der Herstellung von Hochleistungslampen ist “Wärmeableitung”. Obwohl die leuchtende Effizienz immer höher und höher wird, Die vom LED -Chip erzeugte Wärme ist immer noch sehr groß. Jedes Mal steigt die Sperrschichttemperatur des PN-Übergangs um 10 Grad, die Lebensdauer des Halbleiterbauelements wird um reduziert 1 mal. Die hohe Temperatur des LED -Chips führt zur Verschlechterung des Chips selbst und zur Leistung des Verpackungsharzes, was letztendlich zu einer Verringerung der Lichtausbeute und einer verkürzten Lebensdauer führt. Derzeit, Jeder Hersteller hat unterschiedliche Maßnahmen zur Wärmeableitung ergriffen, Die meisten von ihnen verfolgen ein ganzheitliches und systematisches Designkonzept zur Wärmeableitung und verwenden leistungsstarke wärmeleitende Materialien wie Aluminium-Druckgussformen, Gezahnter Kühlkörper aus extrudiertem Aluminium, Integrierter gezahnter Kühlkörper, Verzahnter Kühlkörper aus Aluminium-Strangpressprofil, Wärmerohr in Langrippenform, Außenverzahntes Strukturblech, natürliche Konvektionsflüssigkeitswärmeableitung, usw. Einige verwenden auch eine Kombination aus Superlegierungs-Wärmerohren (dessen Wärmeleitungsgeschwindigkeit ist 100 Mal schneller als die von reinem Kupfer) und Aluminiumlamellen mit hoher Wärmeableitung. Die vom Chip erzeugte Wärme wird schnell von einer Punktquelle in eine Linienquelle umgewandelt, damit die Wärme gleichmäßig auf den Kühlkörper verteilt wird. Der Kühlkörper ist nach unten gerichtet, um die Ansammlung von Staub und Vogelkot zu vermeiden. Faktoren wie die Verpackung des Chips und die Wärmeableitung der Lampen können zu einer Lichtdämpfung führen.

Der Preis ist nach wie vor das größte Hindernis für den großflächigen Einsatz von LED-Straßenlaternen

Derzeit, Die Kosten für LED-Straßenlaternen liegen immer noch weit über denen von Natriumdampf-Hochdrucklampen. Der Preis einer LED-Straßenlaterne beträgt 4,000-8,000 Yuan, oder sogar höher, während der Preis für einen Satz importierter Natriumdampf-Hochdrucklampen (inklusive Lampen und komplette Sätze elektrischer Lichtquellen) nicht überschreitet 1,500 Yuan. Was den Status quo betrifft, LED-Straßenlaternen sind mit dem Preis offensichtlich zu teuer 3-5 um ein Vielfaches höher als bei Natriumdampf-Hochdrucklampen. daher, obwohl der Stromverbrauch von LED-Straßenlaternen nur ein Drittel des Stromverbrauchs von Natriumdampf-Hochdrucklampen beträgt, Die Kostenamortisationszeit für den Ersatz von Natriumdampf-Hochdrucklampen durch LED-Straßenlaternen wird noch lange dauern, da der Preis viel höher ist als der von Natriumdampf-Hochdrucklampen.

Tisch 1：Vergleich von Power-LEDs und herkömmlichen Straßenbeleuchtungsquellen

daher, Preis und Kosten sind nach wie vor die größten Hindernisse für die offizielle Vermarktung von LED-Straßenlaternen auf dem Straßenbeleuchtungsmarkt. Um einen niedrigeren Preis für LED-Straßenlaternen zu erzielen, um mit bestehenden Lampen konkurrieren zu können, Die Kosten jedes Herstellers müssen gesenkt werden. Aber in naher Zukunft, Die Kostennachteile können nur durch die Vorteile der Lebensdauer und Energieeinsparung von LEDs ausgeglichen werden, vorausgesetzt, dass die LED-Technologie weiter ausgereift ist und sich die Lichtausbeute weiter verbessert.

Epilog

Im Vergleich zu herkömmlichen Straßenlichtquellen, LED-Straßenlaternen haben viele Vorteile, Es gibt jedoch noch einige wichtige technische Probleme, die dringend gelöst werden müssen, und in der Entwicklung muss noch viel Arbeit geleistet werden, Forschung und Förderung. Wir hoffen, dass sich die LED-Straßenbeleuchtung weiter verbessert, und zwar in naher Zukunft, Sie werden in größerem Umfang beim Bau von Stadtbeleuchtungen mit hervorragender Leistung eingesetzt.