Statut de développement et problèmes des réverbères LED

Pendant longtemps, sources lumineuses traditionnelles – les lampes au sodium haute pression et certaines lampes aux halogénures métalliques jouent un rôle de premier plan dans l'éclairage routier. Au cours des dernières années, l'application de l'éclairage LED s'est développée rapidement. De nombreux fabricants ont lancé des Lampadaires LED l'un après l'autre, et ils sont de plus en plus utilisés dans l'éclairage routier en tant que produits économes en énergie. Ce passage traite de plusieurs problèmes liés au développement et à l'application des lampadaires à LED pour l'éclairage routier..

En tant que matériau luminescent semi-conducteur, La LED a attiré l’attention de divers pays pour ses avantages écologiques, haute efficacité, fiabilité et durabilité par rapport à d’autres matériaux. Avec le développement et les progrès continus de la technologie des semi-conducteurs, on peut dire que l'application de la LED est partout. En particulier, l'acquisition de la lumière blanche, l’amélioration des performances comme l’efficacité, durée de vie et stabilité, et la réduction continue des coûts ont élargi les domaines d'application des sources lumineuses LED. Au cours des dernières années, La LED a connu un certain succès dans le domaine de l'éclairage paysager, et le développement et la recherche de lampadaires à LED ont ouvert un champ plus large. Par rapport aux sources lumineuses traditionnelles, Les LED présentent des avantages exceptionnels en matière de rendu des couleurs, économie d'énergie, protection de l'environnement, durée de vie et contrôlabilité numérique. Nous pensons qu'après avoir progressivement résolu une série de problèmes techniques clés tels que la dissipation thermique et la dégradation de la lumière, et obtenir une réduction substantielle des coûts, Les sources lumineuses LED auront de bonnes perspectives de développement dans le domaine de l'éclairage routier. À l'heure actuelle, des centaines d'entreprises ont investi dans le développement et la recherche de lampadaires à LED, dont certains ont été mis en production de masse. Au cours des dernières années, tous les pays ont augmenté leurs investissements dans les LED, et divers projets pilotes battent également leur plein.

État de développement des lampadaires à LED

Au fil des années, L'éclairage LED s'est développé rapidement, et de nombreux fabricants ont successivement produit des lampadaires LED haute puissance, qui sont de plus en plus utilisés dans l'éclairage routier comme produits économes en énergie. Divers pays et organisations élaborent également leurs propres normes d'accès au marché pour les lampadaires à LED.. Les pays et régions relativement développés ont des normes plus élevées. Les normes de marché de nombreux pays et régions visent davantage à protéger le développement des entreprises locales à l'avenir..

Tous les pays espèrent que leurs entreprises occuperont une position favorable dans cette période de remplacement des sources d'éclairage, ils fournissent donc des subventions et une protection pertinentes à leurs principales entreprises. Cela se traduit par de nombreuses normes différentes sur le marché des lampadaires à LED.. Les produits de différents pays ne sont pas compatibles entre eux, Ainsi, chaque fabricant produit des lampadaires LED avec des normes différentes pour différents pays. Avec le développement rapide des lampadaires LED, la concurrence entre les différentes entreprises est assez féroce. Chaque entreprise veut être le gagnant final, et chaque pays veut aussi que sa propre entreprise réussisse. Cette méthode réduira les coûts d'approvisionnement mais augmentera les coûts commerciaux.

Problèmes dans l'application des lampadaires LED

Dans la situation de crise énergétique mondiales et la pression environnementale deviennent de plus en plus importantes, l'application de sources lumineuses LED dans l'éclairage routier est devenue un point chaud dans l'industrie de l'éclairage à semi-conducteurs ces dernières années. Lorsque les produits d'appareils LED sont appliqués aux lampadaires, une série de problèmes tels que quelles sont les exigences particulières de la technologie, quels sont les avantages des lampadaires à LED par rapport aux lampadaires traditionnels au sodium haute pression actuels, quelles sont les lacunes et comment les résoudre méritent notre étude sérieuse.

La standardisation et la polyvalence des produits sont la base d'une utilisation à grande échelle

Le courant Produit de lampadaires LED avoir une variété d'apparence de produit, disposition et quantité de particules luminescentes LED, dimensions extérieures et conception interne du circuit redresseur. Par exemple: la puissance d'un seul tube est différente, allant de 1 à 5 W; la répartition de la lumière est différente, qui sont en forme de chauve-souris, rectangulaire, en forme d'aile de papillon, etc.; les méthodes de traitement optique incluent celles avec lentille autonome qui peuvent ignorer le traitement optique secondaire et ceux de traitement optique secondaire. Il existe des circuits intégrés de puce de lecteur spéciaux et des condensateurs non électrolytiques pour le pilote; emballage multipuce et emballage monopuce pour l'emballage; le circuit technique a le module, groupe de haute puissance, haute puissance intégrée à la puce, et matrice de points haute puissance, etc.. Il existe également deux types de blocs d'alimentation avec alimentation intégrée et alimentation externe., et la technologie de dissipation thermique a également ses propres avantages, ce qui apporte de grands inconvénients aux travaux d'exploitation et de maintenance après une utilisation universelle, et n'est pas conforme aux principes de conception de normalisation et de généralisation des équipements publics municipaux.

Nous pensons que dans le futur processus de développement, les fabricants doivent suivre strictement des normes unifiées pour garantir que les produits sont sûrs et fiables en termes de sécurité des équipements et de performances électriques. En même temps, Les produits LED utilisés dans le domaine de l'éclairage urbain doivent offrir les garanties suivantes en matière de standardisation et d'uniformité des produits.

Par exemple: entre des produits à différents stades de développement d'une même entreprise, il est nécessaire d'assurer la standardisation et l'uniformité des principaux composants électriques pour éviter le manque de pièces de rechange dû à la mise à jour et au remplacement du produit; pour les produits de différentes entreprises, principaux composants électriques tels que le corps principal des lampes, les panneaux de particules luminescents et le circuit redresseur doivent être basés sur les normes pertinentes pour atteindre la standardisation et l'uniformité nécessaires.

Les normes internationales correspondantes sont la garantie du développement sain du marché des lampadaires à LED

Les caractéristiques photoélectriques et thermiques des LED sont très différentes des sources lumineuses traditionnelles, ce qui rend impossible d'appliquer complètement les méthodes de mesure des sources lumineuses traditionnelles à la mesure des LED existantes. À l'heure actuelle, Les LED manquent de normes appropriées en termes de spécifications et de mesures du produit, résultant en une grande variété de produits, un manque de normes de mesure et des marchés irréguliers. La diversité des produits rend également impossible pour les entreprises de produire à grande échelle.. Il est devenu urgent pour l’industrie de formuler des normes LED pertinentes.. Les entreprises concernées doivent procéder à un nouveau positionnement sur le marché et à une nouvelle planification des produits., saisir de nouvelles opportunités, et adopter les mesures d’assurance qualité nécessaires.

La conception optique et la dissipation thermique sont les principaux problèmes techniques rencontrés par les lampadaires à LED

Bien que le développement des lampadaires LED haute puissance soit rapide, il existe encore différents degrés de faibles watts et lumens, gestion de bas niveau de l'efficacité lumineuse secondaire, faible efficacité lumineuse du système, dégradation rapide de la lumière, courte durée de vie, et écart de température de couleur, différentes couleurs de lumière, plusieurs défauts dans le pilote et une série de problèmes. Parmi eux, les principales problématiques techniques telles que la conception optique secondaire, la conception de la dissipation thermique et la conception du système de régulateur de puissance sont la clé pour améliorer l’efficacité lumineuse et prolonger la durée de vie des lampes.

Pour exploiter pleinement les atouts des sources lumineuses à semi-conducteurs, la conception du système optique secondaire des LED est cruciale pour la distribution de la lumière et l'efficacité de la sortie optique du lampadaire LEDs. Un bon éclairage routier nécessite que la répartition de la lumière des lampadaires LED soit un motif lumineux rectangulaire.. Toute la lumière émise par les lampadaires ne peut que couvrir la route, pour que la pollution lumineuse en dehors de la route soit quasiment nulle. Docteur. Jiang Jinbo de l'Université Polytechnique de Hong Kong a présenté deux modèles de distribution lumineuse pour les lampadaires LED: le premier lampadaire à LED utilise une lentille à réflexion totale axisymétrique ou une coupelle réfléchissante, et les modules de lentilles LED sont disposés sur une surface incurvée pour produire une distribution de lumière rectangulaire. L'introduction d'une lentille à réflexion totale peut grandement améliorer l'efficacité d'utilisation de la lumière, mais la disposition des modules LED incurvés rend la conception de dissipation thermique et la structure mécanique des LED haute puissance plus complexes. Le deuxième type de lampadaire LED adopte une lentille avec une surface incurvée libre asymétrique, qui peut compléter directement la distribution lumineuse rectangulaire par un seul élément optique LED. Pour obtenir l'ensemble du support de lampe, il suffit de disposer les modules LED à répartition lumineuse rectangulaire sur une plaque plane.. Ce type de lampadaire LED est relativement simple en termes de structure mécanique, dissipation thermique et contrôle de la puissance. Il suffit d'ajouter différents nombres de modules LED pour l'éclairage routier de différents niveaux de routes et différentes hauteurs de poteaux.. L'utilisation d'éléments optiques secondaires asymétriques à surface incurvée libre peut rendre la distribution lumineuse rectangulaire des lampadaires LED directement réalisée avec un seul module LED.. Le lampadaire global n'a besoin que de disposer ces réseaux de modules LED dans la même direction, ce qui peut simplifier la conception du mécanisme du lampadaire, Dissipation thermique et contrôle de l'alimentation.

Un distributeur de lumière adapté à la source lumineuse emballée doit être développé pour permettre une utilisation plus raisonnable et plus complète de la lumière émise par la source lumineuse., afin d'améliorer l'efficacité du rendement lumineux de l'ensemble de la lampe. À l'heure actuelle, les formes de rayonnement des LED incluent le lambertien, tir latéral, aile de chauve-souris, rectangulaire, aile de papillon et projecteurs. Grâce à la conception optique secondaire, la plage d'éclairage et la courbe photométrique de la LED répondent aux besoins de l'éclairage routier.

Les LED sont intégrées dans les luminaires. En raison de la production de chaleur élevée des puces LED, la technologie clé dans la fabrication de lampes haute puissance est « dissipation thermique ». Bien que l'efficacité lumineuse soit de plus en plus élevée, la chaleur générée par la puce LED est toujours très importante. Chaque fois que la température de jonction de la jonction PN augmente de 10 degrés, la durée de vie du dispositif semi-conducteur sera réduite de 1 fois. La température élevée de la puce LED entraîne la détérioration de la puce elle-même et des performances de la résine d'emballage., ce qui conduit finalement à une réduction de l’efficacité lumineuse et à une durée de vie raccourcie. À l'heure actuelle, chaque fabricant a adopté différentes mesures de dissipation thermique, dont la plupart adoptent un concept de conception de dissipation thermique intégral et systématique et appliquent des matériaux conducteurs de chaleur de haute performance tels que des moules de moulage sous pression en aluminium., dissipateur thermique denté en aluminium extrudé, dissipateur thermique denté intégré, Dissipateur thermique denté à rangée de profilés extrudés en aluminium, caloduc à ailettes longues, feuille de structure dentée externe, Dissipation thermique par fluide de convection naturelle, etc.. Certains utilisent également une combinaison de caloducs en super alliage (dont la vitesse de conduction thermique est 100 fois plus rapide que celle du cuivre pur) et ailettes en aluminium à dissipation thermique haute densité. La chaleur générée par la puce est rapidement convertie d'une source ponctuelle en une source linéaire, afin que la chaleur soit répartie uniformément vers le dissipateur thermique. Les dissipateurs thermiques sont orientés vers le bas pour éviter l'accumulation de poussière et de fientes d'oiseaux. Des facteurs tels que l'emballage des puces et la dissipation thermique des lampes peuvent provoquer une atténuation de la lumière..

Le prix reste le plus grand obstacle à l’application à grande échelle des lampadaires LED

À l'heure actuelle, le coût des lampadaires à LED est encore bien plus élevé que celui des lampes au sodium haute pression. Le prix d'un lampadaire LED est de 4,000-8,000 yuan, ou même plus, tandis que le prix d'un ensemble de lampes au sodium haute pression importées (y compris les lampes et les ensembles complets de sources lumineuses électriques) ne dépasse pas 1,500 yuan. En ce qui concerne le statu quo, Les lampadaires LED sont évidemment trop chers avec un prix 3-5 fois supérieure à celle des lampes au sodium haute pression. Donc, même si la consommation électrique des lampadaires LED ne représente qu'un tiers de celle des lampes au sodium haute pression, la période de recouvrement des coûts liée au remplacement des lampes au sodium haute pression par des lampadaires à LED sera encore longue car le prix est beaucoup plus élevé que celui des lampes au sodium haute pression.

Tableau 1：Comparaison des LED de puissance et des sources d'éclairage routier traditionnelles

Donc, le prix et le coût restent les plus grands obstacles à la promotion officielle des lampadaires LED sur le marché de l'éclairage routier. Obtenir un prix inférieur pour les lampadaires LED afin de concurrencer les lampes existantes, le coût de chaque fabricant doit être réduit. Mais dans un futur proche, elle ne peut compenser les inconvénients du coût que par les avantages de la durée de vie et des économies d'énergie des LED, à condition que la technologie LED continue de mûrir et que l'efficacité lumineuse continue de s'améliorer..

épilogue

Par rapport aux sources d'éclairage public traditionnelles, Les lampadaires LED présentent de nombreux avantages, mais il reste encore quelques problèmes techniques clés qui doivent être résolus de toute urgence, et beaucoup de travail reste à faire en matière de développement, recherche et promotion. Nous espérons que les lampadaires LED continueront à s'améliorer, et dans un futur proche, ils seront plus largement utilisés dans la construction d'éclairage urbain avec d'excellentes performances.