Ontwikkelingsstatus en problemen van LED -straatlantaarns

Lange tijd, Traditionele lichtbronnen – hogedruknatriumlampen en sommige metaalhalogenidelampen spelen een leidende rol bij wegverlichting. In de afgelopen jaren, de toepassing van LED-verlichting heeft zich snel ontwikkeld. Veel fabrikanten hebben high-power gelanceerd LED Street Lights de één na de ander, en ze worden steeds vaker gebruikt in wegverlichting als energiebesparende producten. Deze passage bespreekt verschillende problemen bij de ontwikkeling en toepassing van LED-straatverlichting voor wegverlichting.

Als halfgeleider luminescerend materiaal, LED heeft de aandacht van verschillende landen getrokken vanwege de voordelen van groenheid, hoge efficiëntie, betrouwbaarheid en duurzaamheid in vergelijking met andere materialen. Met de voortdurende ontwikkeling en vooruitgang van halfgeleidertechnologie, de toepassing van LED kan overal worden toegepast. In het bijzonder, de verwerving van wit licht, het verbeteren van prestaties, zoals efficiëntie, levensduur en stabiliteit, en de voortdurende verlaging van de kosten hebben de toepassingsgebieden van LED-lichtbronnen uitgebreid. In de afgelopen jaren, LED heeft zeker succes geboekt op het gebied van landschapsverlichting, en de ontwikkeling en het onderzoek naar LED-straatlantaarns hebben een breder veld geopend. Vergeleken met traditionele lichtbronnen, LED heeft uitstekende voordelen op het gebied van kleurweergave, energiebesparing, milieubescherming, levensduur en digitale bestuurbaarheid. Wij zijn van mening dat na het geleidelijk oplossen van een reeks belangrijke technische problemen, zoals warmtedissipatie en lichtverval, en het realiseren van een substantiële kostenreductie, LED-lichtbronnen zullen goede ontwikkelingsperspectieven hebben op het gebied van wegverlichting. Op dit moment, honderden bedrijven hebben geïnvesteerd in de ontwikkeling en het onderzoek van LED-straatlantaarns, waarvan sommige in massaproductie zijn gebracht. In de afgelopen jaren, alle landen hebben hun investeringen in LED's verhoogd, Daarnaast zijn er diverse proefprojecten in volle gang.

Ontwikkelingsstatus van LED-straatlantaarns

Door de jaren heen, LED-verlichting heeft zich snel ontwikkeld, en veel fabrikanten hebben achtereenvolgens krachtige LED-straatverlichting geproduceerd, die steeds vaker in de wegverlichting worden gebruikt als energiebesparende producten. Verschillende landen en organisaties formuleren ook hun eigen markttoegangsnormen voor LED-straatlantaarns. Relatief ontwikkelde landen en regio's hanteren hogere normen. De marktnormen van veel landen en regio's zijn meer gericht op het beschermen van de ontwikkeling van lokale ondernemingen in de toekomst.

Alle landen hopen dat hun bedrijven een gunstige positie zullen innemen in deze periode van vervanging van lichtbronnen, dus bieden ze relevante subsidies en bescherming voor hun leidende bedrijven. Dit resulteert in veel verschillende normen van de markt voor LED-straatlantaarns. De producten van verschillende landen zijn niet compatibel met elkaar, dus elke fabrikant produceert LED-straatverlichting met verschillende normen voor verschillende landen. Met de snelle ontwikkeling van LED-straatverlichting, de concurrentie tussen verschillende bedrijven is behoorlijk hevig. Elk bedrijf wil de uiteindelijke winnaar zijn, en elk land wil ook dat zijn eigen bedrijf slaagt. Deze methode zal de inkoopkosten verlagen, maar de handelskosten verhogen.

Problemen bij de toepassing van LED-straatverlichting

Onder de situatie van mondiale energiecrisisen de druk op het milieu wordt steeds prominenter, de toepassing van LED-lichtbronnen in wegverlichting is de afgelopen jaren een hotspot geworden in de halfgeleiderverlichtingsindustrie. Wanneer LED-apparaatproducten worden toegepast op straatlantaarns, een reeks problemen, zoals wat zijn de speciale vereisten voor technologie, wat zijn de voordelen van LED-straatlantaarns vergeleken met de huidige traditionele hogedruknatriumstraatlantaarns, wat zijn de tekortkomingen en hoe deze op te lossen zijn onze serieuze studie waard.

Standaardisatie en veelzijdigheid van producten vormen de basis voor grootschalig gebruik

De huidige LED-straatlantaarnproduct hebben een verscheidenheid aan productuiterlijk, opstelling en hoeveelheid LED-lichtgevende deeltjes, externe afmetingen en intern ontwerp van het gelijkrichtcircuit. Bijvoorbeeld: de kracht van een enkele buis is anders, variërend van 1-5W; de lichtverdeling is anders, die vleermuisvormig zijn, rechthoekig, vlindervleugelvormig, enz.; optische verwerkingsmethoden omvatten die met een op zichzelf staande lens die secundaire optische verwerking en secundaire optische verwerking kan overslaan. Er zijn speciale aandrijfchip-IC's en niet-elektrolytische condensatoren voor de driver; multi-chipverpakkingen en single-chipverpakkingen voor de verpakking; het technische circuit heeft de module, groep met veel macht, chip-geïntegreerd hoog vermogen, en dot-matrix hoog vermogen, enz. Er zijn ook twee soorten voedingseenheden met ingebouwde geïntegreerde voeding en externe voeding, en de warmteafvoertechnologie heeft ook zijn eigen voordelen, wat na universeel gebruik groot ongemak met zich meebrengt voor de bedienings- en onderhoudswerkzaamheden, en voldoet niet aan de ontwerpprincipes van standaardisatie en generalisatie van gemeentelijke openbare voorzieningen.

Wij geloven dat in het toekomstige ontwikkelingsproces, Fabrikanten moeten strikt uniforme normen volgen om ervoor te zorgen dat producten veilig en betrouwbaar zijn wat betreft de veiligheid van apparatuur en elektrische prestaties. Tegelijkertijd, LED-producten die op het gebied van stadsverlichting worden gebruikt, moeten de volgende garanties bieden voor productstandaardisatie en uniformiteit.

Bijvoorbeeld: tussen producten in verschillende ontwikkelingsstadia van dezelfde onderneming, het is noodzakelijk om de standaardisatie en uniformiteit van de belangrijkste elektrische componenten te garanderen om het gebrek aan reserveonderdelen als gevolg van productupdates en vervangingen te voorkomen; voor producten van verschillende ondernemingen, belangrijkste elektrische componenten zoals het hoofdgedeelte van lampen, luminescerende spaanplaten en het gelijkrichtcircuit moeten gebaseerd zijn op relevante normen om de noodzakelijke standaardisatie en uniformiteit te bereiken.

De overeenkomstige internationale normen zijn de garantie voor een gezonde ontwikkeling van de LED-straatverlichtingsmarkt

De foto-elektrische en thermische eigenschappen van LED's verschillen sterk van die van traditionele lichtbronnen, waardoor het onmogelijk is om de meetmethoden van traditionele verlichtingsbronnen volledig toe te passen op het meten van bestaande LED's. Op dit moment, Bij LED's ontbreken de juiste normen op het gebied van productspecificaties en afmetingen, wat resulteert in een grote verscheidenheid aan producten, een gebrek aan normen voor metingen en onregelmatige markten. De diversiteit aan producten maakt het voor bedrijven bovendien onmogelijk om op grote schaal te produceren. Het is voor de industrie een dringende noodzaak geworden om relevante LED-normen te formuleren. Relevante ondernemingen moeten een nieuwe marktpositionering en productplanning uitvoeren, nieuwe kansen grijpen, en de nodige maatregelen voor kwaliteitsborging nemen.

Optisch ontwerp en warmteafvoer zijn de belangrijkste technische problemen waarmee LED-straatlantaarns worden geconfronteerd

Hoewel de ontwikkeling van krachtige LED-straatlantaarns snel gaat, er zijn nog steeds verschillende gradaties van lage watt en lumen, laag niveau van verwerking van secundaire lichtefficiëntie, lage lichtopbrengst van het systeem, snel lichtverval, korte levensduur, en kleurtemperatuurafwijking, verschillende lichtkleuren, meerdere fouten in de bestuurder en een reeks problemen. Onder hen, de belangrijkste technische kwesties zoals secundair optisch ontwerp, Het ontwerp van de warmteafvoer en het ontwerp van het stroomregelsysteem zijn de sleutel tot het verbeteren van de lichtefficiëntie en het verlengen van de levensduur van lampen.

Om de sterke punten van halfgeleiderlichtbronnen ten volle te benutten, het ontwerp van het secundaire optische systeem van LED's is cruciaal voor de lichtverdeling en de optische outputefficiëntie van LED-straatverlichtingS. Goede wegverlichting vereist dat de lichtverdeling van LED-straatverlichting een rechthoekig lichtpatroon is. Al het licht dat door de straatverlichting wordt uitgestraald, kan net de weg bedekken, zodat de lichtvervuiling buiten de weg vrijwel nul is. dr. Jiang Jinbo van de Hong Kong Polytechnic University introduceerde twee lichtverdelingsontwerpen voor LED-straatlantaarns: de eerste LED-straatlantaarn maakt gebruik van een asymmetrische totale reflectielens of reflecterende beker, en de LED-lensmodules zijn op een gebogen oppervlak gerangschikt om een ​​rechthoekige lichtverdeling te produceren. De introductie van een totale reflectielens kan de gebruiksefficiëntie van licht aanzienlijk verbeteren, maar de opstelling van gebogen LED-modules maakt het ontwerp van de warmteafvoer en de mechanische structuur van krachtige LED's complexer. Het tweede type LED-straatverlichting maakt gebruik van een lens met een asymmetrisch vrij gebogen oppervlak, die de rechthoekige lichtverdeling direct kan voltooien door een enkel optisch LED-element. De totaallamphouder hoeft alleen maar de LED-modules met rechthoekige lichtverdeling eenvoudig op een vlakke plaat te plaatsen. Dit soort LED-straatlantaarns zijn relatief eenvoudig qua mechanische structuur, warmteafvoer en vermogensregeling. Het hoeft alleen maar verschillende aantallen LED-modules toe te voegen voor wegverlichting van verschillende soorten wegen en verschillende masthoogtes. Het gebruik van secundaire optische elementen met een asymmetrisch vrij gebogen oppervlak kan de rechthoekige lichtverdeling van LED-straatlantaarns direct realiseren met een enkele LED-module. De algehele straatlantaarn hoeft deze LED-modulearrays alleen in dezelfde richting te plaatsen, wat het ontwerp van het straatlantaarnmechanisme kan vereenvoudigen, warmteafvoer en controle van de stroomvoorziening.

Er moet een lichtverdeler worden ontwikkeld die geschikt is voor de verpakte lichtbron om redelijker en vollediger gebruik te maken van het licht dat door de lichtbron wordt uitgezonden., om de lichtopbrengstefficiëntie van de gehele lamp te verbeteren. Op dit moment, de stralingsvormen van LED's omvatten Lambertiaans, zijwaarts schieten, vleermuisvleugel, rechthoekig, vlindervleugel en spotlighting. Door het secundaire optische ontwerp, het verlichtingsbereik en de fotometrische curve van de LED voldoen aan de behoeften van wegverlichting.

LED's zijn ingebed in verlichtingsarmaturen. Vanwege de hoge warmteontwikkeling van LED-chips, de belangrijkste technologie bij het maken van lampen met hoog vermogen is “Warmte -dissipatie”. Hoewel de lichtopbrengst steeds hoger wordt, de door de LED-chip gegenereerde warmte is nog steeds erg groot. Elke keer dat de junctietemperatuur van de PN-junctie toeneemt met 10 graden, de levensduur van het halfgeleiderapparaat zal worden verkort 1 keer. De hoge temperatuur van de LED-chip leidt tot verslechtering van de chip zelf en de prestaties van de verpakkingshars, wat uiteindelijk leidt tot een vermindering van de lichtopbrengst en een verkorte levensduur. Op dit moment, elke fabrikant heeft verschillende maatregelen voor warmteafvoer genomen, waarvan de meeste een integraal en systematisch ontwerpconcept voor warmteafvoer hanteren en hoogwaardige warmtegeleidende materialen toepassen, zoals aluminium spuitgietmatrijzen, aluminium geëxtrudeerd getand koellichaam, integraal getand koellichaam, aluminium geëxtrudeerd profiel rijgetande koellichaam, hittepijp met lange vinvorm, extern getand structuurblad, natuurlijke convectievloeistof warmteafvoer, enz. Sommigen gebruiken ook een combinatie van superlegeringswarmtepijpen (waarvan de warmtegeleidingssnelheid is 100 keer sneller dan die van puur koper) en aluminium vinnen met hoge dichtheid en warmteafvoer. De door de chip gegenereerde warmte wordt snel omgezet van een puntbron naar een lijnbron, zodat de warmte gelijkmatig wordt verdeeld over het koellichaam. Het koellichaam is naar beneden gericht om de ophoping van stof en vogelpoep te voorkomen. Factoren zoals chipverpakking en warmteafvoer van lampen kunnen lichtverzwakking veroorzaken.

Prijs is nog steeds het grootste obstakel voor de grootschalige toepassing van LED-straatlantaarns

Op dit moment, de kosten van LED-straatlantaarns zijn nog steeds veel hoger dan die van hogedruknatriumlampen. De prijs van een LED-straatlamp is 4,000-8,000 yuan, of zelfs hoger, terwijl de prijs van een set geïmporteerde hogedruknatriumlampen (inclusief lampen en complete sets elektrische lichtbronnen) niet overschrijdt 1,500 yuan. Wat de status quo betreft, LED-straatlantaarns zijn uiteraard te duur met een prijs 3-5 maal hoger dan die van hogedruknatriumlampen. Daarom, ook al bedraagt ​​het stroomverbruik van LED-straatlantaarns slechts een derde van dat van hogedruknatriumlampen, de terugverdientijd van het vervangen van hogedruknatriumlampen door LED-straatlantaarns zal nog lang duren omdat de prijs veel hoger is dan die van hogedruknatriumlampen.

Tafel 1：Vergelijking van Power-LED's en traditionele wegverlichtingsbronnen

Daarom, prijs en kosten zijn nog steeds de grootste obstakels voor de officiële promotie van LED-straatlantaarns op de straatverlichtingsmarkt. Om een ​​lagere prijs van LED-straatlantaarns te bereiken om te concurreren met bestaande lampen, de kosten van elke fabrikant moeten worden verlaagd. Maar in de nabije toekomst, het kan de nadelen van de kosten alleen compenseren door de voordelen van levensduur en energiebesparing van LED's, in de veronderstelling dat de LED-technologie steeds volwassener wordt en de lichtefficiëntie blijft verbeteren.

epiloog

Vergeleken met traditionele straatverlichtingsbronnen, LED-straatverlichting heeft veel voordelen, maar er zijn nog steeds enkele belangrijke technische problemen die dringend moeten worden opgelost, en er moet veel werk worden verzet op het gebied van de ontwikkeling, onderzoek en promotie. We hopen dat LED-straatverlichting zich zal blijven verbeteren, en in de nabije toekomst, ze zullen op grotere schaal worden gebruikt bij de constructie van stadsverlichting met uitstekende prestaties.