Valaistustilanteen arviointi
Korkeapaineiset natriumlamput ovat tällä hetkellä vallitseva tavanomaisen valaistuksen tyyppi, jota käytetään tien valaistukseen. Valtaosassa haarateistä on testattu LED-katuvalaistusta. Molemmat ovat kuitenkin selvästi osoittaneet etunsa ja haitansa.
Korkeapaineisten natriumlamppujen valoteho on jopa 140 lm/W, mikä on suurempi kuin nykyaikaisten suuritehoisten kaupallisten LEDien 120 lm/W. Kuitenkin verrattuna korkeapaineisiin natriumvalaisimiin, joiden värintoistoindeksi on noin 25, LEDien indeksi on huomattavasti suurempi (noin 80). Lisäksi samoissa valaistusolosuhteissa valkoiset LEDit ovat hyödyllisempiä auttamaan kuljettajia tai jalankulkijoita tavoitteiden tunnistamisessa, ja niillä on paljon paremmat tien valaistusvaikutukset ja mukavuus kuin korkeapaineisilla natriumlampuilla.
Korkeapaineisessa natriumlampussa on pallomainen valorakenne lampun tehokkuuden maksimoimiseksi. Korkeapaineisilla natriumlampuilla on usein vain 70 prosentin lampun hyötysuhde, kun heijastimen hyötysuhde otetaan täysin huomioon. Kuitenkin, koska LED on suuntaava, jos valaisimen suunnittelija käyttää oikeaa valonjakostrategiaa, suurin osa valosta suunnataan suoraan tielle, jolloin lampun hyötysuhde nousee yli 90 prosenttiin.
Siksi on selvää, että LED-katuvaloilla on merkittävä potentiaali korvata perinteiset katuvalonlähteet pelkästään valotehokkuuden ja lampputehokkuuden näkökulmasta. Tätä varten tutkimustulokset kolmesta keskeisestä teknologiasta, valonjaosta, virransyötöstä ja lämmön hajauttamisesta LED-valaistussovellusten tutkimus- ja kehitysprosessin aikana, ovat tämän tekniseen reittiin keskittyvän artikkelin pääaihe. ja LED-katuvalaisimien tekninen tuki.
Valon jakautuminen
Optisen suunnittelun avulla saadaan lepakkosiipien valon intensiteetin jakautuminen
Kaksi pääasiallista valonlähdetyyppiä, joita käytetään nykyään LED-katuvalaistuksessa, ovat yksi 1 W:n suuritehoinen valkoinen LED-ryhmä ja suuritehoinen integroitu paketoitu valonlähdemoduuli.
Perinteisten valonlähteiden tievalaistusstandardien kriteereihin verrattuna LED-katuvalaisimien tulisi saavuttaa seuraavat tavoitteet, vaikka LED-katuvalaisimien maailmanlaajuista standardia ei ole vielä vahvistettu:
keskimääräinen sopiva tien kirkkaus,
korkea pitkittäis- ja kokonaisvalaistuksen tasaisuus
sopiva asetus,
häikäisyn hallinta.
Valon intensiteetin jakautumisen suunnittelu
Valonjakokäyrästä saadaan suorakaiteen muotoinen valopistejakauma tienpinnalla saamalla lepakkosiipi valon intensiteettijakauma asianmukaisella optisella suunnittelulla. Yleisten suuritehoisten valkoisten LEDien ensisijainen optinen linssi tai pakettilinssi ei sovellu käytettäväksi suoraan LED-katuvalaistuksessa. Tämän seurauksena jokaisessa suuritehoisessa valkoisessa LEDissä tulisi olla toissijainen optinen linssi ensisijaisen optisen linssinsä lisäksi. Tällä hetkellä "maapähkinän" tyyppinen toissijainen optinen linssi tuottaa erinomaisen suorituskyvyn.
Uusi suunnittelukonsepti on rakentaa suoraan aallonmuotoinen optinen linssimaski kerran pakatun LEDin valonlähteen ulkopuolelle, jotta saavutetaan toissijaisen optisen linssin toiminto koko LED-katuvalon valonlähteessä.
Valkoinen LED-pakkaustekniikka on muuttunut tasaisesti yhdestä 1 W:n suuritehoisesta LED-laitteesta tehokkaaksi integroiduksi pakatuksi valonlähdemoduuliksi pakkaustekniikan kehittyessä. Nykyisten suuritehoisten integroitujen pakattujen valonlähdemoduulien maksimiteho on yli 100 W, mutta niiden liian suuren valoa emittoivan pinnan vuoksi nämä valonlähteet vaikeuttavat optisten valonjakojärjestelmien kehittämistä.
