Jump to content

светодиодный уличный фонарь

светодиодный уличный фонарь
Светодиодный уличный фонарь в Великобритании
Тип светодиод , уличный фонарь

Светодиодный уличный фонарь или дорожный фонарь представляет собой встроенный светодиодный (LED) светильник, который используется для уличного освещения .

Дизайн и стиль

[ редактировать ]
Схема луча светодиодного уличного фонаря

используются светодиоды (LED) Светодиодный уличный фонарь представляет собой встроенный светильник, в котором в качестве источника света . Такие светильники считаются интегрированными, поскольку в большинстве случаев светильник и светильник не являются отдельными частями. При производстве светодиодный блок герметизируется на панели, а затем соединяется со светодиодной панелью с помощью радиатора, образуя интегрированный осветительный прибор.

Были созданы различные конструкции, в которых в светильнике используются светодиоды различных типов. Можно использовать либо несколько мощных светодиодов, либо множество светодиодов малой мощности. Форма светодиодного уличного фонаря зависит от нескольких факторов, включая конфигурацию светодиодов, радиатор, используемый со светодиодами, и предпочтения эстетического дизайна.

Радиаторы для светодиодных уличных фонарей по конструкции аналогичны радиаторам, используемым для охлаждения другой электроники, например компьютеров . Радиаторы, как правило, имеют как можно больше канавок, чтобы облегчить поток горячего воздуха от светодиодов. Площадь теплообмена напрямую влияет на срок службы светодиодного уличного фонаря.

Срок службы светодиодного уличного фонаря определяется его светоотдачей по сравнению с исходной проектной спецификацией. Когда его яркость снижается на 30 процентов, срок службы светодиодного уличного фонаря считается белым (прозрачным).

Большинство светодиодных уличных фонарей имеют линзу на светодиодной панели, которая предназначена для того, чтобы излучать свет прямоугольной формы, что является преимуществом по сравнению с традиционными уличными фонарями, которые обычно имеют отражатель на задней стороне натриевой лампы высокого давления . В этом случае большая часть яркости света теряется и приводит к световому загрязнению воздуха и окружающей среды.

Недостатком светодиодных фокус-панелей является то, что большая часть света направляется на дорогу, а меньше — на пешеходные дорожки и другие зоны. Эту проблему можно решить, используя специальную конструкцию линз и регулируемые монтажные патрубки.

При реализации проекта светодиодного уличного освещения простые модели светодиодных светильников упрощают оптимизацию для создания высокоэффективных конструкций освещения. [1] Эти практические уравнения можно использовать для оптимизации установок светодиодного уличного освещения, чтобы свести к минимуму световое загрязнение, повысить комфорт и видимость, а также максимизировать как однородность освещения, так и эффективность использования света.

Энергоэффективность

[ редактировать ]
График срока службы светодиодных уличных фонарей
Срок службы светодиода по сравнению с другими источниками света [2]

Основная привлекательность светодиодного уличного освещения – это энергоэффективность по сравнению с традиционными технологиями уличного освещения, такими как натриевые лампы высокого давления (HPS) и металлогалогенные лампы (MH). Продолжаются исследования по повышению эффективности новых моделей светодиодных уличных фонарей (модернизация светодиодными уличными фонарями). Однако светодиодное уличное освещение не так эффективно, как уличное освещение SOX в Соединенном Королевстве. [ нужны разъяснения ]

Светодиодный уличный фонарь на основе светодиода мощностью 901 милливатт обычно может производить ту же (или более высокую) яркость, что и традиционный светильник, но требует лишь половины потребляемой мощности . Светодиодное освещение обычно не выходит из строя, а вместо этого снижает мощность до тех пор, пока его не потребуется заменить. [2] Подсчитано, что установка энергоэффективного уличного освещения в 10 крупнейших мегаполисах США может сократить ежегодные выбросы углекислого газа на 1,2 миллиона метрических тонн, что эквивалентно снятию с дорог 212 000 автомобилей, и сэкономить не менее 90 миллионов долларов в год на электроэнергии. затраты. [3] [4]

Поскольку светодиодные светильники обычно дают меньшую освещенность. [5] важно использовать хорошо распределенную диаграмму освещения, чтобы обеспечить такое же освещение, как и у обычных светильников с более высоким световым потоком. Например, разные светодиоды в одном светильнике могут быть нацелены на разные точки на улице.

Преимущества светодиодных уличных фонарей

[ редактировать ]
  • Низкое энергопотребление. Многие модификации светодиодного освещения, как утверждается, значительно сокращают потребление энергии. [6]
  • Долгий и предсказуемый срок службы. Прогнозируемый срок службы светодиодных уличных фонарей обычно составляет от 10 до 15 лет, что в два-четыре раза превышает срок службы распространенных в настоящее время HPS. (Сами по себе светодиоды, как правило, не выходят из строя или «перегорают» так, как это происходит с другими технологиями, и, за исключением катастрофического отказа других механических или электронных компонентов светодиодного светильника, срок службы обычно определяется снижением светоотдачи на 30%. Но Функциональный срок службы светодиодного светильника ограничен самым слабым звеном; прогнозируемый срок службы связанной с ним электроники привода обычно составляет около 50 000 часов. Важно понимать, что ни одно светодиодное уличное освещение не находилось в эксплуатации достаточно долго, чтобы подтвердить прогнозы). Если это будет реализовано на практике, то менее частая необходимость обслуживания или замены светодиодов будет означать более низкие затраты на техническое обслуживание.
  • Более точная цветопередача. Индекс цветопередачи — это способность источника света правильно воспроизводить цвета объектов по сравнению с идеальным источником света. Улучшенная цветопередача облегчает водителям распознавание объектов.
  • Быстрое включение и выключение. В отличие от люминесцентных и газоразрядных ламп высокой интенсивности (HID), таких как ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы, которым требуется время для нагрева после включения, светодиоды мгновенно загораются на полную яркость.
  • Соответствие RoHS : светодиоды не содержат ртути и свинца и не выделяют ядовитые газы в случае повреждения.
  • Оптически эффективное осветительное оборудование. В других типах уличных фонарей используется отражатель для улавливания света, излучаемого лампой вверх. Даже в самых лучших условиях отражатель поглощает часть света. Также в люминесцентных лампах и других лампах с лампами с люминофорным покрытием сама лампа поглощает часть света, направляемого отражателем обратно вниз. Стеклянная крышка, называемая рефрактором, помогает проецировать свет на улицу желаемым образом, но часть света теряется, направляясь вверх в небо (световое загрязнение). Светодиодные светильники в сборе (панели) могут излучать свет в нужных направлениях без отражателя.
  • Более высокая светоотдача даже при низких температурах. Хотя люминесцентные лампы сравнительно энергоэффективны, в среднем они имеют меньшую светоотдачу при зимних температурах.

Недостатки светодиодных уличных фонарей

[ редактировать ]
Продолжительность: 40 секунд.
Неисправные светодиодные уличные фонари, мерцающие
Неисправный светодиодный уличный фонарь стал фиолетовым
  • Многим людям не нравится атмосфера, создаваемая светодиодами с цветовой температурой 4000К и выше. Светодиоды 2700К и 3000К в основном используются для внутреннего освещения. [7] [8]
  • Первоначальная стоимость светодиодного уличного освещения высока, и, как следствие, требуется несколько лет, чтобы экономия на энергии окупилась. Высокая стоимость частично обусловлена ​​используемым материалом, поскольку светодиоды часто изготавливаются на сапфире или других дорогих подложках . [9]
  • В результате эффекта Пуркинье человеческий глаз, адаптированный к темноте, очень чувствителен к синему и зеленому свету, который светодиодные уличные фонари излучают в больших количествах, по сравнению с желтыми и оранжевыми натриевыми лампами высокого давления , которые обычно заменяются. [10] [11] [12] Это усиливает эффект светового загрязнения , особенно свечения неба .
  • Значительное увеличение содержания синего и зеленого цвета в искусственном свечении неба, вызванное широко распространенным светодиодным освещением, вероятно, увеличит воздействие на миграцию птиц и поведение других животных, ведущих ночной образ жизни. [13]
  • Насыщенный синий свет от светодиодных уличных фонарей может нарушить окологодовые ритмы и привести к полной потере сезонных часов организма. Это влияет на важные модели поведения, такие как кормление, размножение, терморегуляция и спячка. В некоторых случаях неспособность впасть в спячку или правильную терморегуляцию из-за потери сезонного времени может привести к гибели организма. [14] [15] [16]
  • В белых светодиодах наблюдается прогрессирующий износ слоев люминофора . Изменение цвета медленно переводит устройства из одной группы фотобиологического риска в более высокую. [17] Производственные проблемы могут привести к дефектам светодиодных уличных фонарей, что приведет к отслоению слоя люминофорного покрытия намного раньше, чем истечет расчетный срок службы светильников. Это приводит к тому, что белые светодиоды становятся синими или фиолетовыми. [18] Проблемы с крупномасштабными дефектами освещения произошли во многих городах США и Канады. [19] [20]
  • Неисправные светодиодные уличные фонари могут привести к их мерцанию, создавая эффект стробоскопического света . [21] Частичные отключения электроэнергии также могут вызвать тот же эффект, что и светодиодные уличные фонари, обнаруживающие остаточный электрический ток. [22] У некоторых людей стробоскопический эффект может вызвать судороги. [23]
  • Насыщенный синим спектр светодиодных уличных фонарей менее эффективен, чем спектр натриевого освещения с преобладанием желтого цвета, для обеспечения заданного уровня яркости на дорогах, поскольку спектральная отражательная способность дорожного покрытия выше для более длинных волн света. Из-за этой разницы в спектральном коэффициенте отражения большая часть света, излучаемого светодиодными уличными фонарями, поглощается тротуаром, а не отражается. [24]
  • Светодиодные уличные фонари создают больший уровень бликов, чем предыдущие источники натриевого света. Во многом это связано с тем, что светильники имеют меньшую площадь источника света, что приводит к увеличению уровня яркости, показателя интенсивности света. Насыщенный синий спектр светодиодных уличных фонарей также приводит к повышенному уровню ослепления, особенно дискомфортного. [25] [26]
  • Насыщенный синий спектр светодиодных уличных фонарей приводит к более сильному воздействию рэлеевского рассеяния, когда короткие волны света рассеиваются внутри мелких частиц больше, чем длинные волны света. Это повышенное рассеяние света в атмосфере приводит к усилению свечения неба. В плохую погоду, например сильный дождь, снегопад или туман, это рассеяние может создать физические стены света, затрудняющие обзор. [27]
  • По мере старения человеческого глаза хрусталик глаза желтеет. Это изменяет спектральную прозрачность линзы в пользу более длинных волн света со значительными потерями прозрачности для более коротких волн света. Из-за этой потери прозрачности на основе спектра насыщенный синий спектр светодиодных уличных фонарей становится менее заметным с возрастом человека. Например, в глазах человека в возрасте 50 лет светопропускание светодиода с температурой 4000К на 11% ниже, чем у светодиода с температурой 2700К, по сравнению с глазами человека в возрасте 25 лет. [28] [24]

Проблемы со здоровьем

[ редактировать ]
  • Воздействие света белых светодиодных ламп подавляет выработку мелатонина в пять раз сильнее, чем воздействие света натриевых ламп под давлением. [29] Известно, что белый свет, излучаемый с длиной волны 400-500 нанометров, подавляет выработку мелатонина, вырабатываемого шишковидной железой . Результатом является нарушение биологических часов человека, что приводит к ухудшению периодов сна и отдыха. [30]
  • Исследования в Мадридском университете Комплутенсе [31] утверждает, что длительное воздействие светодиодного уличного освещения может нанести непоправимый вред сетчатке человеческого глаза. В мадридском исследовании говорится, что это вызвано высоким уровнем радиации в «голубом диапазоне». [32] [33]
  • Искусственное ночное освещение оказывает различное воздействие на человека (не говоря уже о живой природе), а воздействие оптического излучения влияет на физиологию и поведение человека как прямо, так и косвенно. Многие области недостаточно изучены, и в заявлении Общества инженеров светотехники (IES) подчеркивается, главным образом, необходимость дальнейших исследований. [34]
  • Существует риск ослепления. В отчете правительства Франции, опубликованном в 2013 году, указано, что уровень освещенности выше 10 000 кд/м2 вызывает зрительный дискомфорт независимо от положения осветительного прибора в поле зрения. Поскольку излучающие поверхности светодиодов представляют собой высококонцентрированные точечные источники, яркость каждого отдельного источника может в 1000 раз превышать уровень дискомфорта. Таким образом, уровень прямого излучения от источника этого типа может легко превысить уровень зрительного дискомфорта. [17] [35]
  1. ^ И. Морено, М. Авенданьо-Алехо, «Моделирование светодиодного уличного освещения», Appl. Опция 53, 4420 (2014). https://www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-53-20-4420
  2. ^ Перейти обратно: а б Сравнение технологий уличного освещения. Архивировано 1 марта 2013 г. на Wayback Machine.
  3. Гроу, Роберт Т., Энергоэффективные уличные фонари - возможности сокращения углеродного следа Большого Вашингтона, март 2008 г.
  4. ^ «Исследование: новая технология уличного освещения может сэкономить энергию и деньги» . 6 апреля 2008 г.
  5. ^ «Светодиодный уличный фонарь» . www.northernlights-direct.co.uk. Архивировано из оригинала 20 июля 2015 года . Проверено 4 октября 2016 г.
  6. ^ Костич А.М. и др., Светоизлучающие диоды в освещении улиц и проезжей части - тематическое исследование, включающее мезопические эффекты, Lighting Research and Technology 45:217, 2013, doi: 10.1177/1477153512440771
  7. ^ Беня, Джеймс. «Ночи в Дэвисе» . Проверено 21 апреля 2016 г.
  8. ^ Чабан, Мэтт (23 марта 2015 г.). «Светодиодные уличные фонари в Бруклине экономят энергию, но утомляют жителей» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 апреля 2016 г.
  9. ^ «Как работают светодиодные уличные фонари» . science.howstuffworks.com. 22 июня 2009 года . Проверено 4 октября 2016 г.
  10. ^ Ограничение воздействия светового загрязнения на здоровье человека, окружающую среду и видимость звезд, Журнал экологического менеджмента, том 92, выпуск 10, октябрь 2011 г., страницы 2714-2722, Фабио Фальчи, Пьерантонио Чинзано, Кристофер Д. Элвидж, Дэвид М. Кейт , Авраам Хаим
  11. ^ Лугинбюль, CB и др., Влияние спектрального распределения мощности источника света на свечение неба . Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения, 2014, т. 139; п. 21., doi:10.1016/j.jqsrt.2013.12.004
  12. ^ Обе , М. и др., Оценка потенциального спектрального воздействия различных искусственных источников света на подавление мелатонина, фотосинтез и видимость звезд . PLOS ONE, 2013, DOI: 10.1371/journal.pone.0067798
  13. ^ http://lighting.com/light-pollution-wildlife.htm . Превращение ночи в день: влияние светового загрязнения на дикую природу
  14. ^ Хаим, Авраам; Шанас, Ури; Зубидад, Абед Эль Салам; Скантелбери, Майкл (январь 2005 г.). «Сезонность и времена года вне времени — терморегуляторные эффекты световых помех» . Хронобиология Интернэшнл . 22 (1): 59–66. дои : 10.1081/CBI-200038144 . ISSN   0742-0528 . ПМИД   15865321 . S2CID   10616727 .
  15. ^ Лю, Дженнифер А.; Мелендес-Фернандес, О. Хекмари; Бамгарнер, Джейкоб Р.; Нельсон, Рэнди Дж. (01 мая 2022 г.). «Влияние светового загрязнения на сезонность, обусловленную фотопериодом» . Гормоны и поведение . 141 : 105150. doi : 10.1016/j.yhbeh.2022.105150 . ISSN   0018-506X . ПМЦ   10137835 . ПМИД   35304351 .
  16. ^ Зубидат, Абед Эльсалам; Бен-Шломо, Рэйчел; Хаим, Авраам (январь 2007 г.). «Терморегуляция и эндокринная реакция на световые импульсы у короткодневных акклиматизированных социальных полевок (Microtussocialis)» . Хронобиология Интернэшнл . 24 (2): 269–288. дои : 10.1080/07420520701284675 . ISSN   0742-0528 . ПМИД   17453847 . S2CID   25682181 .
  17. ^ Перейти обратно: а б ANSES, Французское агентство по продовольствию, окружающей среде, охране труда и технике безопасности, сентябрь 2013 г.
  18. ^ Роджерс, Адам (29 ноября 2022 г.). «Великий Пурпурный» . Бизнес-инсайдер . Проверено 12 апреля 2023 г.
  19. ^ да Силва, Сусана (4 октября 2022 г.). «Почему тысячи городских уличных фонарей становятся фиолетовыми» . Новости ЦБК . Проверено 12 апреля 2023 г.
  20. ^ Фокс, Грег (13 марта 2023 г.). «ФДОТ добивается успехов в замене неисправных фиолетовых уличных фонарей» . ВЕШ . Проверено 12 апреля 2023 г.
  21. ^ Мэлони, Дэймон; Нельсон, Джим. «Уличные фонари в Кливленде неисправны, что вызывает стробоскопический эффект» . WOIO Кливленд 19 Новости . Проверено 12 апреля 2023 г.
  22. ^ «Уличные фонари становятся стробоскопами после частичного отключения электроэнергии» . CNN/ВБНГ . 4 февраля 2019 года . Проверено 12 апреля 2023 г.
  23. ^ «Больной из Калгари опасается, что мерцающий светодиодный уличный фонарь снова выйдет из строя» . Новости ЦБК . 27 января 2017 года . Проверено 12 апреля 2023 г.
  24. ^ Перейти обратно: а б Пресиадо, Оу; Мансано, Эр (октябрь 2018 г.). «Спектральные характеристики дорожных покрытий и пропускание глаз: влияние на энергоэффективность дорожного освещения на мезопических уровнях» . Световые исследования и технологии . 50 (6): 842–861. дои : 10.1177/1477153517718227 . ISSN   1477-1535 . S2CID   116821441 .
  25. ^ Буллоу, доктор медицинских наук; Бронс, Джа; Ци, Р.; Ри, г-жа (сентябрь 2008 г.). «Прогнозирование дискомфортных бликов от установок наружного освещения» . Световые исследования и технологии . 40 (3): 225–242. дои : 10.1177/1477153508094048 . ISSN   1477-1535 . S2CID   109408921 .
  26. ^ де Бур, JB; Шредер, Д.А. (июнь 1967 г.). «Блики как критерий качества уличного освещения» . Световые исследования и технологии . 32 (2 ИЭСтранс): 117–135. дои : 10.1177/147715356703200205 . ISSN   1477-1535 . S2CID   106634429 .
  27. ^ Кокс, Эй Джей; ДеВерд, Алан Дж.; Линден, Дженнифер (13 мая 2002 г.). «Эксперимент по измерению полных сечений рассеяния Ми и Рэлея» . Американский журнал физики . 70 (6): 620–625. дои : 10.1119/1.1466815 . ISSN   0002-9505 .
  28. ^ ван Боммел, Ваут (2015). «Дорожное освещение» . СпрингерЛинк . дои : 10.1007/978-3-319-11466-8 . ISBN  978-3-319-11465-1 .
  29. Исследование Хайфского университета, проведенное профессором Авраамом Хаимом, директором Израильского центра междисциплинарных исследований хронобиологии, сентябрь 2012 г.
  30. ^ «Исследования показывают, что воздействие «белого» света светодиодов подавляет выработку мелатонина в организме больше, чем некоторые другие источники света» . www.sciencedaily.com . Проверено 4 октября 2016 г.
  31. ^ Доктор Селия Санчес Рамос, Влияние светоизлучающих диодов (LED) на зрение, Мадридский университет Комплутенсе, 2013 г.
  32. ^ «Светодиодные фонари могут повредить глаза» . Индус . 15 мая 2013 года . Проверено 4 октября 2016 г.
  33. ^ «Нарушают ли белые светодиоды наши биологические часы?» . www.insidescience.org. 19 июня 2012 года . Проверено 4 октября 2016 г.
  34. ^ Тим Уитакер (15 ноября 2010 г.). «Свет и здоровье человека: подчеркиваются риски, связанные со светодиодами» . Журнал «Светодиоды». Архивировано из оригинала 23 ноября 2010 года.
  35. ^ «В ответ на внутренний запрос под названием «Влияние на здоровье систем освещения, использующих светодиоды (СИД)» » (PDF) . АНСЫ . 19 октября 2010 г. Проверено 20 сентября 2022 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: a04e2f21ea6244c3efb88b52253a32be__1721348400
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/a0/be/a04e2f21ea6244c3efb88b52253a32be.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
LED street light - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)