Knowledge

روشنایی خیابان ها در طول دهه ها دستخوش تحول قابل توجهی شده است و از لامپ های گازی ساده به سیستم های الکترونیکی پیچیده تبدیل شده است. در قلب این تکامل علم تولید نور نهفته است-اصول نورانی که تعیین می‌کنند لامپ‌های مختلف چگونه روشنایی ایجاد می‌کنند. درک این اصول نه تنها شگفتی مهندسی پشت نورپردازی مدرن شهری را آشکار می کند، بلکه نشان می دهد که چرا برخی فناوری ها غالب شده اند. این مقاله مکانیسم‌های اساسی پشت رایج‌ترین فناوری‌های روشنایی خیابان را با تمرکز بر سیستم‌های قدیمی و{4}}نوآوری‌های پیشرفته بررسی می‌کند.

تغییر به روشنایی نیمه هادی: فناوری LED

مهم‌ترین پیشرفت در نورپردازی در فضای باز، استفاده از فناوری -دیود ساطع نور (LED) بوده است. بر خلاف سیستم‌های معمولی نور خیابانی، که متکی به گرم کردن یک رشته یا گازهای هیجان‌انگیز هستند، LED‌ها نور را از طریق فرآیندی به نام الکترولومینسانس در مواد نیمه‌رسانا تولید می‌کنند.

یک چراغ خیابانی LED معمولی 150 واتی حاوی یک تراشه نیمه هادی است که از دو لایه تشکیل شده است: یک لایه نوع P{1} (غنی از "سوراخ های" با بار مثبت) و یک لایه نوع N- (غنی از الکترون های با بار منفی). این لایه ها یک اتصال PN را تشکیل می دهند. هنگامی که یک جریان الکتریکی اعمال می شود، الکترون ها از محل اتصال عبور می کنند و با سوراخ ها دوباره ترکیب می شوند و انرژی را به شکل فوتون-ذرات اساسی نور آزاد می کنند. طول موج (رنگ) خاص نور به مواد نیمه هادی بستگی دارد. به عنوان مثال، نیترید گالیوم (GaN) نور آبی تولید می کند که سپس با استفاده از پوشش های فسفر به نور سفید تبدیل می شود.

این تبدیل مستقیم انرژی-به-به نور فوق‌العاده کارآمد است و به ال‌ای‌دی‌ها اجازه می‌دهد بازدهی نورانی 100 تا 160 لومن در هر وات را به دست آورند. این باعث می شود که آنها به طور قابل توجهی کارآمدتر از چراغ های خیابانی سبک قدیمی مانند لامپ های سدیم{5} پرفشار باشند. علاوه بر این، LED ها با طول عمر 50000 تا 100000 ساعت طول عمر فوق العاده ای دارند. این دوام، همراه با ارائه رنگ عالی (CRI 70-90)، ال ای دی ها را به انتخاب ارجح برای چراغ های خیابانی شهری در سراسر جهان تبدیل کرده است.

سازگاری فناوری LED همچنین ویژگی های هوشمند را امکان پذیر می کند. چراغ‌های خیابانی هوشمند می‌توانند حسگرها و سیستم‌های کنترلی را برای تنظیم روشنایی بر اساس{1}شرایط زمانی واقعی ترکیب کنند و کارایی انرژی را بیشتر افزایش دهند. به عنوان مثال، در دوره‌های کم ترافیک، چراغ خیابان ممکن است تا 50 درصد حداکثر خروجی خود را کم کند و مصرف انرژی را بدون به خطر انداختن ایمنی کاهش دهد.

فناوری تخلیه گاز: لامپ‌های سدیم{0} با فشار بالا

قبل از رایج شدن ال‌ای‌دی‌ها، لامپ‌های پرفشار سدیم-(HPS) ابزار روشنایی عمومی بودند. این سیستم های قدیمی چراغ های خیابانی بر اساس یک اصل کاملا متفاوت عمل می کنند: تحریک تخلیه گاز.

در داخل یک لامپ HPS، قوس الکتریکی از مخلوطی از گازها از جمله بخار سدیم و جیوه عبور می‌کند. قوس جیوه را گرم می کند که تبخیر شده و فشار داخل لوله قوس را افزایش می دهد. سپس این گرما سدیم را تبخیر می‌کند و پلاسمایی ایجاد می‌کند که نور شدید زرد-نارنجی-در درجه اول در طول موج‌های 589 نانومتر ساطع می‌کند.

در حالی که لامپ های HPS کارایی مناسبی دارند (80-120 lm/W)، اما از رندر رنگی ضعیف (CRI 20-30) و طول عمر نسبتاً کوتاه (15000-24000 ساعت) رنج می برند. درخشش متمایز مایل به زرد آنها که هنوز در برخی از چراغ های خیابان های شهر قابل مشاهده است، می تواند رنگ ها را مخدوش کرده و دید را کاهش دهد. علاوه بر این، لامپ های HPS حاوی جیوه هستند که باعث نگرانی های زیست محیطی می شود. این محدودیت ها انتقال به جایگزین های LED را تسریع کرده است.

سیستم‌های هیبریدی: چراغ‌های خیابانی LED با انرژی خورشیدی{{0}

در مناطقی که اتصال به شبکه چالش برانگیز است، سیستم‌های LED{0}}با انرژی خورشیدی به عنوان راه‌حلی مبتکرانه ظاهر شده‌اند. این سیستم ها کارایی فناوری LED را با برداشت انرژی های تجدیدپذیر ترکیب می کنند.

در طول روز، پانل های فتوولتائیک نور خورشید را از طریق اثر فتوولتائیک به الکتریسیته تبدیل می کنند. این انرژی در باتری‌هایی ذخیره می‌شود که ال‌ای‌دی‌ها را پس از تاریک شدن هوا تغذیه می‌کنند. یک چراغ خیابانی LED در چنین سیستمی بر اساس همان اصل الکترولومینسانس مانند LEDهای شبکه-اما با استقلال کامل انرژی عمل می کند.

سیستم‌های خورشیدی{0}}به ویژه برای کاربردهای نور فانوس خیابانی در مکان‌های دورافتاده یا حساس به محیط‌زیست ارزشمند هستند. آنها هزینه های برق را حذف می کنند و انتشار کربن را کاهش می دهند، اگرچه نیاز به سرمایه گذاری اولیه بالاتری دارند. پیشرفت در فناوری باتری و مدیریت انرژی این سیستم ها را به طور فزاینده ای قابل اعتماد می کند.

فناوری های تخصصی: لامپ های متال هالید و القایی

در حالی که برای روشنایی عمومی خیابان ها کمتر رایج است، لامپ های متال هالید و القایی در جایگاه های خاصی قرار می گیرند.

لامپ های متال هالید، که گاهی اوقات در زمینه چراغ های خیابانی تجاری استفاده می شود، با عبور یک قوس الکتریکی از مخلوطی از جیوه و هالیدهای فلزی، نور تولید می کنند. اتم‌های فلزی برانگیخته طیف وسیعی از نور را ساطع می‌کنند که منجر به ارائه رنگ عالی می‌شود (CRI 65-90). با این حال، طول عمر کوتاه آنها (10000 تا 20000 ساعت) و زمان راه اندازی آهسته، پذیرش گسترده آنها را محدود می کند.

لامپ‌های القایی، یکی دیگر از گزینه‌های تخصصی، از میدان‌های الکترومغناطیسی برای تحریک بخار جیوه استفاده می‌کنند که سپس نور فرابنفش تولید می‌کند. این نور UV توسط پوشش های فسفری به نور مرئی تبدیل می شود. سیستم‌های لامپ ال‌ای‌دی خیابانی القایی طول عمر بسیار بالایی دارند (100،{3}} ساعت) اما کارایی کمتری نسبت به ال‌ای‌دی دارند و معمولاً برای مکان‌هایی که دسترسی به آن‌ها سخت است رزرو می‌شوند.

آینده: سیستم های روشنایی تطبیقی ​​و متصل

آینده روشنایی عمومی در سیستم های هوشمند و سازگار نهفته است. چراغ‌های خیابانی LED جدید مدرن می‌توانند به صورت پویا خروجی خود را بر اساس شرایط{1}زمانی واقعی تنظیم کنند. به عنوان مثال، در هوای مه آلود، یک لامپ خیابانی مدرن ممکن است برای بهبود کنتراست و دید، به دمای رنگ‌های گرم‌تر تغییر کند. به طور مشابه، در دوره های فعالیت کم، روشنایی را می توان کاهش داد تا در مصرف انرژی صرفه جویی شود.

این سیستم های هوشمند بر حسگرها، شبکه های ارتباطی و الگوریتم های کنترل پیشرفته متکی هستند. آنها نشان دهنده همگرایی فناوری روشنایی با نوآوری دیجیتال، ایجاد شبکه هایی از چراغ های خیابانی هوشمند هستند که به محیط خود پاسخ می دهند و با سیستم های مدیریت مرکزی ارتباط برقرار می کنند.

نتیجه گیری

اصول نورانی پشت لامپ های روشنایی خیابان، سفری جذاب از تخلیه گاز ساده تا فیزیک نیمه هادی پیچیده را منعکس می کند. در حالی که فناوری های معمولی نور خیابانی مانند HPS هنوز در حال استفاده هستند، سیستم های LED به دلیل کارایی، طول عمر و سازگاری به استاندارد طلایی تبدیل شده اند. خواه یک چراغ خیابانی 25 واتی باشد که مسیر عابر پیاده را روشن می کند یا یک چراغ خیابانی 200 واتی که یک جاده اصلی را روشن می کند، فناوری LED یک راه حل رضایت بخش نور خیابانی را تقریباً برای هر برنامه ای ارائه می دهد.

با ادامه تحقیقات، فناوری های نوظهور مانند LED های پروسکایت کارایی و تطبیق پذیری بیشتری را نوید می دهند. در حال حاضر، LED ها-به ویژه هنگامی که با انرژی خورشیدی یا کنترل های هوشمند ترکیب می شوند-پیشرفته ترین و کاربردی ترین انتخاب را برای چراغ های خیابانی شهری ارائه می دهند. تسلط آنها گواهی بر قدرت نوآوری و پیگیری بی وقفه راه حل های روشنایی بهتر و پایدارتر است.

 

 

برای سوالات بیشتر، لطفا از وب سایت ما دیدن کنیدwww.nszlamp.com

ایمیل بهsales@nszlamp.com

تماس:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355 / +86(0574) 65358138

برنامه چیست:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355