Knowledge

از درخشش کم نور و سوسوزن لامپ های گاز گرفته تا پرتوهای درخشان و کارآمد امروزی، نور ساده خیابان دستخوش تحول قابل توجهی شده است. با این حال، ماموریت اصلی آن ثابت است: نفوذ در تاریکی، تضمین ایمنی، امنیت و دید در فضاهای مشترک ما. اما اصل کار لامپ های خیابانی چیست که به آنها اجازه می دهد به طور مداوم این وظیفه را انجام دهند؟ پاسخ از احتراق ساده به الکترولومینسانس پیچیده و کنترل هوشمند تبدیل شده است. این مقاله به بررسی عملکرد داخلی سیستم‌های روشنایی مدرن می‌پردازد و توضیح می‌دهد که چگونه لامپ‌های شبکه-متصل و مستقل برای روشن کردن راه ما کار می‌کنند.

از گاز تا فوتون: نگاهی کوتاه به تاریخ

برای درک لامپ مدرن خیابانی، ابتدا باید پیشینیان آن را درک کرد. چراغ خیابانی کلاسیک قرن نوزدهم، چراغ خیابانی قدیمی، بر اساس اصل احتراق گاز کار می کرد. چه با گاز زغال سنگ یا متان بعدی، یک شعله کنترل شده در یک محفظه شیشه ای نور را تامین کند. این چراغ‌های خیابانی به سبک قدیمی نیاز به احتراق دستی و خاموش کردن روزانه توسط لامپ‌ها داشتند. دوره بعدی نورهای خیابانی متعارف تحت تسلط لامپ‌های تخلیه با شدت بالا (HID) مانند سدیم پرفشار{{6} (درخشش نارنجی آشنا) و متال هالید بود. اینها با عبور یک قوس الکتریکی از یک گاز تبخیر شده کار می کردند و اتم های آن را برای تولید نور تحریک می کردند. اگرچه کارآمدتر از لامپ‌های رشته‌ای هستند، اما-این لامپ‌ها انرژی زیادی داشتند، دیر شروع می‌شدند و حاوی مواد خطرناک بودند.

قرن بیست و یکم با ظهور فناوری دیود ساطع نور (LED) شاهد یک تغییر پارادایم بوده است. چراغ‌های خیابانی LED جدید امروزی نشان‌دهنده یک تغییر اساسی در اصل کار لامپ‌های خیابانی است که از الکترونیک حالت جامد برای کارایی، کنترل و طول عمر بی‌نظیر استفاده می‌کند. درک این اصل مستلزم بررسی دو سیستم غالبی است که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند: فانوس‌های خیابانی LED با برق- برق و خورشیدی{5}.

1. Grid-Tied Work Horse: چراغ های خیابان LED عمومی

متداول‌ترین چراغ خیابانی که در جاده‌های شهری یافت می‌شود، چراغ‌های ال‌ای‌دی برق اصلی-می‌باشد. عملکرد آن سمفونی از اجزای هماهنگ است: خود منبع نور LED، یک درایور جریان ثابت، یک ماژول کنترل (اغلب با یک فتوسل یا تایمر)، یک محفظه مقاوم و یک هیت سینک بحرانی.

تبدیل انرژی و تولید نور
در قلب آن، اصل الکترولومینسانس است. هنگامی که جریان الکتریکی از مواد نیمه هادی یک تراشه LED عبور می کند، الکترون ها با حفره های الکترونی دوباره ترکیب می شوند و انرژی را به شکل فوتون-نور مرئی آزاد می کنند. این فرآیند بسیار مستقیم تر و کارآمدتر از گرم کردن یک رشته یا ایجاد قوس است.

با این حال، LED ها برای عملکرد ایمن و موثر به شرایط خاصی نیاز دارند. آنها با جریان مستقیم ولتاژ پایین (DC)- کار می کنند. بنابراین، منبع تغذیه AC همه جا حاضر (110 ولت یا 220 ولت) باید تبدیل شود. این نقش اصلی راننده، یک منبع تغذیه پیچیده است. ابتدا AC را به DC یکسو می کند، سپس ولتاژ را کاهش می دهد و مهمتر از همه، یک جریان ثابت با دقت تنظیم شده به آرایه LED ارائه می دهد. این ثبات درایور بسیار مهم است. از فرار حرارتی (که می تواند LED ها را بسوزاند) جلوگیری می کند و روشنایی یکنواخت را در طول زمان تضمین می کند و از پوسیدگی زودرس نور جلوگیری می کند. چه یک چراغ خیابانی قدرتمند 80 واتی برای یک بزرگراه اصلی باشد یا یک چراغ خیابانی متوسط ​​25 واتی برای یک مسیر دوچرخه‌سواری مسکونی، این مقررات دقیق فعلی چیزی است که یک چراغ خیابانی قابل اعتماد و رضایت‌بخش را تعریف می‌کند.

کنترل هوشمند و مدیریت حرارتی
"مغز" چراغ خیابان مدرن ماژول کنترل آن است. ابتدایی ترین کنترل خودکار از طریق یک مقاومت نوری یا فتوسل است. این سنسور به طور مداوم شدت نور محیط را کنترل می کند. هنگام غروب، زمانی که سطح نور به زیر یک آستانه تعیین شده (مثلاً 10 لوکس) می رسد، مدار کنترل را برای روشن کردن لامپ فعال می کند. هنگام سحر، هنگامی که نور محیط بالا می رود (مثلاً بالای 30 لوکس)، به نور فرمان می دهد تا خاموش شود.

سیستم های مدرن بسیار فراتر از روشن/خاموش ساده هستند. چراغ‌های خیابانی هوشمند دارای تایمرها و ماژول‌های ارتباطی (مانند GSM، RF یا Power Line Communication) برای مدیریت از راه دور هستند. شبکه چراغ‌های شهری شهری را می‌توان برای کاهش زمان‌بندی برنامه‌ریزی کرد: 100% روشنایی در ساعات اوج مصرف عصر، کاهش مقیاس تا 50% یا 30% بعد از نیمه شب هنگامی که ترافیک کاهش می‌یابد، و بازگشت به قدرت کامل قبل از طلوع صبح. این کنترل تطبیقی ​​سنگ بنای انرژی{6}}روشنایی کارآمد در فضای باز است.

یکی دیگر از اصول مهم مدیریت حرارتی است. برخلاف چراغ های خیابانی سبک قدیمی، LED ها تابش مادون قرمز کمی تولید می کنند، اما به گرمای تولید شده در محل اتصال نیمه هادی حساس هستند. یک هیت سینک آلومینیومی که به خوبی طراحی شده-یکی از اجزای دستگاه است. گرما را از تراشه‌های LED می‌گیرد و آن را به هوای اطراف پخش می‌کند، دمای عملیاتی بهینه را حفظ می‌کند و تضمین می‌کند-پایداری نور خروجی طولانی‌مدت{5}}یکی از عوامل کلیدی برای چراغ‌های تجاری led خیابانی است که طول عمر آن هزینه کل مالکیت را کاهش می‌دهد.

2. نگهبان مستقل: چراغ های خیابانی LED خورشیدی

در مناطقی که اتصال به شبکه غیرعملی یا پرهزینه است، یک چراغ خیابانی خورشیدی خود{0} در یک چرخه به زیبایی پایدار کار می کند. اصل کار آن لامپ های خیابانی در این زمینه شامل برداشت، ذخیره سازی و استفاده هوشمندانه از انرژی خورشیدی است.

اجزای اصلی و چرخه روزانه
یک سیستم معمولی شامل یک پنل خورشیدی (تک کریستالی یا پلی کریستالی برای کارایی بالا)، یک باتری لیتیوم-یونی یا سرب{1}}اسیدی، یک کنترلر شارژ MPPT (حداکثر ردیابی نقطه توان)، یک درایور LED، منبع نور، و حسگرها است.

چرخه از طلوع خورشید شروع می شود. پنل خورشیدی فوتون های نور خورشید را مستقیماً به انرژی الکتریکی DC تبدیل می کند. این انرژی خام به کنترل کننده شارژ MPPT، دستگاهی بسیار برتر از انواع قدیمی PWM تغذیه می شود. کنترل کننده MPPT به طور مداوم با ترکیب جریان ولتاژ بهینه محاسبه و کار می کند تا حداکثر توان ممکن را از پانل استخراج کند و برداشت انرژی را 15-30٪ افزایش دهد. سپس این قدرت را برای شارژ ایمن باتری تنظیم می‌کند، و محافظت بسیار مهمی در برابر شارژ بیش از حد، که می‌تواند به سلول‌های باتری آسیب برساند، انجام می‌دهد.

با غروب، فتوسل به کنترل کننده سیگنال می دهد تا حالت ها را تغییر دهد. کنترلر پنل خورشیدی را جدا می کند و باتری را به مدار تخلیه متصل می کند. برق DC ذخیره شده به درایور LED جریان می یابد، که مانند همتای گره{2} خود، جریان ثابت پایداری را به آرایه LED ارائه می دهد و منطقه را روشن می کند. این سیستم در طول شب کار می کند. در سحر، کنترل کننده تخلیه را متوقف می کند، پانل را دوباره وصل می کند و چرخه از نو شروع می شود.

تضمین پایداری و قابلیت اطمینان
برای چراغ‌های خیابان‌های شهری خاموش-شبکه‌ای یا روشنایی مسیر راه دور، قابلیت اطمینان قابل مذاکره نیست. کنترلر MPPT اولین نگهبان پایداری است که از گرفتن انرژی کارآمد حتی در روزهای ابری اطمینان می دهد. سیستم محافظت از باتری دومین سیستم است که در برابر تخلیه عمیق (که می تواند باتری را برای همیشه خراب کند) و اتصال کوتاه محافظت می کند. آنها با هم، عمر سرویس سیستم را از چند سال به بیش از یک دهه افزایش می دهند.

درایور LED جریان ثابت همان نقش حیاتی را در اینجا ایفا می کند، و اطمینان حاصل می کند که منبع نور LED در طول عمر رتبه بندی شده خود، روشنایی ثابت و باکیفیت- ارائه می دهد، و چراغ های خورشیدی مدرن خیابانی را به انتخابی قابل اعتماد برای پروژه های چراغ های خیابانی شهری با تمرکز بر پایداری تبدیل می کند.

3. همگرایی: هوش و القاء

آخرین تحول در اصل کار لامپ های خیابانی، تشخیص حضور را ادغام می کند. چراغ خیابان LED القایی دارای حسگرهای رادار مادون قرمز غیرفعال (PIR) یا مایکروویو است. این لامپ‌ها در حالت آماده به کار یا کم‌توان (مثلاً 20٪ روشنایی) باقی می‌مانند. هنگامی که حسگر حرکت را در محدوده خود تشخیص می‌دهد-یک عابر پیاده، دوچرخه‌سوار یا وسیله نقلیه- فوراً به دستگاه دستور می‌دهد تا 100٪ روشنایی را افزایش دهد. پس از یک تأخیر از پیش تعیین شده بدون هیچ حرکت شناسایی شده، دوباره کم نور می شود. این استراتژی{12}}روشن روشنایی فضای باز حساس به حرکت باعث صرفه جویی در مصرف انرژی، کاهش آلودگی نوری و افزایش عمر سخت افزار می شود. این نشان‌دهنده اوج چراغ‌های خیابانی هوشمند است، جایی که نور دقیقاً در زمان و مکان مورد نیاز ارائه می‌شود.

نتیجه گیری: روشن کردن آینده

از هاله گرم و نوستالژیک چراغ خیابانی قدیمی گرفته تا پرتوی واضح و قابل تطبیق چراغ‌های خیابانی جدید، هدف اساسی روشنایی است. با این حال، اصل کار زیربنایی لامپ های خیابانی از فرآیندهای مکانیکی و شیمیایی به تسلط دیجیتال، الکترونیک و فوتونیک جهش کرده است. چراغ خیابانی امروزی فقط منبع نور نیست. این یک مبدل انرژی کارآمد، یک سیستم مدیریت حرارتی و یک گره هوشمند در یک شبکه شهری هوشمند بالقوه است. چه نصب چراغ‌های خیابانی LED تجاری شبکه‌ای-در یک خیابان شلوغ مرکز شهر باشد یا یک چراغ خورشیدی خورشیدی کافی در مسیر روستایی، اصول انتقال جریان پایدار، کنترل هوشمند، و طراحی حرارتی قوی تضمین می‌کند که چراغ‌های خیابانی شهر ما همچنان به ارائه روشنایی ایمن، کارآمد و رضایت‌بخش در خیابان‌ها ادامه می‌دهند. بنابراین، سفر نور خیابان منعکس کننده پیشرفت تکنولوژیکی ما است{6}}که دائماً در حال تکامل است تا به جامعه هوشمندتر، تمیزتر و مؤثرتر خدمت کند.

 

 

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

ایمیل بهsales@nszlamp.com

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

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