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led节能路灯的研究背景

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  • 来源:
  • 发布时间:2021-07-27 09:23
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【概要描述】一、研究背景。
伴随着工业化向信息化时代的转变,照明行业也从以电器为主向电子产品有序发展。节约能源的要求是最先引爆产品迭代的导火索,在人们意识到新型固态光源为社会带来诸多利好的时候,行业得以迅猛发展!

led节能路灯的研究背景

【概要描述】一、研究背景。
伴随着工业化向信息化时代的转变,照明行业也从以电器为主向电子产品有序发展。节约能源的要求是最先引爆产品迭代的导火索,在人们意识到新型固态光源为社会带来诸多利好的时候,行业得以迅猛发展!

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一、研究背景。
伴随着工业化向信息化时代的转变,照明行业也从以电器为主向电子产品有序发展。节约能源的要求是最先引爆产品迭代的导火索,在人们意识到新型固态光源为社会带来诸多利好的时候,行业得以迅猛发展!
但是在led节能路灯应用初期,由于光源光效率偏低,人们通过增加功率来维持亮度以满足应用需求,结果发现照明初始光通量会迅速衰减。经过研究,技术人员发现,解决这种现象除了能有效提高光源的光效外,还应改善散热系统,使产品结构更符合半导体光源的物理特性。人们普遍认为,当光源的光效已达到170lm/w或更高的流明时,产品技术的进步,LED照明可以与传统光源媲美和超越。随著应用条件日趋成熟,业界更少再听到散热、光衰等矮小LED照明产品的声音。LED照明真的做到尽善尽美、成熟稳定能完全取代传统光源吗?纽约州特洛伊市照明研究中心的主任NadarajahNarendran说,如果配上一种不合适的光学系统,紧凑型荧光灯的损失将达到70多万?光线输出。类似地,如果离开正确的光学系统,LED的热捧效果也会消失。这个建议再次提醒照明从业人员,提高照明效率,提高散热系统,尽管在一定程度上改善了LED照明固有的缺陷以及应用中的困难,但并没有从根本上解决高功率照明产品高质量、长寿命、稳定可靠的问题,只有进一步深入研究LED照明内在的缺陷及其在应用上才能更好地解决高功率照明产品高质量、长寿命、稳定可靠的问题,只有进一步深入研究LED照明的内在缺陷及其在应用上才能更好地解决这些问题。因此,本公司与上海市城市设计研究院及其他相关单位合作,对LED功能性照明产品进行了深入的研究,以寻找LED光源应用层面的最佳解决方案。

led节能路灯
二、研究思路。
1、色温为2800K左右的LED,其光源光效(100~120Lm/W)并不明显优于高压钠灯(100~120Lm/W)。为什么LED在道路照明中应用会节约能源?
2、道路照明的指向目标在道路上,二次配光技术能否根据道路照明的特点来设计实现节能?
第一,分析道路照明的形态和特征:
(1)灯杆安装在路旁,形成光角度不对称的现象;
(2)路幅:灯杆高度:灯距=1:1:3(遮光型灯具),形成一个矩形被照射范围;
(3)道路根据车流量和限速的不同分为不同等级,不同等级的道路对亮度和均匀度要求也不同。
利用传统光源的照明性能评价方法评价LED路灯特性是不科学的,也太过牵强。本文探讨了利用光利用率(coefficientofutilization)作为LED路灯的评价方法。LED照明光效率(Lm/W)并不能真实地反映LED路灯的能源效率。单个发光二极管在道路照明中的光通量不能单独作为光源;LED集成模组后,由于所用的导热基板不同,其出光量不等于该LED的光通量之和。
所以led节能路灯应注重灯具的光通量而不是光源的光通量;应关注灯具的光效率而不是光源的光效率。
但是,灯具的光效率(Lm/W)并不能真实地评价LED路灯的性能。照明效率是衡量一般照明节能的一项重要指标,LED路灯作为功能性照明比一般照明多了一个“二次配光”参数,二次配光越均匀其灯具光效越低;LED路灯作为功能性照明,二次配光效果更差。
为此,将照明利用率(路面光通量/灯具光通量)作为关键评价指标,锁定了本次研究的重点,即灯具光通量配置到被照物上的比值,才是真正有效反映功能性照明优劣的关键所在!
对标照明利用率,在满足照明规格的前提下,功率成为衡量产品性能的重要指标。路灯生产厂家对散热、光、电驱动的技术水平,是决定其功率大小的关键!
有鉴于此,本LED路灯照明系统的研究目的尝试验证:
(a)led节能路灯配光效果;
(b)led节能路灯的节能效果;
(c)led节能路灯智能调光二次节能通过试验段拟实现的目标:
(a)二次配光设计主要以SR为主要设计方向,照度均匀性须达到0.35以上。
(b)使用2800K色温的LED路灯,机动车道上的平均照度不低于原高压钠灯的平均照度。
(c)通过0~10V调光驱动电源的智能调光,使LED路灯与原高压钠灯平均照度相同的情况下,测试同一照度节能水平。
三、技术路线。
以研究、开发照明为主的科技企业,对道路建设中路灯配置、节能的重要性以及LED路灯应用中必须突破的相关技术瓶颈。因此,结合道路照明设计工作,提出LED路灯照明系统的研究课题。与有关设计单位共同研究开发出代表未来先进理念的实用LED路灯照明系统。
1)反射式光学。
导光板的高度和角度是利用反射式光学原理来设计LED发出的光,达到预期的位置。反射型光学的优点是可以精确地对配光曲线在垂直方向上的分布角度进行设计。
利用两侧导光板,可使光束分布的角度覆盖较大一些的路幅,灯具效率高,照明利用率高,所以光学总利用率也高,适合灯杆高距比3.5(含)以内。其缺点是车行方向二次配光曲线与原LED一次配光曲线基本一致,当灯杆高距比超过3.5时,要改变其车行方向的二次配光曲线,需要将防水灯壳做成槽镜以增大其车行方向的角度或采用自带纵向配光透镜的角度。
(二)折射式光学。
折射型光学是利用光波在不同介质(透镜)行进方向上的差异来控制LED光到达不同地点。折射式光学的优点是,车辆行向配光曲线分布可以方便地设计为最佳行驶方向,配光曲线最大值为60~65度。其缺点是配光曲线在路宽方向上的分布角度较难。若要设计出窄(覆盖路幅大一些)的配光曲线分布,则会导致灯具效率较差,尽管照明利用率较高(因为出灯的配光曲线分布的光束大部分会落在路面上),但光学总利用率(灯具效率×照明利用率)偏低。为提高灯具的效率,设计时应减少全反射光,故所设计的路宽方向配光曲线具有较大的角度分布,但由于出灯具宽的配光曲线分布光束中有许多落在道路外,导致照明利用率(灯具效率×照明利用率)最终偏低。

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