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LED路燈照明的發展趨勢及架構演變

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若對LED照明這一細分市場進行深入探討,可以發現其滲透率除不斷提升家居,樓宇等室內照明外,還存在于部分戶外照明以及專業照明中,LED照明的增長勢頭也非常強勁,LED路燈照明是非常典型的應用場景之一。

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LED路燈照明的先天優勢

傳統的路燈照明通常采用高壓鈉燈(HPS)或汞蒸氣燈(MH),技術已經非常成熟,不過與這兩者相比,LED照明有很多先天的優勢。

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耗低

有研究資料顯示,路燈能耗一般約占城市市政能源預算30%。LED照明低能耗特性正好能減輕這一高額能源支出。據估計,世界各國改用LED路燈后,世界二氧化碳的排放量可降低幾百萬噸。

方向性好

傳統的道路照明光源缺乏方向性,一方面這會導致重點區域的照明亮度不足,另一方面由于光線散射到了不需要照明的區域,還會造成光污染。而LED燈出色的方向性正好可以克服這一問題,既可以照亮限定的空間,同時也不會影響到周圍區域。

光效高

相對于高壓鈉或者汞蒸氣燈泡,LED燈源的光效更高,即單位功耗能產生更多流明。此外,LED的紅外(IR)和紫外(UV)光含量遠低于其他傳統光源,這意味著它產生的廢熱較少,整個燈具上的熱應力也小得多。

壽命長

眾所周知,LED具有較高的工作結溫和超長的壽命。據測算,在道路照明中LED照明陣列的使用壽命可達50,000小時或更長,是高壓鈉燈或金屬鹵化物燈的2-4倍。由于無需頻繁更換,由此帶來的相關物料和維護成本的節省讓人心動。

更環保

高壓鈉燈和汞蒸汽燈由于含有有毒物質(如汞),廢棄時需要專門的處理程序,費時費力,不環保;而金屬鹵化物燈有時會爆炸。并且LED燈具不存在上述問題,在使用時更加環保和安全。

可控性強

LED路燈驅動方式是由AC/DC和DC/DC兩種電源變換成LED供給需要的電壓與電流。這樣雖使電路復雜性加大,但比傳統交流照明技術可控性好、響應速度快、能達到快速開關、調光等效果,并且LED的色溫還可通過元器件的選擇得到準確的調控。而提高可控性,恰恰是實現自動化智能照明需要的關鍵因素,所以LED路燈在智慧城市建設名單上也是必不可少。

LED路燈照明的兩大趨勢

正因為以上突出優點,LED照明大規模運用于城市道路照明成為一種趨勢。不過,值得注意的是,這次技術升級并不是對傳統照明設備的簡單“替換”,而是一次系統的變革。在這一變化的進程中出現了兩種值得重視的傾向。

發展趨勢之一是智能化。前面已經提到LED燈可控性較強,為在它周圍創建自動化智能路燈系統提供了可能性。在這種路燈系統中,基于環境信息(例如,環境光,人或事物的生存與活動等)的精確算法甚至機器學習能力,無需人工干預,實現了路燈開關及明暗的自動調節,其所產生的好處是有目共睹的。而路燈作為覆蓋城市基礎設施網絡,其自身有可能成為物聯網更加智能化的邊緣節點,將來有可能為LED路燈附加更多功能(例如,氣象、空氣質量監測等),使其在智慧城市中發揮更加重要的作用。

但我們還能看到,這一智能化發展趨勢還將對LED路燈設計提出新的挑戰——系統將更加復雜。這就決定了在路燈外形空間受限的情況下,必須包括照明,驅動,傳感,控制,通信等功能和較多擴展功能,要迎接這個挑戰,標準化是唯一的出路,也是當前LED路燈照明的又一重要發展趨勢。標準化的優勢在于能夠使得更多的技術供應商功能模塊與LED路燈實現無縫融合,從而使得系統可擴展性得到了極大提高。

智能化促生標準化,標準化又推動智能化不斷深入——兩種潮流交互作用,推動LED路燈照明技術與應用不斷演變

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