Kada se LED ulična svjetla koriste u kišnim, maglovitim i snježnim uvjetima, potreban je dizajn niske temperature boje kako bi se poboljšao prodor svjetlosti, dok se tehnologija visoke svjetlosne učinkovitosti kombinira kako bi se optimizirale performanse rasvjete i ispunili zahtjevi sigurnosti na cesti.
Zahtjevi za prodiranje svjetlosti u uvjetima kiše, magle i snijega
Prednosti tradicionalne rasvjete u prodoru: natrijeve žarulje: natrijeve lampe s niskim-tlakom (temperatura boje oko 2000K) i visokotlačne-natrijeve žarulje (2200–2500K) proizvode monokromatsko žuto svjetlo dužih valnih duljina (589,0 nm i 589,6 nm). To im daje snažan prodor po kiši, magli i snijegu, zbog čega su dugo bili glavni izbor za cestovnu rasvjetu. Na primjer, na glavnim cestama u Shenzhenu nekoć su se naširoko koristile visoko{9}}natrijeve svjetiljke. Nakon što su se stanovnici požalili da bijele-svjetle metal halogene svjetiljke (6000–6500K) nemaju dobre rezultate u magli, mnogi su se vratili na natrijeve žarulje.
Svjetla za maglu vozila: Žuto svjetlo (kao što se vidi u određenim pretvorbama ksenonskih svjetiljki) poželjno je za svjetla za maglu zbog jakog prodiranja. Visoko{1}}boje-ksenonske žarulje (iznad 6000 K) imaju tendenciju stvaranja bijele izmaglice u magli, smanjujući vidljivost.
Izazovi prodiranja LED uličnih svjetiljki: LED diode s konvencionalnim bijelim-svjetlom imaju visok udio svjetlosti kratkih{1}}valnih duljina (kao što je plavo svjetlo od 460 nm) u svom spektru. Po kiši, magli ili snijegu, ovo se svjetlo lako rasprši, stvarajući odsjaj i smanjujući učinkovitost osvjetljenja. Na primjer, spektar LED-a od 6000K koncentrira energiju u plavom rasponu, dok LED-om od 3000K dominira žuto-crveno svjetlo između 570–630 nm i stoga nudi bolji prodor.
Ključni čimbenici koji utječu na prodor svjetlosti
Valna duljina i mogućnost difrakcije: Dulje valne duljine imaju jaču sposobnost difrakcije i bolje prodiranje. Žuto svjetlo (570–590 nm) blizu je vrha krivulje osjetljivosti ljudskog oka (555 nm) i trpi relativno mali gubitak zbog raspršenja, što ga čini preferiranim izborom za vanjsku rasvjetu. Iako crveno svjetlo ima još veću valnu duljinu, njegova svjetlosna učinkovitost je premala za praktično osvjetljavanje cesta.
Temperatura boje i vizualna udobnost: Visoke temperature boje (hladna bijela svjetlost) mogu stvoriti maglovit vizualni dojam kod vozača i povećati psihičku napetost. Kineski nacionalni standard "Standard za dizajn rasvjete gradskih cesta" (CJJ45-2015) navodi da temperatura boje LED ulične rasvjete ne bi smjela prelaziti 5000K i da se preferiraju srednje-do niske temperature boje (kao što je 3000K).
Strategije optimizacije za LED uličnu rasvjetu po kiši, magli i snijegu
Dizajn s niskom temperaturom boje: podešavanjem omjera crvenog, zelenog i žutog fosfora, LED paketi se mogu proizvesti s niskom temperaturom boje. U LED-u od 3000K, na primjer, energija plavog-svjetla gotovo je eliminirana, a udio žuto-crvenog svjetla značajno raste.
Trend u industriji: Temperatura boje LED ulične rasvjete postupno se snižavala tijekom godina. Prije 2016. praktične primjene već su pokazivale jasan pomak s visokih temperatura boje prema srednjim-do-niskim temperaturama boje kako bi bolje odgovarale maglovitim područjima.
Tehnologija visoke svjetlosne učinkovitosti
Čipovi i fosfori: LED čipovi visoke-učinkovitosti u kombinaciji s fosforima visoke-konverzijske-učinkovitosti povećavaju svjetlosni učinak po vatu.
Sekundarne optičke leće: leće visoke-propusnosti smanjuju gubitak svjetlosti i optimiziraju distribuciju svjetlosti.
Toplinski materijali: aluminijske podloge visoke-toplinske-vodljivosti smanjuju toplinski otpor i produžuju vijek trajanja učvršćenja.
Rezultati: Prije 2016., ukupna svjetlosna učinkovitost LED ulične rasvjete poboljšavala se iz godine u godinu, postižući praktičnu ravnotežu između niske temperature boje i visoke učinkovitosti.
Slučajevi praktične primjene i standardna podrška
Zahtjevi lokalnih standarda: Odjel za stanovanje i urban-ruralni razvoj autonomne regije Guangxi Zhuang izričito zahtijeva da se rasvjetna tijela s niskom-bojom-temperature (kao što je 3000K) koriste u planinskim i maglovitim područjima. Na brzim cestama i magistralnim cestama prednost bi trebale dati LED uličnoj rasvjeti srednje{5}}do-niske temperature boje i izbjegavati izvore hladne-bijele boje (iznad 6000K).
Popratni istraživački podaci
- Testovi okruženja u magli: kombinacije crvene-žute i crvene-plave svjetlosti pokazale su najveću svjetlinu u magli, dok je plava svjetlost imala najlošiju vidljivost.
- Usporedba kiše i snijega: žuto svjetlo proizvodi manje povratnog raspršenja od bijelog svjetla, što rezultira manjim odsjajem i boljom općom izvedbom osvjetljenja.
Zaključak
Kroz dizajn s niskom temperaturom boje (obično 3000–5000K) i tehnologijama visoke svjetlosne učinkovitosti (optimizirani čipovi, fosfori i leće), LED ulična svjetla mogu značajno poboljšati prodiranje po kiši, magli i snijegu, a istovremeno ispunjavaju zahtjeve za uštedom energije, dugim vijekom trajanja i dobrom reprodukcijom boja. Kako tehnologija napreduje, prednostiLED ulična svjetlau vanjskoj rasvjeti će još više doći do izražaja, što ih čini idealnim izborom za osvjetljavanje cesta u maglovitim područjima.
