ما هي مزايا إضاءة الشوارع LED الخافتة؟

توفر مصابيح الشوارع LED توفيرًا هائلاً مقارنةً بمصابيح الصوديوم عالية الضغط التقليدية (HPS). ومع ذلك، فإن الجيل التالي من مصابيح الشوارع LED القابلة للتعتيم يأخذ التوفير التشغيلي، والأثر البيئي، واللامركزية، والتخصيص، والسلامة إلى مستوى جديد كليًا. إن موثوقية وطول عمر مصابيح الشوارع LED القابلة للتعتيم تجعلها بديلاً ممكنًا للتصميمات السابقة.

متوسط ​​وقت الاسترداد لاستبدال HPS به إضاءة الشوارع LED القابلة للخفت موجود سنوات11.5 . وهذه المرة تتناقص أيضًا بسبب الانخفاض المتوقع في أسعارها بنسبة 80٪ خلال 4-5 سنوات. هناك العديد من المزايا لاستخدام إضاءة الشوارع LED الخافتة، والأبحاث وراء استخدامها واعدة. ستقوم هذه المدونة ببناء قاعدة معرفية قوية حول إضاءة الشوارع وتصميمها والخيارات البديلة. بعد ذلك، سنقوم بتحليل التحسينات التكنولوجية في إضاءة الشوارع الخافتة بتقنية LED وكيفية تأثيرها على الحياة الحضرية.

ما هو ضوء الشارع LED؟

تعمل مصابيح الشوارع LED على تشغيل الثنائيات الباعثة للضوء لإضاءة الشوارع للمشاة والمركبات. يتم تثبيت القسم الباعث للضوء على عمود بزاوية لضمان الإضاءة المركزة. يشكل الضوء الصادر من تركيبات LED مخروطًا بقطر يساوي تقريبًا ارتفاع التركيب على العمود. تجهيزات إنارة الشوارع التأكد من إضاءة الطرق بشكل كافٍ مع تقليل التلوث الضوئي.

السلامة هي الهدف الأساسي لإضاءة الشوارع. فهو يؤثر بشكل مباشر على زمن استجابة سائقي المركبات ويوفر الوعي البيئي للمشاة. في الماضي، كانت تكلفة تشغيل مصابيح الشوارع مرتفعة، ويرجع ذلك أساسًا إلى ارتفاع ضغط الصوديوم والهاليد المعدني ومصابيح الفلورسنت. دعونا'نقارن مصابيح إضاءة الشوارع ذات الضغط العالي المصنوعة من الصوديوم مع مصابيح الشوارع LED الحديثة.

▪   HPS مقابل. إضاءة الشوارع LED

تم إدخال مصابيح الشوارع ذات الضغط العالي بالصوديوم (HPS) في عام 1965. لقد كانت مشرقة وموفرة للطاقة مقارنة بأسلافها. يستخدم HPS بخار الصوديوم لإنتاج ضوء ذو لون برتقالي مصفر وأقرب إلى إضاءة الشمس. حاليًا، هي النوع الأكثر شيوعًا لإضاءة الشوارع في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، فإن استخدامها يتناقص تدريجياً بسبب تقنية إضاءة الشوارع LED الحديثة. تقود اللوائح والحوافز الحكومية هذا التغيير، مما يؤدي إلى زيادة استخدام مصابيح LED للشوارع. فيما يلي جدول يفرق بين مصابيح الشوارع HPS وLED:

▪   غير قابل للتعتيم مقابل. إنارة الشوارع LED القابلة للخفت

تعمل إضاءة الشوارع بتقنية LED غير الخافتة على إضاءة الطرق باستخدام دائرة القيادة ومصدر الضوء. يوفر مستوى سطوع ثابتًا ويمكن تشغيله أو إيقاف تشغيله من خلال مفتاح مركزي يستقبل الإشارة من خلال وحدة التحكم. بالمقارنة مع سابقاتها مثل مصابيح HPS أو HID، يعد تكييف مصابيح الشوارع LED غير القابلة للضوء أمرًا رائعًا لاستهلاك الطاقة. ومع ذلك، تعد مصابيح الشوارع LED القابلة للخفت خطوة كبيرة إلى الأمام في تقليل استهلاك الطاقة وتقديم خيارات تخصيص عالية.

يمكن للأضواء الخافتة أن تقلل الإضاءة، مما يؤدي بدوره إلى انخفاض استهلاك الطاقة. تعد مصابيح الشوارع LED القابلة للتعتيم هي الأفضل للمناطق التي تكون فيها مصابيح LED كاملة السطوع قابلة للتطبيق فقط خلال أوقات محددة خلال 24 ساعة. إنها تتطلب منظم جهد إضافي أو دائرة تعديل عرض النبض (PWM) التي تعمل على تعتيم ضوء LED. سيأتي المزيد عن الأجزاء الداخلية لمصابيح LED في القسم التالي.

التصميم النموذجي لمصابيح الشوارع LED

الغرض الأساسي من مصابيح الشوارع LED هو ضمان انتشار الضوء الساطع والمركّز والموفر للطاقة بشكل مناسب على الأرض. يمكن لمصابيح الشارع LED المتطورة أن تنتج 119 lm/W. تحتوي مصابيح LED على العديد من المكونات التي تحول الكهرباء إلى ضوء. وهنا المكونات والغرض منها:

●  الحالة: موصل الحرارة وحماية الدخول

يتضمن السكن جميع مكونات ضوء الشارع LED. يحمي المكونات الداخلية ويزيل حرارتها. يضمن المصنعون أن العلبة تتكون من مادة موصلة للحرارة. يعمل الغلاف أيضًا كمشتت للحرارة. يتحول حوالي 30% من الطاقة الكهربائية إلى حرارة، حيث أن بعض مكونات مصابيح LED أقل كفاءة من الثنائيات نفسها.

يستخدم معظم مصنعي إضاءة الشوارع LED صب سبائك الألومنيوم كمادة مفضلة. يتم معالجة السطح بطبقات واقية ضد الأشعة فوق البنفسجية والتآكل لضمان طول العمر. يجب أن تحتوي الحالة أيضًا على تصنيف IP (حماية الدخول) الذي يتضمن

●  ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع المصابيح

تحتوي لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) على جميع مصابيح LED وتمنحها الطاقة. يمكن للمصنعين استخدام مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المعدنية أو المصنوعة من الألياف الزجاجية، والتي تعتبر مثالية لتبديد الحرارة في مصابيح الشوارع LED.

●  سائق

السائق هو مصدر الطاقة لمصباح LED ويقوم بتحويل مصدر الخط الكهربائي إلى المتطلبات الكهربائية المطلوبة لمصابيح LED. يقوم المصنعون بتضمينه داخل الغلاف في مكان يتطلب تبديد الحرارة بشكل مناسب.

●  التبديد الحراري

تنتج مصابيح LED الحرارة، وتتطلب دائرة القيادة أيضًا تبديد الحرارة. تحتوي مصابيح LED على وسادات حرارية ومعاجين حرارية تعمل على تحسين نقل الحرارة. الغلاف المعدني هو الواجهة النهائية مع البيئة التي تزيل الحرارة.

●  الأختام

تحتوي إضاءة الشوارع LED على موانع تسرب لمنع دخول الماء والغبار إلى السكن، مما يضمن تصنيف حماية الدخول (IP). يمكن أن يكون الختم عبارة عن رغوة مانعة للتسرب من مادة البولي يوريثين أو السيليكون.

●  غطاء LED أو عدسة

تعمل العدسة على تبديد الضوء في الاتجاهات أمام مصابيح LED لضمان الإنارة المتوازنة داخل مخروط إسقاط الضوء.

هل يمكن تعتيم مصابيح الشوارع LED؟

نعم، يمكن تعتيم مصابيح الشوارع LED طالما أنها تحتوي على الدوائر المطلوبة. ومع ذلك، يمكن فقط تعتيم بعض مصابيح LED، حيث يلزم وجود دوائر متخصصة لتقليل السطوع. هناك طريقتان شائعتان لتحقيق التعتيم هما جهاز التعتيم من 0 إلى 10 فولت أو النبض مع التعديل (PWM).

▶ 0-10 فولت باهتة

يتصل جهاز باهتة منفصل بمحرك LED باستخدام سلك غمد باللونين الرمادي والأرجواني. يقوم بتغيير الجهد الناتج بين 0V و10V. يعني خرج الجهد الصفري أن مؤشر LED متوقف عن التشغيل، ويعني 10 فولت أنه في أقصى سطوع. يحافظ المحرك على تيار ثابت لثنائي الفينيل متعدد الكلور، والذي يتكون من أشباه الموصلات الباعثة للضوء. برنامج التشغيل هو المكون الرئيسي الذي يجب أن يتميز بخصائص عكس الضوء. عادةً ما يذكر المصنعون تركيبات LED الخاصة بهم على أنها قابلة للتعتيم إذا كانت تحتوي على برنامج تشغيل يدعم مصابيح LED ذات السطوع المتغير.

▶   تعديل عرض النبض (PWM)

إنه جهاز يقوم بتشغيل وإيقاف تشغيل مؤشر LED بمعدل أعلى من تردد مصدر الطاقة. يتم التشغيل والإيقاف بسرعة كافية لدرجة أنه'غير مرئي للعين. تسمى النسبة المئوية لوقت التشغيل لمصباح LED بدورة العمل. دورة التشغيل بنسبة 75% تعني أن مؤشر LED سيبقى مطفأ لمدة 25% من الوقت في النبضة الكهربائية.

السياسات الحكومية وملاحظات الجمهور حول إضاءة الشوارع بتقنية LED

ستستمر السياسات الحكومية وردود الفعل العامة في تشكيل مستقبل إضاءة الشوارع بتقنية LED. عادة، لا توجد منظمة حكومية محددة تنظم استخدام إضاءة الشوارع LED، ولكن منظمات مثل اللجنة الوطنية لتخطيط رأس المال (NCPC) والمعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI) تقدم إرشادات عامة.

تحفز المشاريع الحكومية المختلفة في جميع أنحاء العالم استخدام إضاءة LED. ومع ذلك، في بعض المواقع، يرغب السكان المحليون في الاحتفاظ بأضوائهم ذات المظهر التقليدي. فلنحلل'بعض الحالات لفهم الاستجابة العامة والسياسات الحكومية.

★   السياسات والمبادئ التوجيهية الحكومية لإضاءة الشوارع بتقنية LED

دعونا'نأخذ مركز NCPC'في واشنطن العاصمة. اقتراح تحويل إنارة الشوارع. تشمل المخاوف الرئيسية بشأن التحويل الأضواء المفرطة من تركيبات واشنطن جلوب، والتي تسبب التلوث الضوئي وتعطل الحياة البرية. علاوة على ذلك، فإن استخدام درجة حرارة لون LED تبلغ 3000 كلفن كان له لون أزرق أكثر، مما تسبب في زيادة الوهج السماوي. وكانت هناك أيضًا مخاوف بشأن اضطراب إيقاع الساعة البيولوجية بسبب الضوء الأزرق. المبادئ التوجيهية للمركز الوطني للسياسات  اقترح ما يلي لمواجهة هذه المشاكل:

مثل NCPC، لدى الرابطة الدولية للسماء المظلمة (IDA) والجمعية الطبية الأمريكية (AMA) أيضًا مبادئ توجيهية للحد من التلوث الضوئي وتأثيرات الضوء الأزرق على البيئة وصحة الإنسان.

★   تعليقات الجمهور بخصوص إضاءة الشوارع LED القياسية

◢  قضية الإضاءة LED دنفر كولورادو

قامت دنفر بتغيير مصابيح الشوارع HPS الخاصة بها بإضاءة الشوارع LED بدون ميزة التعتيم. لقد أدى ذلك إلى رد فعل عنيف كبير بما يكفي لظهوره في الأخبار في 23 أبريل 2019. وكانت المخاوف الأساسية للسكان:

● غزت إنارة الشوارع منازلهم. لقد كانت مشرقة جدًا لدرجة أنهم اضطروا إلى إغلاق الستائر لمنع دخول الضوء.

● اقترح بعض السكان أن الأضواء كانت إضافة رائعة ولكن يجب أن تحتوي على ميزة التعتيم.

● كان التلوث الضوئي الذي تنتجه هذه الأضواء الزرقاء الساطعة مرتفعًا جدًا. كان الضوء ينعكس عن الأسطح ويسبب ضوءًا غير ضروري.

◢  واشنطن العاصمة مشروع تحويل إنارة الشوارع

كانت هذه بعض التعليقات العامة التي تم تلقيها من تنفيذ DC. مشروع تحويل إنارة الشوارع:

● لينيا وارين: "إن تشتيت الضوء عشوائيًا بدلًا من توجيهه إلى المكان المطلوب هو إهدار للطاقة غير مقبول بيئيًا"

● لورا فينيزي: "الغالبية العظمى من الضوء المنبعث من الكرات الأرضية يتجه إلى الخارج أو إلى الأعلى، وليس إلى الأسفل نحو الأرض"

● واين سافاج: "إن تركيبات واشنطن غلوب التي عفا عليها الزمن لا تتوافق مع نظام إضاءة الشوارع الحديث الذي يحد من التلوث الضوئي"

● بوني غاريتي: "لقد لاحظت وهجًا كبيرًا ينبعث من هذه التركيبات، مما أضعف رؤيتي بدلاً من إلقاء الضوء على رؤيتي"

● لي ماير: "يجب أن تكون درجة حرارة اللون لمصابيح LED 2700 كلفن أو أقل، خاصة في الأحياء السكنية"

مزايا إضاءة الشوارع LED الخافتة

الآن بعد أن عرفنا كيفية عمل مصابيح الشوارع LED، ووظيفة التعتيم الخاصة بها، والسياسات الحكومية، وردود الفعل العامة فيما يتعلق بإضاءة الشوارع LED، يمكننا أن نفهم لماذا تعتبر إضاءة الشوارع LED الخافتة هي الأفضل. تعتبر إضاءة الشوارع LED القابلة للتعتيم المثبتة على عمود مثالية لتوفير الطاقة مع مراعاة القضايا البيئية وصحة الإنسان. تسمح ميزة التعتيم بضبط السطوع والإضاءة المركزة على الأرض.

✔   توفير الطاقة مع استهلاك أقل للطاقة

توفر إضاءة الشوارع LED توفيرًا هائلاً في الطاقة مقارنةً بالتقنيات السابقة مثل HPS والفلورسنت والهاليد المعدني. مما يجعلها قابلة للتعتيم يزيد من كفاءة الإضاءة. إن الجمع بين مصابيح الشوارع القابلة للتعتيم والأنظمة الذكية يمكن أن يسمح بتحكم أفضل ورضا الجمهور.

يمكن تشغيل/إيقاف تشغيل أنظمة إضاءة الشوارع الذكية أو تقليل السطوع بناءً على التوقيت أو الظروف الشمسية. وبالمثل، يمكن لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR) زيادة سطوع الضوء ذي الصلة مع إبقاء الأجهزة الأخرى خافتة لتوفير الطاقة.

✔   صديقة للبيئة

تؤثر أنظمة إضاءة الشوارع LED القابلة للخفت بشكل مباشر على صحة الإنسان والنظم البيئية والبيئة. توفر قدرة أنظمة الإضاءة هذه على تقليل سطوعها العديد من المزايا:

● تخفيض السقف بما يتماشى مع الرابطة الدولية للسماء المظلمة (IDA)

● تتيح إضاءة الشوارع LED القابلة للخفت درجات حرارة لونية أكثر دفئًا تتراوح بين 2700 و3000 كلفن، مما يضمن عدم إزعاج إيقاع الساعة البيولوجية البشرية.

● تصميم خالٍ من الزئبق يقلل من استخدام المواد الكيميائية الضارة.

● في المناطق السكنية، يمكن أن يؤدي السطوع المنخفض لأضواء الشوارع LED الخافتة إلى تقليل حدوث غزو الضوء في المنازل ليلاً.

✔   تحسين السلامة

يمكن تشغيل مصابيح LED القابلة للتعتيم بقدرة إجمالية في المناطق التي تكون فيها الإضاءة المحسنة ضرورية. ومع ذلك، يمكن تخفيضها إلى وضع الطاقة المنخفضة عند تقليل الحاجة إليها. إنارة الشوارع أمر حيوي للحد من الجريمة. يضيف السطوع المتغير المعتمد على PIRs أو أجهزة استشعار القرب جانبًا آخر من تحسين السلامة.

✔   دورة حياة تشغيلية أطول

مثل إضاءة الشوارع بالصوديوم عالي الضغط، يؤدي تقليل سطوع إضاءة الشوارع LED إلى تحسين دورة حياتها. يمكن لميزة DImming الخاصة بمصابيح الشوارع LED إطالة العمر التشغيلي لمصباح LED إلى أكثر من 200,000 ساعة.

✔   التكامل السلس مع أنظمة المدن الذكية

يمكن لمصابيح الشوارع LED القابلة للخفت أن تتكامل مع أنظمة التحكم المركزية اللاسلكية أو خزائن التحكم المحلية التي تستخدم أجهزة PID وأجهزة استشعار القرب وأجهزة استشعار الطاقة الشمسية لتغيير السطوع. فيما يلي بعض التكوينات التي يمكن للمدن أو المناطق المحلية تطبيقها على أنظمة المدن الذكية:

● تشغيل جهاز التحكم عن بعد مع ميزة التشغيل/الإيقاف وضبط السطوع

● السطوع التكيفي بناءً على ظروف حركة المرور

● تكامل المدخلات العامة لتعديل ظروف الإضاءة

● ضبط السطوع التلقائي بناءً على النشاط المنخفض أو العالي

خاتمة

إذا كنت تفكر في إضاءة الشوارع بتقنية LED القابلة للتعتيم لمنطقتك، فمن الضروري أن تفهم التكنولوجيا جيدًا قبل اتخاذ الخطوة الكبيرة. توفر إضاءة الشوارع LED القابلة للخفت توفيرًا هائلاً وتخصيصًا. وبالنظر إلى رد الفعل العنيف من الجمهور بشأن تركيب إضاءة LED ساطعة، فإن التعتيم يعد وسيلة مثمرة للمضي قدمًا. باختصار، توفر مصابيح الشوارع LED القابلة للخفت المزايا التالية:

● التخصيص العالي فيما يتعلق بمتطلبات المنطقة

● تقليل التلوث الضوئي

● تعزيز السلامة مع أجهزة استشعار الحركة

● احترام إيقاع الساعة البيولوجية البشرية

● عمر تشغيلي طويل

إن إضاءة الشوارع LED القابلة للخفت هي نظام إضاءة شوارع حديث وموثوق. تقترح السياسات الحكومية والآراء العامة استخدام إضاءة الشوارع LED القابلة للتعتيم.