Knowledge

Vuosisatojen ajan vaatimaton katuvalo on ollut kaupunki-ilojemme vartija, ja se on kehittynyt välkkyvistä kaasulampuista loistavaksi moderniksi katuvalaisimeksi. Nykyään kaupunkien katuvalot maailmanlaajuisesti saavat virtansa pääasiassa LED-tekniikasta, jota tunnetaan energiatehokkuudestaan ​​ja pitkästä käyttöiästään. Olipa kyseessä vaatimaton 25 watin led-katuvalo asuinkaistalla tai voimakas 200 watin led-katuvalo, joka valaisee suurta valtatietä, jatkuvan kirkkaan valon lupaus on ratkaisevan tärkeää yleisen turvallisuuden ja kaupunkien estetiikan kannalta. Jokainen, joka on havainnut vanhenevan ulkovalaistuksen, saattaa kuitenkin huomata asteittaisen mutta väistämättömän himmenemisen ajan myötä. Tämä ilmiö, joka tunnetaan nimellä lumenin heikkeneminen, on led-katuvalaisimien valontuoton asteittainen väheneminen. Ymmärrätkö, mitkä ovat katuvalon valon heikkenemisen syyt? on välttämätön kunnallissuunnittelijoille, insinööreille ja kaikille kunnallisiin katuvaloihin investoiville. Klassisella katuvalolla, kuten korkeapaineisella-natriumlampulla, oli omat vaimennusmekanisminsa, mutta uusiin led-katuvaloihin vaikuttavat tekijät ovat erilaisia ​​ja perustuvat niiden kiinteään-olomuotoon. Tässä artikkelissa tarkastellaan tämän himmennyksen taustalla olevia tieteellisiä ja ympäristöllisiä syitä ja selitetään, miksi jopa tyydyttävä katuvaloasennus heikentää tehoa vuosien aikana.

Perinteisistä katuvalotekniikoista nykypäivän älykkäisiin katuvaloihin, kaikki valaisimet kohtaavat taistelun aikaa ja elementtejä vastaan. Vanhan tyylin katuvalot epäonnistuivat ensisijaisesti hehkulangan loppuunpalamisen tai asteittaisen kemiallisen ehtymisen vuoksi. Sitä vastoin kaupalliset led-katuvalot eivät yleensä "palaudu" äkillisesti, vaan haalistuvat hitaasti. Perimmäiset syyt ovat sisäisen fysiikan, ulkoisen ympäristön hyökkäyksen ja suunnittelun toteuttamisen monimutkainen vuorovaikutus. 150 watin led-katuvalon tai 70 watin led-katuvalon perusperiaatteet pysyvät samoina. Valon matka pienestä puolijohdesirusta alla olevalle kadulle on täynnä haasteita, jotka heikentävät sen valotehokkuutta.

Asian ydin: ydin-LED-sirun heikkeneminen

Jokaisen led-katulyhdyn ytimessä on puolijohdesiru, modernin tekniikan ihme. Toisin kuin vanhanaikaisen katuvalaisimen yksinkertainen hehkulanka, LED-siru tuottaa valoa elektronien ja reikien rekombinaatiolla materiaaleissa, kuten galliumnitridissä. Ensisijainen, luontainen syy lumenin heikkenemiseen tapahtuu tässä. Pitkä-käyttö johtaa materiaalin vanhenemiseen-prosessiin, jossa kiderakenteen viat siirtyvät ja epäpuhtaudet leviävät. Tämä puolijohteen kvanttihyötysuhteen heikkeneminen tarkoittaa, että asteittain pienempi osa sähköenergiasta muuttuu valoksi ja enemmän hukataan lämpönä. Tämä lämpö puolestaan ​​nopeuttaa sitä hajoamista, joka tuotti sen.

Tämä johtaa kriittisimpään lumenhäviön kiihdyttimeen: liialliseen liitoslämpötilaan (Tj). Liitoskohta on sirun sisällä oleva aktiivinen kerros, jossa valoa tuotetaan. Alan peukalosääntönä on, että jokaista 10 asteen nousua kohti risteyksen lämpötilaa yli sen nimellisarvon, luumenin heikkenemisnopeus voi kaksinkertaistua. Induktio-LED-katuvalaisin tai mikä tahansa laadukas led-katuvalaisin on tarkasti mitoitettu maksimi Tj:ksi. Todellisissa-ulkovaloskenaarioissa alhaisen Tj:n ylläpitäminen on kuitenkin jatkuvaa kamppailua. Kesän helleaallon aikana suljetusta katuvalokotelosta voi tulla uuni, jossa ympäristön lämpötilat kohoavat ja sirun sisäisellä lämmöllä ei ole minne mennä. Tämä lämpöjännitys on ensisijainen syy siihen, miksi 100 watin led-katuvalo saattaa himmentää odotettua nopeammin, jos sen lämmönhallinta on riittämätön.

Lämmönhallinnan suunnittelun kriittinen rooli

Jos sirun ylikuumeneminen on ongelma, lämmönhallinta on etulinjan puolustus. Puutteellinen lämmönpoistojärjestelmä on luultavasti yleisin käytännön syy ennenaikaiseen luumenin katkeamiseen. Jäähdytyslevyn rooli led-katuvalaisimissa on yhtä tärkeä kuin itse LED-siru. Puutteellinen suunnittelu-, jossa on jäähdytyselementti, jonka pinta-ala on riittämätön, huonosti suunnitellut rivat, jotka eivät edistä luonnollista ilmavirtaa, tai alhaisen-lämmön-johtavuuden materiaalien-käyttö johtaa lämmön kertymiseen.

Lisäksi polkua sirusta ulkoilmaan vaivaa lämpövastus. Tämä vastus voi kerääntyä useisiin rajapintoihin: sirun ja sen alustan väliin, substraatin ja jäähdytyselementin väliin sekä lämpötahnan tai -tyynyjen sisään, joita käytetään niiden liittämiseen. Epätasaisesta kiinnityksestä tai huonolaatuisista lämpörajapintamateriaalista johtuvat ilmaraot toimivat eristävänä peitteenä ja sitovat lämmön lähteessä. 120 watin led-katuvalossa, joka tuottaa merkittävää lämpöä, jopa pieni lämmönvastuksen lisäys voi nostaa risteyksen lämpötilaa dramaattisesti, mikä laukaisee lumenin nopean heikkenemisen. Tämä tekee lämpösuunnittelusta yhtä tärkeän ominaisuuden kuin tehon uusia led-katuvalaisimia valittaessa.

Laulamaton sankari ja mahdollinen konna: LED-ohjain

LEDit vaativat tasavirtaa (DC) toimiakseen vakio{0}}virtaohjaimella, joka muuntaa vaihtovirran (AC) verkosta. Tämä kuljettaja on laulamaton sankari, mutta siitä voi tulla konna lumenin alenemistarinassa. Epävakaa tai huonolaatuinen-virtalähde on keskeinen ulkoinen tekijä. Jos ohjain tuottaa virtaa, joka ylittää sirun nimellisarvon tai siinä on korkea jännitteen aaltoilu (vaihteluita tasavirtalähdössä), se asettaa sähköisen ylikuormituksen LEDiin. Tämä ei ainoastaan ​​nopeuttaa valohäviötä, vaan voi katastrofaalisesti lyhentää sirun käyttöikää.

Kuljettajien ikääntyminen on toinen kriittinen ongelma, erityisesti ulkovalaistuksen ankarissa olosuhteissa. Komponentit, kuten elektrolyyttikondensaattorit, ovat herkkiä korkeille lämpötiloille. Modernissa auringolle altistetun katulampun sisällä kondensaattorin lämpötilat voivat helposti ylittää niiden nimelliskäyttöiän, jolloin elektrolyytti kuivuu tai vuotaa. Tämä heikkeneminen johtaa epävakaaseen virran ulostuloon, joka ilmenee välkkymisenä ja mikä ratkaisevasti edistää LED-sirujen valovoiman heikkenemistä. Laadukas-ohjain, jossa on vankat komponentit ja tiukka aaltoilun hallinta (esim.<3%) is non-negotiable for long-lasting city street lights.

Ulkoilman hellittämätön hyökkäys

Katuvalaisimet ovat luultavasti yksi eniten väärinkäytettyjen sähkölaitteiden joukosta infrastruktuurissamme, ja ne kohtaavat säälimättömän ympäristöstressin.

● Äärimmäisen lämpötilan pyöräily: Kunnallisen katuvalon on kestettävä vuodenaikojen täysi vauhti pakkasista talviöistä paahtaviin kesäpäiviin. Nämä syklit aiheuttavat kaikkien materiaalien jatkuvan laajenemisen ja supistumisen,-metallikotelo, muovilinssi ja itse sisäiset komponentit. Tämä mekaaninen väsymys voi johtaa mikro-halkeamiin LEDin koteloivassa silikonissa, sirua yhdistävissä juotosliitoksissa tai jopa alustassa. Nämä mikro{5}}halkeamat häiritsevät sekä sähköreittiä että lämmönjohtamisreittiä, mikä johtaa paikallisiin kuumiin pisteisiin ja valohäviöön.

● Kosteus ja korroosio: Kosteus, rankkasade ja rannikkoalueilla suolasuihku ovat säälimättömiä. Jos valaisimen tunkeutumissuojaus (IP) on riittämätön (alle IP65), kosteus pääsee lopulta sisään. Sisään päästyään se syövyttää sirun metallikoskettimet, hapettaa jäähdytyselementin ja vaurioittaa kuljettajan piirejä. Jäähdytyslevyn korroosio lisää lämmönkestävyyttä, kun taas sähkökoskettimien korroosio lisää vastusta, mikä tuottaa enemmän lämpöä-noidan kierteen, joka huonontaa huomattavasti suorituskykyä.

●UV-säteily ja epäpuhtaudet: Pitkäaikainen altistuminen auringon ultraviolettisäteille voi saada LEDin ensisijaisen linssin ja valaisimen toissijaisen optiikan (usein polykarbonaatista tai akryylistä) kellastumaan ja haurastumaan. Tämä "ruskehtava" efekti vähentää merkittävästi valonläpäisykykyä, jolloin katuvalo näyttää himmeämmältä, vaikka siru itse vielä tuottaa valoa. Lisäksi pölyn, lian ja orgaanisten aineiden, kuten lintujen ulosteiden, kerääntyminen linssiin toimii ei-toivottuna suodattimena, joka estää valontuoton ja eristämällä valaisimen lämmön haihtumista.

Tehdasvirheet: valmistus- ja kokoonpanovirheet

Kaikki lumenin aleneminen ei ala kentällä; joitakin siemeniä kylvetään valmistuksen aikana. Sinisen LED-sirun päällystäminen fosforikerroksella valkoisen valon luomiseksi on herkkä. Epätasainen fosforin levitys voi johtaa epäyhtenäiseen värilämpötilaan ja mikä tärkeintä, paikalliseen ylikuumenemiseen alueilla, joilla on ohuempi peitto, mikä nopeuttaa hajoamista näissä paikoissa. Heikkolaatuisten kapseloivien silikonien tai epoksihartsien käyttö, jotka ovat alttiita nopeasti kellastumaan UV-säteilyn ja lämmön vaikutuksesta, johtaa myös ennenaikaiseen valohäviöön.

Virheellinen kokoonpano, kuten huono juotos, joka luo "kylmiä liitoksia" sirun ja sen alustan välille, aiheuttaa korkean sähkövastuksen. Näistä huonoista yhteyksistä tulee hot spotteja, jotka heikentävät sirun rakennetta paikallisesti. Samoin alikuntoisten materiaalien käyttö kiinnikkeissä tai lyijykehyksissä, jotka syöpyvät tai muuttuvat lämpörasituksen vaikutuksesta, voi mekaanisesti rasittaa sirua, mikä johtaa vaurioitumiseen.

Käyttövirheet ja laiminlyöty huolto

Lopuksi, kuinka katuvaloa käytetään ja ylläpidetään, on tärkeä rooli. Vaikka LEDit ovat yleensä kestäviä, toistuva -sammutuspyöräily voi olla haitallista. Jokainen käynnistys-voi aiheuttaa pienen virtapiikin, ja tuhansien jaksojen aikana tämä sähköinen jännitys voi vahingoittaa puolijohdetta. Tämä on huomioitava älykkäissä katuvaloissa, joissa on mukautuva himmennys tai liike{5}}anturiinduktio-LED-katulamppujärjestelmä. niiden ohjausalgoritmit tulee suunnitella minimoimaan todella syklinen päälle/pois-käyttäytyminen tasaisen himmennyksen hyväksi.

Ehkä yksinkertaisin tekijä on yksinkertainen laiminlyönti. Kuten mainittiin, valaisimeen kertynyt lika vähentää suoraan valotehoa. Lisäksi, jos paikallisen sähköverkon merkittäviä jännitevaihteluita ei seurata ja korjata, mikä on yleistä vanhemmilla tai syrjäisillä alueilla, se voi työntää sekä ohjaimen että LEDin suunniteltujen käyttöikkunoiden ulkopuolelle, mikä kiihdyttää niiden laskua.

Johtopäätös ja polku eteenpäin

Joten, mitkä ovat syyt katuvalon valon heikkenemiseen? Kuten olemme tutkineet, se on harvoin yksittäinen tekijä, vaan toisiinsa liittyvien ongelmien sinfonia: sirun ikääntymisen perusfysiikka, jota pahentaa huono lämmönhallinta, epävakaa teho, julmat ympäristöhyökkäykset, mahdolliset valmistusvirheet ja toiminnan kuluminen. 50 watin led-katuvalaisin hiljaisella kadulla tai korkea-lahtivalaisin liikennekeskuksessa ovat universaaleja.

Tie pidempään-kestävään, luotettavampaan tyydyttävään katuvaloon on puuttua näihin syihin kokonaisvaltaisesti. Siinä valitaan valaisimia, jotka on valmistettu laadukkaista-loistetuista LED-lampuista hyvämaineisilta valmistajilta, jotka on suunniteltu yli-kokoisilla, tehokkaasti suunnitelluilla jäähdytyselementeillä ja kestävillä lämpöpoluilla. Se vaatii ohjaimia, joilla on korkea hyötysuhde, alhainen aaltoilu ja komponentit, jotka on mitoitettu korkeille lämpötiloille. Valaisimilla on oltava korkea IP-luokitus (IP65/IP66) säänkestävyyden vuoksi, ja siinä on käytettävä UV-stabiileja optisia materiaaleja. Lopuksi yksinkertainen määräajoin suoritettava puhdistus ja sähköjärjestelmän tarkastukset voivat säilyttää valotehon vuosia.

Ymmärtämällä nämä himmennyksen taustalla olevat tieteelliset ja käytännölliset syyt, ulkovalaistusinfrastruktuuristamme vastaavat voivat tehdä tietoisia päätöksiä ja siirtyä alkuperäisten kustannusten lisäksi huomioon omistamisen kokonaiskustannuksista ja{0}}pitkän aikavälin suorituskyvystä, mikä varmistaa, että kadumme pysyvät turvallisesti ja tehokkaasti valaistuna tulevina vuosina.

 

 

Jos haluat lisätietoja, vieraile verkkosivuillammewww.nszlamp.com

Sähköposti osoitteeseensales@nszlamp.com

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

Mikä sovellus:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355