הערכת מצב התאורה
מנורות נתרן בלחץ גבוה הן כיום הסוג השולט של תאורה קונבנציונלית המשמשת להארת כביש. ברוב הכבישים המסועפים נבדקו תאורת רחוב LED. עם זאת, השניים הוכיחו בבירור את היתרונות והחסרונות שלהם.
למנורות נתרן בלחץ גבוה יש יעילות אור של עד 140 lm/W, שהיא גדולה יותר מ-120 lm/W של נורות LED מסחריות עכשוויות בעלות הספק גבוה. עם זאת, בהשוואה לנורות נתרן בלחץ גבוה, בעלות אינדקס עיבוד צבע של בערך 25, לנורות LED יש אחד גדול יותר באופן משמעותי (כ-80). בנוסף, באותם תנאי תאורה, נוריות LED לבנות שימושיות יותר לסיוע לנהגים או להולכי רגל בזיהוי מטרות, ויש להן השפעות תאורת כביש ונוחות הרבה יותר גדולות מאשר מנורות נתרן בלחץ גבוה.
למנורת הנתרן בלחץ גבוה עיצוב זוהר כדורי כדי למקסם את יעילות המנורה. למנורות נתרן בלחץ גבוה יש לעתים קרובות רק 70 אחוז יעילות מנורה כאשר לוקחים בחשבון את יעילות המשקף. עם זאת, מכיוון ש-LED הוא כיווני, אם מעצב המנורה משתמש באסטרטגיית חלוקת האור הנכונה, רוב האור יופנה ישירות לכיוון הכביש, ויגדיל את יעילות המנורה ליותר מ-90 אחוז.
לכן, ברור שלפנסי רחוב LED יש פוטנציאל משמעותי להחליף את מקורות תאורת הרחוב הרגילים רק מנקודת המבט של יעילות האור ויעילות המנורה. על מנת לעשות זאת, ממצאי המחקר על שלוש הטכנולוגיות המכריעות של חלוקת אור, אספקת חשמל ופיזור חום במהלך תהליך המחקר והפיתוח של יישומי תאורת LED יהיו הנושא המרכזי של מאמר זה, אשר יתרכז במסלול הטכני. ותמיכה טכנית של פנסי רחוב LED.
הפצת אור
שימוש בעיצוב אופטי, השגת פיזור עוצמת האור של עטלף
שני הסוגים העיקריים של מקורות האור המשמשים בתאורת רחוב LED בימינו הם מערך LED לבן יחיד בעוצמה גבוהה של 1W ומודול מקור אור ארוז משולב בעוצמה גבוהה.
בהשוואה לקריטריונים של תקני תאורת כביש מסורתיים של מקור אור, פנסי רחוב LED צריכים להשיג את המטרות הבאות גם אם התקן העולמי לפנסי רחוב LED טרם הוקם:
בהירות כביש ממוצעת שמתאימה,
רמה גבוהה של אחידות עוצמת הארה אורכית וסך הכל
מסגרת מתאימה,
ניהול סנוור.
עיצוב פיזור עוצמת האור
מעקומת חלוקת האור מתקבלת חלוקת כתמי האור המלבנית על פני הכביש על ידי קבלת פיזור עוצמת אור כנפי עטלף על ידי תכנון אופטי נכון. העדשה האופטית הראשית, או עדשת החבילה, של נורות LED לבנות נפוצות בעוצמה גבוהה אינה מתאימה ליישום ישיר על תאורת רחוב LED. כתוצאה מכך, לכל LED לבן בעל הספק גבוה צריכה להיות עדשה אופטית משנית בנוסף לעדשה האופטית הראשית שלו. נכון לעכשיו, עדשה אופטית משנית מסוג "בוטנים" מייצרת ביצועים מעולים.
קונספט עיצובי חדשני הוא בנייה ישירה של מסיכת עדשה אופטית בצורת גל מחוץ למקור האור הזוהר של LED שנארז פעם אחת על מנת להשיג את תפקוד העדשה האופטית המשנית על פני מקור האור הזוהר המלא של תאורת רחוב LED.
טכניקת האריזה הלבנה של LED השתנתה בהתמדה ממכשיר LED יחיד בעוצמה גבוהה של 1W למודול מקור אור ארוז משולב בעוצמה גבוהה ככל שטכנולוגיית האריזה התקדמה. מודולי מקור האור המשולבים המשולבים בהספק גבוה הינם בעלי הספק מרבי של יותר מ-100W, אולם בגלל המשטח הענקי מדי שלהם, מקורות האור הללו מקשים על פיתוח מערכות חלוקת אור אופטיות.
