Keď sa pouličné LED svetlá používajú v daždi, hmle a snehu, je potrebný dizajn s nízkou farebnou teplotou na zlepšenie prenikania svetla, zatiaľ čo technológia vysokej svetelnej účinnosti je kombinovaná na optimalizáciu výkonu osvetlenia a splnenie požiadaviek na bezpečnosť na cestách.
Požiadavky na prenikanie svetla do dažďa, hmly a snehu
Tradičné výhody osvetlenia pri prieniku: Sodíkové výbojky: Nízko{0}}tlakové sodíkové výbojky (teplota farby okolo 2000 K) a vysoko{2}}tlakové sodíkové výbojky (2200 – 2500 K) produkujú monochromatické žlté svetlo s dlhšími vlnovými dĺžkami (589,0 nm a 589,6 nm). To im dáva silnú penetráciu v daždi, hmle a snehu, a preto boli dlho hlavnou voľbou pre osvetlenie ciest. Napríklad na hlavných cestách v Shenzhene sa kedysi používali vysokotlakové- sodíkové výbojky. Po tom, čo sa obyvatelia sťažovali, že biele{11}}halogenidové výbojky (6 000 – 6 500 K) fungujú v hmle zle, mnohí prešli späť na sodíkové výbojky.
Hmlové svetlá vozidla: Žlté svetlo (ako je vidieť pri niektorých prestavbách xenónových výbojok) je uprednostňované pre hmlové svetlá, pretože má silný prienik. Vysoko-farebné-xenónové výbojky (nad 6000 K) majú tendenciu vytvárať v hmle biely opar, ktorý znižuje viditeľnosť.
Problémy prenikania pouličných svietidiel LED: Konvenčné biele -svetelné LED diódy majú vo svojom spektre vysoký podiel svetla s krátkou{1}}vlnovou dĺžkou (ako je 460 nm modré svetlo). V daždi, hmle alebo snežení sa toto svetlo ľahko rozptýli, čo vytvára oslnenie a znižuje účinnosť osvetlenia. Napríklad spektrum 6 000 K LED koncentruje energiu v modrom rozsahu, zatiaľ čo 3 000 K LED dominuje žlté-červené svetlo medzi 570 – 630 nm, a preto ponúka lepší prienik.
Kľúčové faktory ovplyvňujúce prenikanie svetla
Vlnová dĺžka a difrakčná schopnosť: Dlhšie vlnové dĺžky majú silnejšiu difrakčnú schopnosť a lepšiu penetráciu. Žlté svetlo (570 – 590 nm) je blízko vrcholu krivky citlivosti ľudského oka (555 nm) a trpí relatívne malou stratou rozptylu, čo z neho robí preferovanú voľbu pre vonkajšie osvetlenie. Hoci červené svetlo má ešte dlhšiu vlnovú dĺžku, jeho svetelná účinnosť je príliš nízka na praktické osvetlenie ciest.
Teplota farieb a vizuálny komfort: Vysoké teploty farieb (studené biele svetlo) môžu u vodičov vyvolať zahmlený vizuálny dojem a zvýšiť psychické napätie. Čínska národná norma „Standard for Lighting Design of Urban Roads“ (CJJ45-2015) uvádza, že teplota farieb pouličného osvetlenia LED by nemala presiahnuť 5 000 K a že by sa mali uprednostňovať stredné- až nízke teploty farieb (napríklad 3 000 K).
Stratégie optimalizácie pre pouličné LED osvetlenie v daždi, hmle a snehu
Dizajn s nízkou farebnou teplotou: Úpravou pomeru červeného, zeleného a žltého fosforu je možné vyrábať LED obaly s nízkymi teplotami farieb. Napríklad v 3000K LED je energia modrého-svetla takmer eliminovaná a podiel žltého-červeného svetla výrazne stúpa.
Priemyselný trend: Teplota farieb LED pouličných svetiel sa v priebehu rokov postupne znižovala. Už pred rokom 2016 praktické aplikácie vykazovali jasný posun od vysokých teplôt farieb k stredným-k-nízkym teplotám farieb, aby lepšie vyhovovali oblastiam s hmlou.
Technológia vysokej svetelnej účinnosti
Čipy a fosfory: Vysoko-účinné LED čipy v kombinácii s vysoko-konverznými-fosformi zvyšujú svetelný výkon na watt.
Sekundárne optické šošovky: Šošovky s vysokou{0}}priepustnosťou znižujú straty svetla a optimalizujú distribúciu svetla.
Tepelné materiály: Hliníkové substráty s vysokou-tepelnou{1}}vodivosťou znižujú tepelný odpor a predlžujú životnosť príslušenstva.
Výsledky: Pred rokom 2016 sa celková svetelná účinnosť pouličných LED svetiel z roka na rok zlepšovala, čím sa dosiahla praktická rovnováha medzi nízkou teplotou farieb a vysokou účinnosťou.
Praktické aplikačné prípady a štandardná podpora
Miestne štandardné požiadavky: Oddelenie bývania a mestského-rozvoja vidieka autonómnej oblasti Kuang-si Zhuang výslovne vyžaduje, aby sa v horských a hmlistých oblastiach používali svietidlá s nízkou-farebnou-teplotou (napríklad 3000 K). Rýchlostné cesty a dopravné tepny by mali uprednostňovať pouličné svetlá LED so strednou{5}}až{6}}nízkou farebnou teplotou a vyhýbať sa zdrojom studenej-bielej (nad 6 000 K).
Podporné údaje z výskumu
- Testy prostredia v hmle: Kombinácia červeného-žltého a červeného{1}}modrého svetla vykazovala najvyšší jas v hmle, zatiaľ čo modré svetlo malo najhoršiu viditeľnosť.
- Porovnanie dažďa a snehu: Žlté svetlo produkuje menej spätného rozptylu ako biele svetlo, čo má za následok nižšie oslnenie a lepší celkový svetelný výkon.
Záver
Vďaka dizajnu s nízkou farebnou teplotou (zvyčajne 3 000 – 5 000 K) a technológiám s vysokou svetelnou účinnosťou (optimalizované čipy, fosfory a šošovky) môžu pouličné LED svetlá výrazne zlepšiť prienik v daždi, hmle a snehu, pričom stále spĺňajú požiadavky na úsporu energie, dlhú životnosť a dobré podanie farieb. Ako technológia neustále napreduje, výhodyLED pouličné osvetlenievo vonkajšom osvetlení budú ešte výraznejšie, vďaka čomu sú ideálnou voľbou pre osvetlenie ciest v oblastiach s hmlou.
