Đèn LED pha: Cách hoạt động của hệ thống chiếu sáng ngoài trời

Tóm tắt: Đèn pha LED là loại đèn chiếu sáng ngoài trời toàn diện. Những đèn định hướng ngoài trời này được sử dụng rộng rãi để cung cấp ánh sáng khu vực, cảnh quan, mặt tiền và an ninh.

Đèn pha LED là đèn LED định hướng, có thể nhắm, chiếu chùm ánh sáng lên một khu vực, bề mặt hoặc vật thể cụ thể. Đèn pha là một yếu tố cơ bản của cả ánh sáng nội thất và ngoại thất. Tuy nhiên, trong ngành công nghiệp chiếu sáng, "đèn pha" hay "đèn pha" thường dùng để chỉ các đèn chiếu sáng ngoài trời chịu được thời tiết cung cấp ánh sáng khu vực , ánh sáng xung quanh, chiếu sáng điểm nhấn hoặc chiếu sáng nhiệm vụ cho nhiều ứng dụng khác nhau. Thật vậy, đèn pha là một loại sản phẩm rất mơ hồ. Những bộ đèn ngoài trời nàykhông có nghĩa là chỉ chiếu một dải ánh sáng rộng, đèn pha còn bao gồm các bộ đèn tạo ra chùm ánh sáng hẹp để chiếu sáng tại chỗ hoặc chiếu xa. Như vậy, đèn pha có thể được định nghĩa là đèn định hướng ngoài trời được thiết kế để cung cấp khả năng chiếu sáng có kiểm soát trong phạm vi mong muốn.

Đèn pha là loại đèn chiếu sáng ngoài trời toàn diện. Ngoại trừ đường bộ và đường phố ánh sáng mà cần mô hình chùm phù hợp với thiết kế đường, đèn pha có thể là một ứng cử viên đủ tiêu chuẩn cho các ứng dụng hầu như tất cả ngoài trời đòi hỏi chiếu sáng định hướng trên một khu vực xác định. Với nhiều lựa chọn về kiểu chùm tia và gói quang thông, cộng với khả năng nhắm mục tiêu quang học và tính linh hoạt khi lắp đặt, đèn pha cung cấp một giải pháp cho phép hiệu suất trắc quang được tinh chỉnh thông qua quá trình "thử nghiệm và điều chỉnh". Chúng có thể được sử dụng để mở rộng chức năng ban ngày của không gian ngoại thất và tiện nghi ngoài trời vào ban đêm, hoặc để nhấn mạnh và làm nổi bật các yếu tố kiến ​​trúc và cảnh quan, từ đó biến ngoại thất tối tăm thành cảnh đêm đầy cảm hứng.

 

Chiếu sáng khu vực

Đèn pha có thể được sử dụng làm đèn chiếu sáng khu vực để chiếu sáng các khu vực hình học lớn như ngã tư đường bộ, bãi đậu xe , đại lý ô tô, sân đỗ sân bay, cơ sở giải trí, công viên, bãi chứa, nhà ga hàng hóa và trạm thu phí. Trong khi đèn pha có thể không phù hợp một cách lý tưởng với chiếu sáng quy mô đô thị và người đi bộ vì các vấn đề về kiểm soát ánh sáng tràn và ánh sáng chói tiềm ẩn, những bộ đèn này đã được sử dụng như một vật thí nghiệm trong hệ thống chiếu sáng cột cao. Hệ thống chiếu sáng cột caothường được lắp đặt tại các địa điểm không bị giới hạn bởi các khu vực nhạy cảm với ánh sáng như khu dân cư, khách sạn và bệnh viện. Đèn pha có khả năng nhắm vào bất kỳ hướng nào từ khung cột cao để đảm bảo rằng các loại thuốc cường độ cao nhất của chùm tia có thể được dẫn chính xác đến nơi nó cần. Hệ thống cột buồm cao thường được yêu cầu đặt ở chu vi hoặc một khoảng cách xa khu vực mục tiêu để giảm thiểu sự can thiệp hoặc xung đột với khu vực. Các gói quang thông và mô hình phân phối ánh sáng của đèn pha có thể được thiết kế để phối hợp với vị trí của hệ thống cột cao.

Lịch sử của ánh sáng nhân tạo là một trong những sự phát triển không ngừng được đánh dấu bằng một loạt các đổi mới quan trọng. Cải tiến gần đây nhất trong lĩnh vực chiếu sáng là công nghệ đi - ốt phát quang (LED) dựa trên chất bán dẫn. Đèn LED khắc phục nhiều nhược điểm của hệ thống chiếu sáng HID và cho phép các bộ đèn chiếu sáng mang lại ROI vượt trội. Đèn LED hiện có sẵn có hiệu suất nguồn điển hình gần 200 lm / W. Bản chất định hướng của đèn LED cho phép chiết xuất tới 95% ánh sáng do đèn LED phát ra khỏi bộ đèn, trong khi đèn pha HID có hiệu quả hệ thống thấp hơn nhiều (70 - 85%). Chuyển đổi năng lượng cao và hiệu suất quang học dẫn đến chi phí vận hành cực kỳ thấp và thời gian hoàn vốn ngắn. Vòng đời dài của một hệ thống được thiết kế phù hợp và yêu cầu bảo trì tối thiểu trong suốt vòng đời của sản phẩm càng làm giảm tổng chi phí sở hữu.

Các lợi ích của đèn LED chiếu sáng kéo dài tuổi thọ vượt xa, tiết kiệm năng lượng và bảo trì cao. Công nghệ LED góp phần cải thiện đáng kể chất lượng chiếu sáng cho các ứng dụng chiếu sáng. Đèn LED phát ra phân bố cường độ không gian theo hướng Lambertian có thể mô tả được về cơ bản là một chùm ánh sáng hướng về phía trước. Điều này cho phép điều khiển quang học hiệu quả cao với quang học tùy chỉnh được thiết kế cho các loại đèn LED hoặc mảng riêng biệt cụ thể để cho phép phân phối ánh sáng đồng đều cao. Sự phân bố ánh sáng đồng đều trên một bề mặt hoặc khu vực có tầm quan trọng thiết yếu trong thiết kế chiếu sáng. Trong hệ thống HID, phần lớn độ rọi chiếu xuống ngay bên dưới đèn điện tạo ra một điểm nóng có độ chói quá mức. Tỷ lệ đồng nhất kém (6: 1 điển hình) của đèn pha HID có thể dẫn đến mức độ chói khác nhau đáng kể giữa các hệ thống chiếu sáng lân cận và do đó yêu cầu mật độ lắp đặt chiếu sáng cao để bù đắp cho độ đồng đều kém. Đèn pha LED có thể được thiết kế để chiếu sáng với tỷ lệ đồng nhất nhỏ hơn 3: 1, cho phép truyền ánh sáng mượt mà trên một bề mặt hoặc khu vực. Hệ thống chiếu sáng đồng đều giúp tránh sự biến dạng của nhận thức thị giác, giảm tần suất thích ứng của mắt giữa các trạng thái thị giác khác nhau và cho phép hiển thị nhất quán các cảnh hoặc vật thể trong vùng chiếu sáng. Độ đồng đều độ rọi cao cũng làm cho nó có thể tối đa hóa khoảng cách cố định để giảm đáng kể chi phí lắp đặt và thiết bị.

Các cạnh hấp dẫn của đèn pha LED còn bao gồm hiệu suất quang phổ đặc biệt của nó. Các đèn LED tiết kiệm nhất hiện có trên thị trường cung cấp CRI trong khoảng 70 - 80, đây là một cải tiến đáng kể so với các nguồn sáng HID. Mức chất lượng màu này đủ tốt để đáp ứng phần lớn các yêu cầu về hoàn màu trong các ứng dụng chiếu sáng ngoài trời. Thành phần quang phổ của đèn LED có thể được xây dựng để cung cấp độ hiển thị màu sắc vượt trội với CRI trên 90 để đáp ứng yêu cầu phân biệt màu sắc nhất. Một chất lượng quang phổ ấn tượng khác của đèn LED là tỷ lệ scotopic / photopic (S / P), được sử dụng để đánh giá hiệu quả (đối với hiệu suất hình ảnh) của các nguồn sáng khi mức độ ánh sáng giảm. Trái ngược với tỷ lệ S / P thấp (0,65) của đèn HPS, đèn pha LED cung cấp tỷ lệ S / P cao từ 2,0 trở lên. Chiếu sáng với tỷ lệ S / P cao dẫn đến cải thiện hiệu suất thị giác ngoại vi ở trạng thái thị giác trung mô nằm giữa phạm vi thị giác và thị giác. Mức độ ánh sáng trung bình trong chiếu sáng khu vực ngoài trời được thiết kế để phù hợp với lưu lượng xe cộ thường nằm trong dải trung bình. Tầm nhìn trung thị tuyệt vời rất quan trọng để đảm bảo tầm nhìn của người lái xe và giảm tỷ lệ va chạm.

Đèn pha LED không phải đối phó với các vấn đề khởi động và khởi động lại nóng mà hệ thống chiếu sáng HID gặp phải. Đèn pha HID yêu cầu dây tóc nóng lên trước khi đạt được lượng lumen tối đa. Thời gian khởi động có thể kéo dài đến mười phút. Khởi động lại nóng các hệ thống HID là mối quan tâm lớn hơn so với khởi động ban đầu. Quá trình khởi động lại nóng đòi hỏi chu kỳ làm mát / hâm nóng có thể mất đến hai mươi phút. Thời gian khởi động lại lâu có thể gây ra hỗn loạn và hoảng loạn trong các sự kiện ngoài trời quy mô lớn. Hoạt động bật / tắt tức thì của đèn điện LED giúp loại bỏ mối quan tâm về việc khởi động lại nóng với hệ thống chiếu sáng HID và do đó góp phần nâng cao mức độ bảo mật trong trường hợp khẩn cấp.

Trái ngược với khả năng làm mờ hạn chế của HID, đèn LED cho phép điều chỉnh công suất ánh sáng của chúng đến bất kỳ mức mong muốn nào khi được trang bị trình điều khiển tương thích có thể thực hiện điều khiển làm mờ. Khả năng phản ứng tức thời với những thay đổi trong nguồn điện đầu vào cho phép điều khiển đèn pha LED một cách rất năng động. Điều này mở ra toàn bộ các chiến lược điều khiển ánh sáng cho mục đích tiết kiệm năng lượng và chiếu sáng động. Đặc biệt, khía cạnh năng động của ánh sáng LED cho phép tạo ra sự đa dạng và kết hợp vô hạn của các hiệu ứng động với đèn pha LED trong các ứng dụng chiếu sáng kiến ​​trúc và cảnh quan.