כאשר נעשה שימוש בפנסי רחוב LED בתנאי גשם, ערפל ושלג, יש צורך בעיצוב טמפרטורת צבע נמוך כדי לשפר את חדירת האור, בעוד שטכנולוגיית יעילות זוהרת משולבת כדי לייעל את ביצועי התאורה ולעמוד בדרישות הבטיחות בדרכים.
דרישות לחדירת אור בסביבות גשם, ערפל ושלג
יתרונות תאורה מסורתית בחדירה: מנורות נתרן: מנורות נתרן בלחץ נמוך-(טמפרטורת צבע סביב 2000K) ומנורות נתרן בלחץ גבוה (2200-2500K) מייצרות אור צהוב מונוכרומטי עם אורכי גל ארוכים יותר (589.0 ננומטר ו-589.6 ננומטר). זה נותן להם חדירה חזקה בגשם, ערפל ושלג, וזו הסיבה שהם היו זמן רב הבחירה המרכזית לתאורת כביש. לדוגמה, כבישים ראשיים בשנג'ן היו בעבר בשימוש נרחב במנורות נתרן בלחץ גבוה-. לאחר שתושבים התלוננו שמנורות הלבן-מתכת קלה (6000-6500K) פעלו בצורה גרועה בערפל, רבים הוחלפו חזרה למנורות נתרן.
פנסי ערפל לרכב: אור צהוב (כפי שניתן לראות בהמרות מסוימות של מנורות קסנון) עדיף לפנסי ערפל בגלל חדירתו החזקה. מנורות קסנון בטמפרטורה-צבע-גבוהה (מעל 6000K) נוטות ליצור אובך לבן בערפל, להפחית את הראות.
אתגרי חדירה של תאורת רחוב LED: לנורות ה-LED של אור לבן- רגילות יש שיעור גבוה של אור באורך גל קצר-(כגון אור כחול 460 ננומטר) בספקטרום שלהן. בגשם, ערפל או שלג, האור הזה מתפזר בקלות, מייצר בוהק ומוריד את יעילות התאורה. לדוגמה, הספקטרום של LED של 6000K מרכז אנרגיה בתחום הכחול, בעוד ש-LED של 3000K נשלט על ידי אור צהוב -אדום בין 570-630 ננומטר ולכן מציע חדירה טובה יותר.
גורמים מרכזיים המשפיעים על חדירת אור
יכולת אורך גל ודיפרקציה: לאורכי גל ארוכים יותר יכולת עקיפה חזקה יותר וחדירה טובה יותר. אור צהוב (570–590 ננומטר) קרוב לשיא עקומת הרגישות של העין האנושית (555 ננומטר) וסובל מאובדן פיזור קטן יחסית, מה שהופך אותו לבחירה המועדפת לתאורת חוץ. למרות שלאור אדום יש אורך גל ארוך עוד יותר, יעילות האור שלו נמוכה מדי לתאורת כביש מעשית.
טמפרטורת צבע ונוחות חזותית: טמפרטורות צבע גבוהות (אור לבן קריר) יכולות ליצור רושם חזותי מעורפל לנהגים ולהגביר מתח פסיכולוגי. התקן הלאומי של סין "סטנדרט לעיצוב תאורה של דרכים עירוניות" (CJJ45-2015) קובע שטמפרטורת הצבע של פנסי רחוב LED לא תעלה על 5000K ויש להעדיף טמפרטורות צבע בינוניות-לנמוכות (כגון 3000K).
אסטרטגיות אופטימיזציה עבור פנסי רחוב LED בגשם, ערפל ושלג
עיצוב טמפרטורת צבע נמוכה: על ידי התאמת היחס בין זרחנים אדום, ירוק וצהוב, ניתן לייצר חבילות LED עם טמפרטורות צבע נמוכות. ב-LED של 3000K, למשל, אנרגיית האור הכחול- כמעט מתבטלת ושיעור האור האדום הצהוב- עולה באופן משמעותי.
מגמת התעשייה: טמפרטורת הצבע של פנסי רחוב LED ירדה בהדרגה עם השנים. לפני 2016, יישומים מעשיים כבר הראו מעבר ברור מטמפרטורות צבע גבוהות לטמפרטורות צבע בינוניות-ל-נמוכות כדי להתאים טוב יותר לאזורים מעורפלים.
טכנולוגיית יעילות אור גבוהה
שבבים וזרחנים: שבבי LED ביעילות-גבוהה בשילוב עם זרחנים ביעילות-המרה-מעלים את תפוקת האור לוואט.
עדשות אופטיות משניות: עדשות{0}}בעלות שידור גבוהה מפחיתות את אובדן האור וממטבות את פיזור האור.
חומרים תרמיים: מצעי אלומיניום בעלי מוליכות-תרמית- גבוהה מורידים את ההתנגדות התרמית ומאריכים את חיי המתקן.
תוצאות: לפני 2016, יעילות האור הכוללת של תאורת LED ברחוב השתפרה משנה לשנה, והשיגה איזון מעשי בין טמפרטורת צבע נמוכה ליעילות גבוהה.
מקרי יישום מעשיים ותמיכה סטנדרטית
דרישות תקן מקומיות: מחלקת הדיור והפיתוח העירוני-באזור האוטונומי גואנגשי ג'ואנג דורשת במפורש להשתמש בגופי תאורה בטמפרטורה-בצבע-נמוכה (כגון 3000K) באזורים הרריים ומעורפלים. כבישים מהירים וכבישים עורקים צריכים לתת עדיפות לתאורת LED בטמפרטורה בינונית-עד-נמוכה ולהימנע ממקורות לבנים קרירים- (מעל 6000K).
תמיכה בנתוני מחקר
- בדיקות סביבת ערפל: שילובי אור אדום-צהוב ואדום-כחול הראו את הבהירות הגבוהה ביותר בערפל, בעוד שלאור הכחול היה הראות הגרועה ביותר.
- השוואות גשם ושלג: אור צהוב מייצר פחות פיזור לאחור מאשר אור לבן, וכתוצאה מכך סנוור נמוך יותר וביצועי תאורה כלליים טובים יותר.
מַסְקָנָה
באמצעות עיצוב טמפרטורת צבע נמוכה (בדרך כלל 3000-5000K) וטכנולוגיות יעילות אור גבוהה (שבבים, זרחנים ועדשות אופטימליות), פנסי רחוב LED יכולים לשפר משמעותית את החדירה בגשם, ערפל ושלג תוך עמידה בדרישות לחיסכון באנרגיה, חיים ארוכים ורינדור צבע טוב. ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתקדם, היתרונות שלפנסי רחוב לדבתאורה חיצונית יהפכו בולטים עוד יותר, מה שהופך אותם לבחירה אידיאלית עבור תאורת כביש באזורים ערפיליים.
