إن تطوير إضاءة LED ، التي تولد الضوء عن طريق إعادة التركيب الإشعاعي للفتحة الإلكترونية في أشباه الموصلات في الحالة الصلبة بدلاً من تحفيز وسط غازي أو تسخين مشع حراري في حاوية زجاجية أو حاوية زجاجية ، قد استفاد بشكل كبير من أضواء الشوارع. عند مقارنتها بأنظمة HID ، مثل الصوديوم عالي الضغط (HPS) ، والصوديوم منخفض الضغط (LPS) ، ومصابيح الهاليد المعدني (MH) ، توفر تقنية إضاءة الحالة الصلبة فوائد كبيرة.
إن التوفير الكبير في الطاقة الذي توفره تقنية LED هو الدافع الأكبر للانتقال من HID (HPS ، LPS ، MH) إلى LED. على الرغم من أن مصابيح HPS ، أكثر مصادر إضاءة الشوارع شيوعًا ، قد تحقق كفاءات مصدر تصل إلى 150 لومن / وات في المنتجات عالية الطاقة ، في التطبيقات العملية ، تكون كفاءتها أقرب إلى 100 لومن / وات. يمكن أن تفقد مصابيح الشوارع HPS 30 في المائة إلى 40 في المائة من فعالية نظامها عند أخذ الخسائر البصرية وخسائر الصابورة في الاعتبار. في المقابل ، تحتوي مصابيح LED المحولة من الفوسفور على كفاءة مصدر تتراوح بين 150 و 190 lm / W والتي تعد مجدية اقتصاديًا ولها كفاءة مصدر محتملة تبلغ 255 lm / W. قد تحقق مصابيح الشوارع LED كفاءة نظام تزيد عن 140 لومن / وات وكفاءة إنارة تقترب من 80 في المائة بسبب كفاءة مصدرها العالية ونمط الانبعاث الموجه وكفاءة تحويل الطاقة العالية. يشير هذا إلى أنه مقارنة بمصادر الإضاءة التقليدية ، توفر إضاءة الشوارع LED توفيرًا في الطاقة بنسبة 50٪ إلى 100٪.
تنجذب البلديات والمرافق التي تسعى إلى تقليل تكاليف التشغيل وإعادة التخميد إلى انخفاض تكاليف الصيانة ودورة الحياة الخاصة بإضاءة الشوارع. قد تعمل أنظمة إضاءة LED لأكثر من 50 ، 000 ساعة بشرط أن يكون لديها إدارة حرارية مناسبة وتحكم مثالي في الطاقة. تصنع مصابيح LED من كتلة شبه موصلة بدلاً من مغلفات زجاجية أو أجزاء حساسة أخرى. يمكن لمصابيح الشوارع LED أن تتحمل الاهتزازات المستمرة من السيارات سريعة الحركة بسبب قوة تحمل مصدر الضوء. تعمل الموثوقية والمتانة المتميزة معًا لإطالة العمر القابل للاستخدام لأنظمة LED وتقليل الصيانة وإعادة التثبيت بشكل كبير.
للحصول على ظروف القيادة المثلى أثناء الليل ، يمكن تعديل توزيع الطاقة الطيفية لإضاءة الشوارع LED (SPD). للخصائص الطيفية لمصدر الضوء تأثير كبير على الرؤية التي يوفرها نظام الإضاءة. توجد قضبان ومخاريط ، نوعان من المستقبلات الضوئية الضوئية ، في العين البشرية. الرؤية الأسطوانية ، التي تُستخدم في الليل عندما يكون مستوى السطوع منخفضًا جدًا (أقل من 0. 005 شمعة / م 2) ، أصبح ممكنًا بواسطة القضبان. يمكن رؤية جميع الألوان المرئية بواسطة الأقماع ، والتي تكون أكثر نشاطًا في ظروف التصوير الضوئي عندما تكون الإنارة عادةً أكثر من 3.4 cd / m2. بالنسبة للرؤية الضوئية والرؤية الإسطوانية ، تكون منحنيات الحساسية الطيفية الأعلى عند 555 و 507 نانومتر ، على التوالي. تستجيب المستقبلات الضوئية للقضيب للرؤية المتوسطة ، وهي المنطقة الواقعة بين الرؤية الضوئية والرؤية الإسكتلندية.
يمكن تعديل طيف الضوء لأضواء الشوارع LED لاستهداف الطيف الأكثر كفاءة لحالات رؤية الطريق ، ولا سيما الرؤية المتوسطة التي تنطبق على مستويات الإضاءة التي توجد بشكل متكرر في إنارة الشوارع ، عن طريق ضبط نسبة الفوسفور للألوان المرغوبة في المحولات السفلية. يجب أن تتمتع العين برؤية اسكتوبية قوية من أجل تحديد الأشياء خارج المحور. بينما تلعب حدة البصر دورًا ضئيلًا نسبيًا في رؤية السائق ، فإن العرض القوي للون يمكّن المستقبلات الضوئية المخروطية من التفاعل ، مما يجعل من الأسهل التمييز بين الأشياء الصغيرة وخلفيتها. عند مقارنتها بمصابيح HPS ، التي تحتوي على CRI منخفض ، فإن مصابيح الشوارع LED تحتوي بشكل عام على CRI يبلغ 8 0 ، وهو ما يكفي لإضاءة الطرق. لضمان الأداء البصري الأمثل في الرؤية المتوسطة ، غالبًا ما يكون الطيف الضوئي مع نسبة عالية من الصورة الضوئية / الضوئية (S / P) مطلوبًا. بينما قد تكون مصابيح الشوارع LED مصممة بشكل طيفي لإعطاء نسبة S / P بين 1.21 (3 0 00 K LED) و 2.0 (6000 K LED) ، عادةً ما تحتوي مصابيح HPS على نسبة S / P 0.63.
لا يتم تحسين الرؤية دائمًا من خلال نسبة S / P عالية. عندما تكون هناك كثافة عالية من الضباب أو الضباب أو الضباب في الغلاف الجوي ، تكون رؤية الأرصاد الجوية ضعيفة ، وكلما زادت نسبة S / P ، كلما زاد تشتت الضوء وقل الضوء المنقول. يحتوي الضوء ذو نسبة S / P العالية على جزء كبير من الأطوال الموجية الزرقاء في طيفه. أثار هذا مخاوف بشأن مخاطر الضوء الأزرق والتأثيرات الفسيولوجية لإضاءة الشوارع عالية الكثافة وعالية الدقة. قد يحتاج طيف الضوء لإضاءة الطريق إلى محتوى أدنى من اللون الأزرق أو نسبة S / P معتدلة لتوفير رؤية جيدة وكذلك لخلق اليقظة وقمع إطلاق الميلاتونين (المعروف باسم هرمون النوم). ومع ذلك ، لا ينبغي استخدام الضوء الأبيض البارد الغني باللون الأزرق في الإضاءة الداخلية أثناء الليل لتجنب اضطراب الساعة البيولوجية. لذلك ، بالنسبة لإضاءة الطرق السريعة والطرق السريعة ، يُنصح عادةً بمصابيح الشوارع LED بدرجة حرارة لون 4100 كلفن. يوصى باستخدام الضوء الأبيض الدافئ (على سبيل المثال ، 3000 كلفن) في المواقع ذات الكثافة السكانية العالية وفي المناطق السكنية لتقليل الآثار الفسيولوجية الضارة لإضاءة الشوارع. قد يتم تلبية أي حاجة من CCT باستخدام تقنية LED.
نظرًا لأنها أشباه موصلات ، يمكن بسهولة دمج مصابيح LED في دوائر الحالة الصلبة الأخرى. نظرًا لأن مصابيح LED تستجيب فورًا للتغييرات في مصدر الطاقة ، يمكن استخدام التعتيم التناظري استنادًا إلى نهج التخفيض المستمر للتيار (CCR) فقط عن طريق تغيير تيار القيادة المقدم لمصابيح LED. يمكن أيضًا استخدام تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) ، التي تسمح بالتحكم الكامل في شدة النطاق مع الحفاظ على نقطة لون ثابتة على الرغم من الاختلافات في شدة الضوء ، لتعتيم أضواء الشوارع LED رقميًا. وبالمقارنة ، يعد تعتيم مصابيح MH أكثر صعوبة ويمكن تقليل مصابيح الشوارع HPS فقط إلى حوالي 50 بالمائة من شدة الضوء. نظرًا لأن إضاءة الحالة الصلبة رقمية ، فهناك احتمالات للتكامل المباشر لأضواء الشوارع مع الأنظمة القائمة على الكمبيوتر ، مما يزيد من الأتمتة والكفاءة. هذا التكامل بين الاتصال اللاسلكي وتقنيات الاستشعار وإضاءة الشوارع يفتح الباب أمام مجموعة متنوعة من أحدث إمكانيات إنترنت الأشياء.
