การประเมินสถานการณ์แสงสว่าง
ปัจจุบันหลอดโซเดียมความดันสูงเป็นประเภทที่นิยมใช้สำหรับการส่องสว่างตามท้องถนนทั่วไป ถนนสาขาส่วนใหญ่ได้เห็นการทดสอบไฟถนน LED อย่างไรก็ตาม ทั้งสองได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงข้อดีและข้อเสียของพวกเขา
หลอดโซเดียมความดันสูงมีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงถึง 140 lm/W ซึ่งมากกว่า 120 lm/W ของ LED เชิงพาณิชย์กำลังสูงในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม เมื่อเทียบกับหลอดโซเดียมความดันสูงซึ่งมีดัชนีการแสดงสีประมาณ 25 หลอด LED จะมีค่าที่มากกว่าหลอด LED อย่างมีนัยสำคัญ (ประมาณ 80) นอกจากนี้ ภายใต้สภาพแสงเดียวกัน ไฟ LED สีขาวยังมีประโยชน์มากกว่าในการช่วยผู้ขับขี่หรือคนเดินถนนในการระบุวัตถุประสงค์ และมีเอฟเฟกต์แสงบนท้องถนนและความสบายมากกว่าหลอดโซเดียมความดันสูง
หลอดโซเดียมความดันสูงมีการออกแบบให้ส่องสว่างเป็นทรงกลมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพหลอดให้สูงสุด หลอดโซเดียมความดันสูงมักจะมีประสิทธิภาพของหลอดเพียง 70 เปอร์เซ็นต์เมื่อคำนึงถึงประสิทธิภาพของตัวสะท้อนแสงอย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไฟ LED เป็นทิศทาง หากผู้ออกแบบโคมไฟใช้กลยุทธ์การกระจายแสงที่เหมาะสม แสงส่วนใหญ่จะพุ่งตรงไปยังถนน ทำให้ประสิทธิภาพของหลอดไฟเพิ่มขึ้นมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์
ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าไฟถนน LED มีศักยภาพที่สำคัญในการแทนที่แหล่งกำเนิดแสงถนนทั่วไปจากมุมมองของประสิทธิภาพแสงและประสิทธิภาพของหลอดไฟ ในการทำเช่นนี้ การค้นพบการศึกษาเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่สำคัญสามประการของการกระจายแสง แหล่งจ่ายไฟ และการกระจายความร้อนในระหว่างกระบวนการวิจัยและพัฒนาของการใช้งานไฟ LED จะเป็นหัวข้อหลักของบทความนี้ ซึ่งจะมุ่งเน้นไปที่เส้นทางทางเทคนิค และการสนับสนุนด้านเทคนิคของโคมไฟถนน LED
การกระจายแสง
ใช้การออกแบบออพติคอลเพื่อให้ได้การกระจายความเข้มของแสงแบบปีกค้างคาว
แหล่งกำเนิดแสงหลักสองประเภทที่ใช้ในไฟถนน LED ในปัจจุบัน ได้แก่ อาร์เรย์ LED สีขาวกำลังสูง 1W เดี่ยว และโมดูลแหล่งกำเนิดแสงแบบรวมกำลังสูงในตัว
เมื่อเปรียบเทียบกับเกณฑ์ของมาตรฐานไฟถนนแหล่งกำเนิดแสงแบบดั้งเดิม โคมไฟถนน LED ควรบรรลุวัตถุประสงค์ต่อไปนี้ แม้ว่ามาตรฐานทั่วโลกสำหรับโคมไฟถนน LED จะยังไม่ได้รับการกำหนด:
ความสว่างของถนนโดยเฉลี่ยที่เหมาะสม
ความสม่ำเสมอของความสว่างตามยาวและความสม่ำเสมอในระดับสูง
การตั้งค่าที่เหมาะสม
การจัดการแสงสะท้อน
การออกแบบการกระจายความเข้มของแสง
จากเส้นโค้งการกระจายแสง การกระจายจุดไฟรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าบนพื้นผิวถนนได้มาจากการกระจายความเข้มของแสงแบบปีกค้างคาวโดยการออกแบบออปติกที่เหมาะสม เลนส์ออปติคัลหลักหรือเลนส์บรรจุภัณฑ์ของ LED สีขาวกำลังสูงทั่วไปไม่เหมาะสำหรับการใช้งานโดยตรงกับไฟถนน LED ด้วยเหตุนี้ LED สีขาวกำลังสูงแต่ละดวงจึงควรมีเลนส์ออปติคัลรองเพิ่มเติมจากเลนส์ออปติคัลหลัก ปัจจุบัน เลนส์ออปติคัลทุติยภูมิชนิด "ถั่วลิสง" ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่า
แนวคิดการออกแบบใหม่คือการสร้างหน้ากากเลนส์ออปติคัลรูปคลื่นโดยตรงภายนอกแหล่งกำเนิดแสง LED ที่เคยบรรจุไว้ เพื่อให้ได้ฟังก์ชันของเลนส์ออปติคัลรองทั่วแหล่งกำเนิดแสงส่องสว่างของไฟถนน LED เต็มรูปแบบ
เทคนิคการบรรจุ LED สีขาวได้เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องจากอุปกรณ์ LED กำลังสูง 1W เพียงเครื่องเดียวเป็นโมดูลแหล่งกำเนิดแสงแบบรวมพลังงานสูง เนื่องจากเทคโนโลยีการบรรจุมีความก้าวหน้า โมดูลแหล่งกำเนิดแสงแบบรวมพลังงานสูงในปัจจุบันมีกำลังไฟสูงสุดมากกว่า 100W อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพื้นผิวเปล่งแสงขนาดใหญ่มากเกินไป แหล่งกำเนิดแสงเหล่านี้ทำให้ยากต่อการพัฒนาระบบกระจายแสงแบบออปติคอล
