Въведение
С усъвършенстването на световните стандарти за енергийна ефективност пазарът на светодиодно осветление се очаква да надхвърли $127,2 милиарда евро през 2028 г.
В сравнение с традиционното осветление светодиодните системи се превърнаха в първи избор в търговската и промишлената сфера поради предимствата си - 70% по-ниска консумация на енергия и 5 пъти по-дълъг живот. Производителността на различните видове светодиодни системи обаче варира значително и изборът на технология за обновяване влияе пряко върху ефективността на осветлението и потребителското изживяване. В тази статия ще бъдат задълбочено анализирани основните разлики между светодиодните системи с крайно и директно осветление и систематично ще бъдат разгледани 8-те основни технологии за обновяване, в съчетание с авторитетни данни и случаи, за да се предоставят на практиците осъществими стратегии за обновяване.
Крайно и директно осветяване: Разлики в базовите технологии и приложимите сценарии
- Сравнение на дизайна на оптичния път
Системата за осветяване на ръба разчита на източника на светлина от светодиоди в края на светловодната плоча, за да постигне равномерно разсейване на светлината чрез принципа на пълно вътрешно отражение (TIR) (Фигура 1), докато системата за директно осветяване проектира светлината директно надолу чрез масива от светодиоди, намалявайки загубите на светлина с повече от 30%.
Дело: Свръхтънкият телевизор на Samsung използва система за крайно осветление, за да постигне дебелина от 5 мм, докато осветлението на високите тавани в спортните зали обикновено използва дизайн с директно осветление, за да се осигури интензивност на светлината.
- Анализ на пространствената адаптивност
Дебелината на системата за крайно осветление може да бъде сведена до по-малко от 3 mm, което е подходящо за ултратънки дисплеи и архитектурно декоративно осветление; системата за директно осветление изисква 10-20 cm пространство за разсейване на топлината, което е по-подходящо за складове, фабрики и други сцени с висока осветеност (фигура 2).
- Баланс между енергийна ефективност и разходи
Първоначалната светлинна ефективност на системата с директно осветление достига 120lm/W, но са необходими повече светодиодни единици; системата с крайно осветление използва повторно източника на светлина чрез светловодната плоча, като намалява разходите за материали с 40%.
Технология на лещите: прецизен скалпел за контрол на лъча
- Трансформация на фокуса на изпъкнал обектив
- Странично осветление: Асферичните лещи могат да увеличат ефективността на свързване на светлината на ръба до 92% и да намалят вътрешното разсейване на светловодната плоча.
- Директно осветление: Микропризматичната леща стеснява ъгъла на лъча от 120° до 15°, което е подходящо за високопрецизни сцени, като например лампи без сянка в операционната зала.
- Разтвор за разсейване на вдлъбнати лещи: Системата за директно сваляне, използваща акрилни вдлъбнати лещи, намалява индекса на заслепяване UGR от 25 на 16, което отговаря на стандарта EU EN 12464-1 (Фигура 3).
Рефлекторна чаша: евтино решение за оптимизиране на посоката
- Усилване на отражението на ръба на страничната светлина
Параболичната рефлекторна чаша може да увеличи степента на използване на LED светлина под голям ъгъл от 65% до 88%, като същевременно намалява горещата точка на крайната повърхност на светловодната плоча (вж. таблица 1 за експериментални данни).
- Дизайн на вторичното разпределение на светлината директно надолу
Благодарение на рефлекторната чаша тип "пчелна пита" равномерността на светлината (UI) достига 0,85, което надхвърля индустриалния показател от 0,7, а цената е само 1/3 от тази на TIR лещата.
Оптични елементи TIR: основната технология за преход към светлинна ефективност
- Система за възстановяване на разсеяната светлина от страничните светлини Персонализираните лещи TIR могат да уловят 80% от изтичащата светлина. След комбиниране с филм с квантови точки покритието на цветовата гама NTSC се увеличава до 110%.
- Преобразуване на колимираната светлина директно надолу Многофокусният модул TIR постига точност на управление на светлинния поток 5°±1° и е приложен в матрични автомобилни фарове (фигура 4).
Рефлектор: двойна игра на ефективност и естетика
- Сравнение на ефективността на огледало/дифузен рефлектор
- Огледалният алуминиев рефлектор прави ефективността на светлинния изход на системата за странично осветление 93lm/W, но трябва да бъде съчетан с 0,5 мм ултратънка светловодна плоча.
- Дифузният рефлектор с керамично покритие постига индекс на цветопредаване Ra>95 в система за директно осветяване, подходяща за осветление на художествени галерии.
- Иновативно решение за полуогледално отражение Градиентно отразяващо фолио с нанопечат подобрява контраста на продукта с 30% при осветление в търговската мрежа.
Дифузер: баланс между равномерност и енергийна ефективност
- Технология на дифузерния филм с микроструктура Призматичното разсейващо фолио от РЕТ позволява равномерността на системата за странична светлина да достигне 90%, като същевременно се поддържа пропускливост 85% (Фигура 5).
- Оптимизиране на разстоянието на смесване директно надолу Когато разсейвателят е на разстояние ≥1,5 пъти по-голямо от разстоянието до светодиода, 99% от зърнистостта може да бъде елиминирана, което е подходящо за гъвкаво осветление в конферентните зали.
Интелигентна система за управление: бъдещата посока на управление на енергийната ефективност
- Динамично димиране по протокол DALI
Системата за директно осветление, комбинирана с микровълнов радар, може да реализира осветление при поискване и да спести 45% енергия (IEEE Internet of Things Journal, 2023 г.).
- Технология за регулиране на спектъра
Системата за крайно осветление е оборудвана с RGBW LED и Bluetooth Mesh мрежа, за да се постигне непрекъсната настройка на цветовата температура 2700K-6500K.
Термично управление: крайъгълен камък на дългосрочната стабилност
- Технология за разсейване на топлина от материал с фазова промяна
Базираният на графен радиатор намалява температурата на съединението на системата с директно осветление с 18 ℃ и удължава живота до 80 000 часа (Фигура 6).
- Компенсация на топлинното разширение на светловодната плоча
Системата за осветяване на ръбовете използва структура от PMMA с пчелна пита, за да издържа на екстремни условия от -30 ℃ ~ 85 ℃.
Заключение
Модернизацията на системата за светодиодно осветление трябва да следва техническия път "адаптиране на сцената → оптичен дизайн → проверка на енергийната ефективност" (фигура 7). Експерименталните данни показват, че цялостното прилагане на решение за трансформация на лещи + TIR + интелигентно управление може да намали потреблението на енергия на осветлението на търговски площи с 62% и да съкрати цикъла на възвръщаемост на инвестициите до 1,8 години. Със зрелостта на Mini/Micro LED технологията, LED системите ще се развиват в посока на модулизация и интелигентност в бъдеще. Практиците трябва да продължат да обръщат внимание на актуализацията на стандарти като IEC 62722-2, за да намерят най-добрия баланс между технологичните иновации и съответствието.