Εισαγωγή
Καθώς βελτιώνονται τα παγκόσμια πρότυπα ενεργειακής απόδοσης, η αγορά φωτισμού LED αναμένεται να ξεπεράσει τα $127,2 δισεκατομμύρια το 2028.
Σε σύγκριση με τον παραδοσιακό φωτισμό, τα συστήματα LED έχουν γίνει η πρώτη επιλογή σε εμπορικούς και βιομηχανικούς τομείς λόγω των πλεονεκτημάτων τους, όπως η χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας 70% και η 5 φορές μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Ωστόσο, η απόδοση των διαφόρων τύπων συστημάτων LED διαφέρει σημαντικά και η επιλογή της τεχνολογίας ανακαίνισης επηρεάζει άμεσα την απόδοση του φωτισμού και την εμπειρία του χρήστη. Αυτό το άρθρο θα αναλύσει σε βάθος τις βασικές διαφορές μεταξύ των συστημάτων LED με ακραίο και άμεσο φωτισμό και θα αποσυναρμολογήσει συστηματικά τις 8 κύριες τεχνολογίες ανακαίνισης, σε συνδυασμό με έγκυρα δεδομένα και περιπτώσεις, για να παρέχει στους επαγγελματίες εφικτές στρατηγικές αναβάθμισης.
Φωτισμός από άκρη σε άκρη και άμεσος φωτισμός: Διαφορές στις υποκείμενες τεχνολογίες και στα εφαρμοστέα σενάρια
- Σύγκριση σχεδιασμού οπτικής διαδρομής
Το σύστημα φωτισμού άκρων βασίζεται στην πηγή φωτός LED στην άκρη της πλάκας φωτοδηγού για να επιτύχει ομοιόμορφη διάχυση του φωτός μέσω της αρχής της ολικής εσωτερικής ανάκλασης (TIR) (Σχήμα 1), ενώ το σύστημα άμεσου φωτισμού προβάλλει το φως απευθείας προς τα κάτω μέσω της συστοιχίας LED, μειώνοντας τις απώλειες φωτός κατά περισσότερο από 30%.
Υπόθεση: Η εξαιρετικά λεπτή τηλεόραση της Samsung χρησιμοποιεί ένα σύστημα φωτισμού άκρων για να επιτύχει πάχος 5 χιλιοστών, ενώ ο φωτισμός υψηλής οροφής στα γυμναστήρια χρησιμοποιεί γενικά ένα σχεδιασμό άμεσου φωτισμού για να εξασφαλίσει την ένταση του φωτός.
- Ανάλυση χωρικής προσαρμοστικότητας
Το πάχος του συστήματος με φωτισμό στις άκρες μπορεί να συμπιεστεί σε λιγότερο από 3 mm, το οποίο είναι κατάλληλο για εξαιρετικά λεπτές οθόνες και αρχιτεκτονικό διακοσμητικό φωτισμό.Το σύστημα άμεσου φωτισμού απαιτεί 10-20 cm χώρου απαγωγής θερμότητας, το οποίο είναι πιο κατάλληλο για αποθήκες, εργοστάσια και άλλες σκηνές υψηλής φωτεινότητας (Σχήμα 2).
- Ισορροπία μεταξύ ενεργειακής απόδοσης και κόστους
Η αρχική φωτεινή απόδοση του συστήματος άμεσου φωτισμού φτάνει τα 120lm/W, αλλά απαιτούνται περισσότερες μονάδες LED- το σύστημα φωτισμού άκρων επαναχρησιμοποιεί την πηγή φωτός μέσω της πλάκας φωτοδηγού, μειώνοντας το κόστος υλικού κατά 40%.
Τεχνολογία φακών: ένα ακριβές νυστέρι για τον έλεγχο της δέσμης
- Μετασχηματισμός εστίασης κυρτού φακού
- Πλευρικός φωτισμός: Οι ασφαιρικοί φακοί μπορούν να αυξήσουν την αποδοτικότητα της φωτοσυζεύξης των άκρων σε 92% και να μειώσουν την εσωτερική σκέδαση της πλάκας φωτοδηγού.
- Άμεσος φωτισμός: Ο φακός μικροπρίσματος περιορίζει τη γωνία δέσμης από 120° σε 15°, η οποία είναι κατάλληλη για σκηνές υψηλής ακρίβειας, όπως οι λαμπτήρες χωρίς σκιά στο χειρουργείο.
- Διάλυμα διάχυσης κοίλων φακών: Το σύστημα άμεσης καθόδου που χρησιμοποιεί ακρυλικούς κοίλους φακούς μειώνει τον δείκτη θάμβωσης UGR από 25 σε 16, ο οποίος πληροί το πρότυπο EN 12464-1 της ΕΕ (Σχήμα 3).
Κύπελλο ανακλαστήρα: λύση βελτιστοποίησης κατεύθυνσης χαμηλού κόστους
- Ενίσχυση της ανάκλασης των άκρων του πλευρικού φωτός
Το κύπελλο παραβολικού ανακλαστήρα μπορεί να αυξήσει το ποσοστό χρήσης του φωτός LED υψηλής γωνίας από 65% σε 88%, μειώνοντας παράλληλα το θερμό σημείο στην τελική επιφάνεια της πλάκας φωτοδηγού (βλέπε Πίνακα 1 για πειραματικά δεδομένα).
- Σχεδιασμός δευτερεύουσας κατανομής φωτός απευθείας προς τα κάτω
Το κυψελοειδές κύπελλο ανακλαστήρα κάνει την ομοιομορφία φωτός (UI) να φτάσει το 0,85, ξεπερνώντας το βιομηχανικό σημείο αναφοράς του 0,7, και το κόστος είναι μόνο το 1/3 του φακού TIR.
Οπτικά στοιχεία TIR: η βασική τεχνολογία της μετάβασης στην αποδοτικότητα του φωτός
- Σύστημα ανάκτησης αδέσποτου φωτός πλευρικού φωτός Οι προσαρμοσμένοι φακοί TIR μπορούν να συλλάβουν 80% του φωτός που διαφεύγει. Μετά το συνδυασμό με φιλμ κβαντικής κουκκίδας, η κάλυψη της χρωματικής γκάμας NTSC αυξάνεται σε 110%.
- Μετασχηματισμός άμεσου-κατεστραμμένου φωτός Η μονάδα TIR πολλαπλής εστίασης επιτυγχάνει ακρίβεια ελέγχου δέσμης 5°±1° και έχει εφαρμοστεί σε προβολείς αυτοκινήτων (Σχήμα 4).
Reflector: ένα διπλό παιχνίδι αποτελεσματικότητας και αισθητικής
- Σύγκριση επιδόσεων κατόπτρου/διάχυτου ανακλαστήρα
- Ο ανακλαστήρας αλουμινίου καθρέφτη κάνει την απόδοση απόδοσης φωτός του συστήματος πλευρικού φωτισμού να φτάσει τα 93lm/W, αλλά πρέπει να συνδυαστεί με την εξαιρετικά λεπτή πλάκα οδηγού φωτός 0,5 mm.
- Ο ανακλαστήρας με κεραμική επικάλυψη επιτυγχάνει δείκτη χρωματικής απόδοσης Ra>95 σε σύστημα άμεσης πτώσης, κατάλληλο για φωτισμό γκαλερί τέχνης.
- Καινοτόμος λύση για ημι-καθρέφτη αντανάκλασης Η νανο-εκτυπωμένη βαθμιδωτή ανακλαστική μεμβράνη βελτιώνει την αντίθεση των προϊόντων κατά 30% στο φωτισμό λιανικής πώλησης.
Διαχυτής: εξισορροπητική πράξη μεταξύ ομοιομορφίας και ενεργειακής απόδοσης
- Τεχνολογία φιλμ διάχυσης μικροδομής Η πρισματική μεμβράνη διαχύτη PET κάνει την ομοιομορφία του συστήματος πλευρικού φωτισμού να φτάσει τα 90%, διατηρώντας παράλληλα τη διαπερατότητα 85% (Σχήμα 5).
- Βελτιστοποίηση της απόστασης ανάμιξης απευθείας προς τα κάτω Όταν ο διαχύτης είναι ≥1,5 φορές η απόσταση από το LED, 99% της κοκκομετρίας μπορεί να εξαλειφθεί, το οποίο είναι κατάλληλο για ευέλικτος φωτισμός σε αίθουσες συνεδριάσεων.
Ευφυές σύστημα ελέγχου: η μελλοντική κατεύθυνση της διαχείρισης της ενεργειακής απόδοσης
- Δυναμική ρύθμιση φωτισμού πρωτοκόλλου DALI
Το σύστημα άμεσου φωτισμού σε συνδυασμό με το ραντάρ μικροκυμάτων μπορεί να πραγματοποιήσει φωτισμό κατά παραγγελία και να εξοικονομήσει 45% συνολικής ενέργειας (IEEE Internet of Things Journal, 2023).
- Ρυθμιζόμενη τεχνολογία φάσματος
Το σύστημα φωτισμού άκρων είναι εξοπλισμένο με LED RGBW και δικτύωση Bluetooth Mesh για να επιτυγχάνει συνεχή ρύθμιση της θερμοκρασίας χρώματος 2700K-6500K.
Θερμική διαχείριση: ο ακρογωνιαίος λίθος της μακροχρόνιας σταθερότητας
- Τεχνολογία απαγωγής θερμότητας από υλικό αλλαγής φάσης
Η ψύκτρα με βάση το γραφένιο μειώνει τη θερμοκρασία σύνδεσης του συστήματος άμεσου φωτισμού κατά 18 ℃ και επεκτείνει τη διάρκεια ζωής σε 80.000 ώρες (Σχήμα 6).
- Αντιστάθμιση θερμικής διαστολής πλάκας φωτοδηγού
Το σύστημα με φωτισμό στις άκρες υιοθετεί μια δομή PMMA με κυψέλη για να αντέχει σε ακραία περιβάλλοντα -30℃~85℃.
Συμπέρασμα
Η αναβάθμιση του συστήματος φωτισμού LED πρέπει να ακολουθήσει την τεχνική πορεία "προσαρμογή σκηνής → οπτικός σχεδιασμός → επαλήθευση ενεργειακής απόδοσης" (Σχήμα 7). Τα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι η ολοκληρωμένη εφαρμογή της λύσης μετασχηματισμού φακού + TIR + ευφυούς ελέγχου μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας του φωτισμού εμπορικών χώρων κατά 62% και να μειώσει τον κύκλο απόδοσης της επένδυσης σε 1,8 έτη. Με την ωριμότητα της τεχνολογίας Mini/Micro LED, τα συστήματα LED θα εξελιχθούν προς την κατεύθυνση της σπονδυλοποίησης και της ευφυΐας στο μέλλον. Οι επαγγελματίες θα πρέπει να συνεχίσουν να δίνουν προσοχή στην επικαιροποίηση προτύπων όπως το IEC 62722-2 για να βρουν την καλύτερη δυνατή ισορροπία μεταξύ τεχνολογικής καινοτομίας και συμμόρφωσης.