Įvadas
Tobulėjant pasauliniams energijos vartojimo efektyvumo standartams, tikimasi, kad 2028 m. LED apšvietimo rinka viršys $127,2 mlrd.
Lyginant su tradiciniu apšvietimu, LED sistemos tapo pirmuoju pasirinkimu komercinėse ir pramoninėse srityse dėl savo privalumų - mažesnių energijos sąnaudų ir 5 kartus ilgesnio tarnavimo laiko. Tačiau skirtingų tipų LED sistemų našumas labai skiriasi, o renovacijos technologijos pasirinkimas turi tiesioginės įtakos apšvietimo efektyvumui ir naudotojo patirčiai. Šiame straipsnyje bus nuodugniai išanalizuoti esminiai kraštinio ir tiesioginio apšvietimo LED sistemų skirtumai ir sistemingai išskirtos 8 pagrindinės renovacijos technologijos, kartu su autoritetingais duomenimis ir pavyzdžiais, kad specialistams būtų pateiktos įgyvendinamos atnaujinimo strategijos.
Kraštinis ir tiesioginis apšvietimas: Pagrindinių technologijų ir taikomų scenarijų skirtumai
- Optinio kelio konstrukcijos palyginimas
Kraštinio apšvietimo sistema remiasi šviesos diodų šviesos šaltiniu šviesos kreipiančiosios plokštelės krašte, kad būtų pasiekta tolygi šviesos sklaida taikant visiško vidinio atspindžio (TIR) principą (1 paveikslas), o tiesioginio apšvietimo sistema projektuoja šviesą tiesiai žemyn per šviesos diodų matricą, todėl šviesos nuostoliai sumažėja daugiau nei 30%.
Byla: "Samsung" itin ploname televizoriuje naudojama kraštinio apšvietimo sistema, kad būtų pasiektas 5 mm storis, o sporto salių aukštų lubų apšvietimui paprastai naudojama tiesioginio apšvietimo konstrukcija, kad būtų užtikrintas šviesos intensyvumas.
- Erdvinio pritaikomumo analizė
Kraštinio apšvietimo sistemos storis gali būti mažesnis nei 3 mm, todėl ji tinka itin ploniems ekranams ir architektūriniam dekoratyviniam apšvietimui; tiesioginio apšvietimo sistemai reikia 10-20 cm šilumos išsklaidymo vietos, todėl ji labiau tinka sandėliams, gamykloms ir kitoms didelio apšvietimo poreikio scenoms (2 pav.).
- Energijos vartojimo efektyvumo ir sąnaudų pusiausvyra
Pradinis tiesioginio apšvietimo sistemos šviesos efektyvumas siekia 120 lm/W, tačiau reikia daugiau šviesos diodų vienetų; kraštinio apšvietimo sistema pakartotinai naudoja šviesos šaltinį per šviesos kreipiančiąją plokštelę, todėl medžiagų sąnaudos sumažėja 40%.
Objektyvo technologija: tikslus spindulių valdymo skalpelis
- Išgaubto objektyvo fokusavimo transformacija
- Iš šono apšviestas: Asferiniai lęšiai gali padidinti krašto šviesos ryšio efektyvumą iki 92% ir sumažinti vidinę šviesos kreipiančiosios plokštelės sklaidą.
- Tiesioginio apšvietimo: Mikroprisminės lęšio matricos lęšis susiaurina spindulio kampą nuo 120° iki 15°, o tai tinka labai tikslioms scenoms, pavyzdžiui, operacinės lempoms be šešėlių.
- Įgaubto objektyvo difuzijos tirpalas: Tiesioginio nuleidimo sistema, kurioje naudojami akriliniai įgaubti lęšiai, sumažina akinimo indeksą UGR nuo 25 iki 16, o tai atitinka ES EN 12464-1 standartą (3 pav.).
Atspindžio taurė: nebrangus krypties optimizavimo sprendimas
- Šoninės šviesos krašto atspindžio stiprinimas
Parabolinio reflektoriaus taurė gali padidinti LED didelio kampo šviesos panaudojimo koeficientą nuo 65% iki 88%, kartu sumažinant karštąjį tašką ant galinio šviesogrąžio plokštelės paviršiaus (žr. 1 lentelę, kurioje pateikiami eksperimentiniai duomenys).
- Tiesiogiai žemyn nukreiptos antrinės šviesos paskirstymo konstrukcija
Dėl korinio reflektoriaus taurės šviesos tolygumas (UI) siekia 0,85 ir viršija pramonės etaloną 0,7, o kaina yra tik 1/3 TIR objektyvo kainos.
TIR optiniai elementai: pagrindinė šviesos efektyvumo perėjimo technologija
- Šoninių šviesų išsklaidytos šviesos surinkimo sistema Pritaikyti TIR lęšiai gali užfiksuoti 80% sklindančios šviesos. Sujungus su kvantinių taškų plėvele, NTSC spalvų gamos aprėptis padidėja iki 110%.
- Tiesioginės žemyn nukreiptos kolimuotos šviesos transformacija Daugiafokusis TIR modulis pasiekia 5°±1° spindulių srauto valdymo tikslumą ir buvo pritaikytas automobilių matriciniuose priekiniuose žibintuose (4 pav.).
Reflektorius: dvigubas efektyvumo ir estetikos žaidimas
- Veidrodžio ir difuzinio reflektoriaus veikimo palyginimas
- Dėl veidrodinio aliuminio reflektoriaus šoninio apšvietimo sistemos šviesos išėjimo efektyvumas siekia 93 lm/W, tačiau jį reikia suderinti su 0,5 mm itin plona šviesos kreipiančiąja plokštele.
- Keramika dengtas difuzinis reflektorius pasiekia Ra>95 spalvų perteikimo indeksą tiesioginio nuleidimo sistemoje, tinka meno galerijos apšvietimui.
- Naujoviškas pusiau veidrodinio atspindžio sprendimas Nano atspaudu atspindinti gradientinė atspindinti plėvelė pagerina produkto kontrastą 30% mažmeninės prekybos apšvietime.
Difuzorius: pusiausvyra tarp tolygumo ir energijos vartojimo efektyvumo
- Mikrostruktūros difuzoriaus plėvelės technologija Dėl prizminės PET difuzoriaus plėvelės šoninės šviesos sistemos tolygumas pasiekia 90%, išlaikant 85% pralaidumą (5 pav.).
- Tiesioginio maišymo atstumo optimizavimas Kai difuzorius yra ≥1,5 karto didesniu atstumu nuo šviesos diodo, 99% granuliometrinės sudėties galima pašalinti, o tai tinka lankstus apšvietimas konferencijų salėse.
Išmanioji valdymo sistema: energijos vartojimo efektyvumo valdymo ateities kryptis
- DALI protokolo dinaminis apšvietimas
Tiesioginio apšvietimo sistema, suderinta su mikrobangų radaru, gali užtikrinti apšvietimą pagal poreikį ir sutaupyti 45% energijos ("IEEE Internet of Things Journal", 2023 m.).
- spektro reguliavimo technologija
Kraštų apšvietimo sistema turi RGBW LED ir "Bluetooth Mesh" tinklą, kad būtų galima nepertraukiamai reguliuoti 2700K-6500K spalvų temperatūrą.
Šilumos valdymas: ilgalaikio stabilumo pagrindas
- Fazių kaitos medžiagos šilumos išsklaidymo technologija
Grafeno pagrindu pagamintas radiatorius sumažina tiesioginio apšvietimo sistemos jungties temperatūrą 18 ℃ ir prailgina tarnavimo laiką iki 80 000 valandų (6 pav.).
- Šviesos kreipiančiosios plokštelės šiluminio plėtimosi kompensavimas
Kraštų apšvietimo sistemoje naudojama korėto PMMA struktūra, kad būtų atspari ekstremalioms -30 ℃ ~ 85 ℃ aplinkos sąlygoms.
Išvada
Atnaujinant LED apšvietimo sistemą reikia laikytis techninio kelio "scenos pritaikymas → optinis dizainas → energijos vartojimo efektyvumo patikrinimas" (7 pav.). Eksperimentiniai duomenys rodo, kad visapusiškai pritaikius lęšio + TIR + išmaniojo valdymo transformacijos sprendimą, komercinių patalpų apšvietimo energijos suvartojimą galima sumažinti 62%, o investicijų grąžos ciklą sutrumpinti iki 1,8 metų. Tobulėjant mini / mikro LED technologijai, ateityje LED sistemos vystysis moduliavimo ir intelekto kryptimi. Praktikai turėtų ir toliau kreipti dėmesį į tokių standartų, kaip IEC 62722-2, atnaujinimą, kad rastų geriausią pusiausvyrą tarp technologinių naujovių ir atitikties reikalavimams.