Introducere
Pe măsură ce standardele globale de eficiență energetică se îmbunătățesc, se preconizează că piața iluminatului cu LED-uri va depăși $127,2 miliarde în 2028.
În comparație cu iluminatul tradițional, sistemele LED au devenit prima alegere în domeniile comercial și industrial datorită avantajelor lor de 70% consum redus de energie și durată de viață de 5 ori mai lungă. Cu toate acestea, performanța diferitelor tipuri de sisteme LED variază semnificativ, iar alegerea tehnologiei de renovare afectează în mod direct eficiența iluminatului și experiența utilizatorului. Acest articol va analiza în profunzime diferențele esențiale dintre sistemele LED cu iluminare marginală și cele cu iluminare directă și va demonta sistematic cele 8 tehnologii majore de renovare, combinate cu date și cazuri autoritare, pentru a oferi practicienilor strategii fezabile de actualizare.
Lumina de margine și lumina directă: Diferențe în ceea ce privește tehnologiile de bază și scenariile aplicabile
- Compararea proiectării căii optice
Sistemul cu iluminare marginală se bazează pe sursa de lumină LED de la marginea plăcii de ghidare a luminii pentru a obține o difuzie uniformă a luminii prin principiul reflexiei interne totale (TIR) (figura 1), în timp ce sistemul cu iluminare directă proiectează lumina direct în jos prin matricea LED, reducând pierderea de lumină cu mai mult de 30%.
Caz: Televizorul ultra-subțire de la Samsung utilizează un sistem de iluminare marginală pentru a obține o grosime de 5 mm, în timp ce iluminatul de tavan înalt din sălile de sport utilizează în general un design cu iluminare directă pentru a asigura intensitatea luminii.
- Analiza adaptabilității spațiale
Grosimea sistemului edge-lit poate fi comprimată la mai puțin de 3 mm, ceea ce este potrivit pentru afișajele ultra-subțiri și iluminatul decorativ arhitectural; sistemul direct-lit necesită 10-20 cm de spațiu de disipare a căldurii, ceea ce este mai potrivit pentru depozite, fabrici și alte scene cu cerere mare de iluminare (Figura 2).
- Echilibru între eficiența energetică și costuri
Eficiența luminoasă inițială a sistemului cu iluminare directă atinge 120lm/W, dar sunt necesare mai multe unități LED; sistemul cu iluminare marginală reutilizează sursa de lumină prin placa de ghidare a luminii, reducând costul materialului cu 40%.
Tehnologia lentilelor: un bisturiu precis pentru controlul fasciculului
- Transformarea focalizării lentilelor convexe
- Iluminat lateral: Lentilele asferice pot crește eficiența cuplării luminii de margine la 92% și pot reduce împrăștierea internă a plăcii de ghidare a luminii.
- Iluminat direct: Lentilele cu microprisme îngustează unghiul fasciculului de la 120° la 15°, ceea ce este potrivit pentru scene de înaltă precizie, cum ar fi lămpile fără umbră din sala de operație.
- Soluție de difuzie pentru lentile concave: Sistemul direct în jos care utilizează lentile concave acrilice reduce indicele de strălucire UGR de la 25 la 16, ceea ce îndeplinește standardul UE EN 12464-1 (figura 3).
Cupa reflectorului: soluție de optimizare direcțională cu costuri reduse
- Îmbunătățirea reflexiei marginilor luminii laterale
Cupa reflectorului parabolic poate crește rata de utilizare a luminii LED cu unghi înalt de la 65% la 88%, reducând în același timp punctul fierbinte de pe fața finală a plăcii de ghidare a luminii (a se vedea tabelul 1 pentru date experimentale).
- Design de distribuție a luminii secundare direct în jos
Cupa reflectorului în formă de fagure de miere face ca uniformitatea luminii (UI) să ajungă la 0,85, depășind valoarea de referință din industrie de 0,7, iar costul este de numai 1/3 din lentilele TIR.
Elemente optice TIR: tehnologia de bază a tranziției eficienței luminii
- Sistem de recuperare a luminii laterale Lentilele TIR personalizate pot capta 80% de lumină scăpată. După combinarea cu filmul quantum dot, acoperirea gamei de culori NTSC crește la 110%.
- Transformarea luminii colimate direct-jos Modulul TIR cu focalizare multiplă atinge o precizie de control al fasciculului de 5°±1° și a fost aplicat farurilor matrice pentru automobile (figura 4).
Reflector: un joc dublu de eficiență și estetică
- Compararea performanțelor reflectorului cu oglindă/difuză
- Reflectorul din aluminiu cu oglindă face ca eficiența luminii sistemului de iluminare laterală să ajungă la 93lm/W, dar trebuie să fie combinat cu placa de ghidare a luminii ultra-subțire de 0,5 mm.
- Reflectorul difuz acoperit cu ceramică atinge un indice de redare a culorilor Ra>95 în sistemul direct în jos, potrivit pentru iluminatul galeriilor de artă.
- Soluție inovatoare pentru reflexia semioglindă Pelicula reflectorizantă cu gradient nanoimprimat îmbunătățește contrastul produselor cu 30% în iluminatul magazinelor.
Difuzor: echilibru între uniformitate și eficiență energetică
- Tehnologia filmului difuzor cu microstructură Folia difuzorului din PET prismatic face ca uniformitatea sistemului de lumină laterală să atingă 90%, menținând în același timp transmisia de 85% (figura 5).
- Optimizarea distanței de amestecare direct-jos Când difuzorul este ≥1,5 ori distanța de la LED, 99% din granulație poate fi eliminată, ceea ce este potrivit pentru iluminat flexibil în sălile de conferințe.
Sistemul de control inteligent: direcția viitoare a gestionării eficienței energetice
- Dimming dinamic cu protocol DALI
Sistemul de iluminare directă combinat cu radarul cu microunde poate realiza iluminarea la cerere și poate economisi 45% de energie globală (IEEE Internet of Things Journal, 2023).
- Tehnologie cu spectru reglabil
Sistemul de iluminare marginală este echipat cu LED-uri RGBW și rețea Bluetooth Mesh pentru a obține reglarea continuă a temperaturii de culoare 2700K-6500K.
Managementul termic: piatra de temelie a stabilității pe termen lung
- Tehnologie de disipare a căldurii cu material cu schimbare de fază
Radiatorul pe bază de grafen reduce temperatura de joncțiune a sistemului cu iluminare directă cu 18 ℃ și prelungește durata de viață la 80.000 de ore (figura 6).
- Compensarea expansiunii termice a plăcii de ghidare a luminii
Sistemul de iluminare a marginilor adoptă o structură PMMA cu fagure de miere pentru a rezista la medii extreme de -30 ℃ ~ 85 ℃.
Concluzie
Modernizarea sistemului de iluminat cu LED trebuie să urmeze calea tehnică "adaptare scenă → proiectare optică → verificare eficiență energetică" (figura 7). Datele experimentale arată că aplicarea cuprinzătoare a soluției de transformare a lentilelor + TIR + control inteligent poate reduce consumul de energie al iluminatului spațiilor comerciale cu 62% și poate scurta ciclul de returnare a investițiilor la 1,8 ani. Odată cu maturitatea tehnologiei Mini/Micro LED, sistemele LED vor evolua în direcția modularizării și a inteligenței în viitor. Practicienii ar trebui să continue să acorde atenție actualizării standardelor, cum ar fi IEC 62722-2, pentru a găsi cel mai bun echilibru între inovarea tehnologică și conformitate.