Una immersió profunda en el segment d'il·luminació LED revela la seva creixent penetració més enllà d'aplicacions interiors com habitatges i edificis, expandint-se a escenaris d'il·luminació exteriors i especialitzats. Entre aquests, l'enllumenat públic LED destaca com una aplicació típica que mostra un fort impuls de creixement.
Avantatges inherents a l'enllumenat públic LED
Els fanals tradicionals solen utilitzar làmpades de sodi d'alta pressió (HPS) o de vapor de mercuri (MH), que són tecnologies madures. Tanmateix, en comparació amb aquests, la il·luminació LED té nombrosos avantatges inherents:
Ecològic
A diferència de les làmpades HPS i de vapor de mercuri, que contenen substàncies tòxiques com el mercuri que requereixen una eliminació especialitzada, els accessoris LED són més segurs i ecològics, i no representen aquests perills.
Alta Controlabilitat
Els fanals LED funcionen mitjançant conversió d'energia AC/DC i DC/DC per subministrar la tensió i el corrent necessaris. Tot i que això augmenta la complexitat del circuit, ofereix un control superior, permetent l'encesa/apagada ràpida, la regulació i els ajustos precisos de la temperatura del color, factors clau per implementar sistemes d'il·luminació intel·ligents automatitzats. Els fanals LED són, per tant, indispensables en els projectes de ciutat intel·ligent.
Baix consum d'energia
Els estudis mostren que l'enllumenat públic generalment representa al voltant del 30% del pressupost energètic municipal d'una ciutat. El baix consum d'energia de la il·luminació LED pot reduir significativament aquesta despesa substancial. S'estima que l'adopció global dels fanals LED podria reduir les emissions de CO₂ en milions de tones.
Excel·lent direccionalitat
Les fonts d'il·luminació de carreteres tradicionals no tenen direccionalitat, la qual cosa sovint provoca una il·luminació insuficient a les zones clau i una contaminació lumínica no desitjada a les zones no objectiu. Els llums LED, amb la seva direccionalitat superior, superen aquest problema il·luminant espais definits sense afectar els voltants.
Alta eficàcia lluminosa
En comparació amb les làmpades HPS o de vapor de mercuri, els LED ofereixen una major eficàcia lluminosa, és a dir, més lúmens per unitat de potència. A més, els LED emeten radiació infraroja (IR) i ultraviolada (UV) significativament més baixa, el que resulta en menys calor residual i redueix l'estrès tèrmic a l'aparell.
Vida útil ampliada
Els LED són coneguts per les seves altes temperatures d'unió de funcionament i una llarga vida útil. En l'enllumenat públic, les matrius LED poden durar fins a 50.000 hores o més, 2-4 vegades més que les làmpades HPS o MH. Això redueix la necessitat de reemplaçaments freqüents, la qual cosa es tradueix en un estalvi important en costos de material i manteniment.
Dues grans tendències en l'enllumenat públic LED
Tenint en compte aquests avantatges significatius, l'adopció a gran escala de la il·luminació LED a l'enllumenat públic urbà s'ha convertit en una tendència clara. Tanmateix, aquesta actualització tecnològica representa més que un simple "reemplaçament" d'equips d'il·luminació tradicionals: és una transformació sistèmica amb dues tendències destacables:
Tendència 1: Il·luminació intel·ligent
Com s'ha esmentat anteriorment, la forta controlabilitat dels LED permet la creació de sistemes automatitzats d'enllumenat públic intel·ligent. Aquests sistemes poden ajustar automàticament la il·luminació en funció de les dades ambientals (per exemple, llum ambiental, activitat humana) sense intervenció manual, oferint avantatges importants. A més, els fanals, com a part de les xarxes d'infraestructures urbanes, podrien evolucionar cap a nodes intel·ligents d'IoT, incorporant funcions com el monitoratge del temps i la qualitat de l'aire per tenir un paper més destacat a les ciutats intel·ligents.
Tanmateix, aquesta tendència també planteja nous reptes per al disseny de fanals LED, que requereix la integració de les funcions d'il·luminació, font d'alimentació, detecció, control i comunicació dins d'un espai físic restringit. L'estandardització esdevé essencial per afrontar aquests reptes, marcant la segona tendència clau.
Tendència 2: Normalització
L'estandardització facilita la integració perfecta de diversos components tècnics amb fanals LED, millorant significativament l'escalabilitat del sistema. Aquesta interacció entre la funcionalitat intel·ligent i l'estandardització impulsa l'evolució contínua de la tecnologia i les aplicacions de fanals LED.
Evolució de les arquitectures de fanals LED
ANSI C136.10 Arquitectura de fotocontrol de 3 pins no regulable
L'estàndard ANSI C136.10 només admet arquitectures de control no regulables amb fotocontrols de 3 pins. A mesura que la tecnologia LED es va anar prevalent, es van exigir cada cop més una major eficiència i funcionalitats regulables, la qual cosa va requerir nous estàndards i arquitectures, com ara ANSI C136.41.
Arquitectura de fotocontrol regulable ANSI C136.41
Aquesta arquitectura es basa en la connexió de 3 pins afegint terminals de sortida de senyal. Permet la integració de fonts de xarxa elèctrica amb sistemes de fotocontrol ANSI C136.41 i connecta interruptors d'alimentació als controladors LED, donant suport al control i ajust de LED. Aquest estàndard és compatible amb els sistemes tradicionals i admet la comunicació sense fils, proporcionant una solució rendible per als fanals intel·ligents.
Tanmateix, ANSI C136.41 té limitacions, com ara no suport per a l'entrada del sensor. Per fer-ho, l'aliança global de la indústria de la il·luminació Zhaga va presentar l'estàndard Zhaga Book 18, que incorpora el protocol DALI-2 D4i per al disseny de bus de comunicació, resolent els reptes de cablejat i simplificant la integració del sistema.
Zhaga Book 18 Arquitectura de dos nodes
A diferència d'ANSI C136.41, l'estàndard Zhaga desacobla la unitat d'alimentació (PSU) del mòdul de fotocontrol, la qual cosa permet que sigui part del controlador LED o un component independent. Aquesta arquitectura permet un sistema de dos nodes, on un node es connecta cap amunt per al fotocontrol i la comunicació, i l'altre es connecta cap avall per als sensors, formant un sistema d'enllumenat intel·ligent complet.
Arquitectura híbrida de doble node Zhaga/ANSI
Recentment, ha sorgit una arquitectura híbrida que combina els punts forts de ANSI C136.41 i Zhaga-D4i. Utilitza una interfície ANSI de 7 pins per a nodes ascendents i connexions Zhaga Book 18 per a nodes de sensor descendents, simplificant el cablejat i aprofitant ambdós estàndards.
Conclusió
A mesura que les arquitectures de fanals LED evolucionen, els desenvolupadors s'enfronten a una gamma més àmplia d'opcions tècniques. L'estandardització garanteix una integració fluida dels components compatibles amb ANSI o Zhaga, permetent actualitzacions sense problemes i facilitant el viatge cap a sistemes d'enllumenat públic LED més intel·ligents.
Hora de publicació: 20-12-2024