LED 照明セグメントを深く掘り下げると、住宅や建物などの屋内用途を超えて、屋外および特殊な照明シナリオにまでその普及が拡大していることがわかります。中でも LED 街路照明は、大きな成長の勢いを示す代表的な用途として際立っています。
LED街路照明本来の利点
従来の街路灯は通常、成熟した技術である高圧ナトリウム (HPS) ランプまたは水銀蒸気 (MH) ランプを使用します。ただし、これらと比較すると、LED 照明には多くの固有の利点があります。
環境に優しい
水銀などの有害物質を含み、専門的な廃棄が必要となる HPS や水銀蒸気ランプとは異なり、LED 器具はより安全で環境に優しく、そのような危険はありません。
高いコントロール性
LED 街路灯は、AC/DC および DC/DC 電力変換を介して動作し、必要な電圧と電流を供給します。これにより回路の複雑さは増大しますが、優れた制御性が提供され、迅速なオン/オフ切り替え、調光、正確な色温度調整が可能になります。これは、自動化されたスマート照明システムを実装するための重要な要素です。したがって、LED街路灯はスマートシティプロジェクトに不可欠です。
低エネルギー消費
研究によると、街路照明は一般に都市のエネルギー予算の約 30% を占めています。 LED 照明はエネルギー消費が低いため、この実質的な出費を大幅に削減できます。 LED 街路灯の世界的な導入により、CO₂ 排出量が数百万トン削減できると推定されています。
優れた指向性
従来の道路照明光源には指向性がないため、重要なエリアの照明が不十分になり、対象外のエリアで望ましくない光害が発生することがよくあります。 LED ライトは優れた指向性を備えており、周囲に影響を与えることなく限定された空間を照らすことでこの問題を解決します。
高い発光効率
HPS や水銀灯と比較して、LED は発光効率が高く、電力単位あたりのルーメンが大きくなります。さらに、LED は赤外線 (IR) および紫外線 (UV) 放射を大幅に低減するため、廃熱が減少し、器具への熱ストレスが軽減されます。
寿命の延長
LED は、動作ジャンクション温度が高く、寿命が長いことで知られています。街路照明では、LED アレイは最大 50,000 時間以上持続でき、これは HPS または MH ランプより 2 ～ 4 倍長くなります。これにより、頻繁な交換の必要性が減り、材料費とメンテナンス費が大幅に節約されます。
LED街路照明の2つの主要なトレンド
これらの重要な利点を考慮して、都市街路照明における LED 照明の大規模な採用は明らかな傾向となっています。ただし、この技術アップグレードは、従来の照明機器の単純な「置き換え」を超えたものであり、次の 2 つの注目すべきトレンドを伴う全体的な変革です。
トレンド 1: スマート照明
前述したように、LED の強力な制御性により、自動化されたスマート街路照明システムの作成が可能になります。これらのシステムは、手動介入なしで環境データ (周囲光、人間の活動など) に基づいて照明を自動的に調整できるため、大きな利点が得られます。さらに、都市インフラ ネットワークの一部としての街灯は、天気や大気質の監視などの機能を組み込んだスマート IoT エッジ ノードに進化し、スマート シティでより重要な役割を果たす可能性があります。
しかし、この傾向は LED 街路灯の設計に新たな課題ももたらしており、限られた物理的空間内で照明、電源、センシング、制御、通信機能を統合する必要があります。これらの課題に対処するには標準化が不可欠となり、2 番目の重要なトレンドとなります。
トレンド 2: 標準化
標準化により、さまざまな技術コンポーネントと LED 街路灯のシームレスな統合が容易になり、システムの拡張性が大幅に向上します。スマート機能と標準化の間のこの相互作用により、LED 街路灯技術とアプリケーションの継続的な進化が促進されます。
LED街路灯アーキテクチャの進化
ANSI C136.10 非調光 3 ピン光制御アーキテクチャ
ANSI C136.10 規格は、3 ピンのフォトコントロールを備えた非調光制御アーキテクチャのみをサポートしています。 LED テクノロジーが普及するにつれて、より高い効率と調光機能がますます求められ、ANSI C136.41 などの新しい規格とアーキテクチャが必要になりました。
ANSI C136.41 調光可能な光制御アーキテクチャ
このアーキテクチャは、信号出力端子を追加することにより 3 ピン接続に基づいて構築されています。これにより、電力網電源と ANSI C136.41 光制御システムの統合が可能になり、電源スイッチを LED ドライバに接続して、LED の制御と調整をサポートします。この規格は従来のシステムと下位互換性があり、無線通信をサポートしているため、スマート街路灯にコスト効率の高いソリューションを提供します。
ただし、ANSI C136.41 にはセンサー入力がサポートされていないなどの制限があります。これに対処するために、世界的な照明業界連合である Zhaga は、通信バス設計に DALI-2 D4i プロトコルを組み込んだ Zhaga Book 18 標準を導入し、配線の課題を解決し、システム統合を簡素化しました。
Zhaga Book 18 デュアルノード アーキテクチャ
ANSI C136.41 とは異なり、Zhaga 規格では電源ユニット (PSU) を光制御モジュールから切り離し、LED ドライバーの一部または別個のコンポーネントにすることができます。このアーキテクチャにより、デュアル ノード システムが可能になります。1 つのノードは光制御と通信用に上向きに接続し、もう 1 つのノードはセンサー用に下向きに接続し、完全なスマート街路照明システムを形成します。
Zhaga/ANSI ハイブリッド デュアルノード アーキテクチャ
最近、ANSI C136.41 と Zhaga-D4i の長所を組み合わせたハイブリッド アーキテクチャが登場しました。上向きノードには 7 ピン ANSI インターフェイスを使用し、下向きセンサー ノードには Zhaga Book 18 接続を使用して、配線を簡素化し、両方の規格を活用します。
結論
LED 街路灯アーキテクチャが進化するにつれて、開発者は幅広い技術的オプションに直面しています。標準化により、ANSI または Zhaga 準拠のコンポーネントのスムーズな統合が保証され、シームレスなアップグレードが可能になり、よりスマートな LED 街路照明システムへの移行が促進されます。
投稿日時: 2024 年 12 月 20 日