Kuinka monta LED-valoa auringonvalaisimella tarvitaan?

Mitä lukumäärä itse asiassa kertoo

LED on puolijohdejärjestelmä, joka muuntaa sähköenergian valoksi, jolla on suuntautunut tuotto ja matala lämpögenerointi per emittö. Kappaleen tuotto on tulos: lukumäärä × valot per emittö sen toimintajännitellä. Emme löydä mitään kyseisestä kaavasta, joka tekee suuremmasta lukumäärästä paremmasta. 96-emittöinen kappale, joka toimittaa kukin emittö matalalla jännitteellä, näyttää vaikuttavalta paperilla, kun taas 24-emittöinen kappale paremmilla emittöillä ylittää sen suorituskyvyn kadulla.

Yleisin lainaus, jota vastustamme, on ostajan vertaaminen kahta kappaleita LED-määrän perusteella. Tämä vertailu mittaa ei mitään muuta kuin, miten kukin teollisuus on rakentanut sen sarjan.

Se spesifikaatioketju, joka itse päättää lukumäärän

Meidän BOM:ssa lukumäärä muodostuu ketjusta, joka alkaa teistä:

1. Tavoitelukema ja tasaisuus teillä, valaistuslaskelmasta.
2. Tarvittavat lumenit kohdalla , mikä määrittää valaisinlumenit optisten menetysten (lasi, kansi, lika) jälkeen.
3. Lähteen valinta — tehokkuus ja jakauma suunnitellussa käynnistävissä virroissa.
4. Lukumäärä , viimeinen rivi, valittu saavuttamaan flux-tavoite lämpötilavaatimusten puitteissa.

Vaiheet 1 ja 2 ovat insinööritöitä; vaihe 4 on laskentaa. Tarjouspaikka, joka keskittyy lukumäärään, myy ketjun viimeistä riviä.

Missä lukumäärä todella vaikuttaa

Kolme todellista rajoitetta sitoo suunnittelijan kädet:

• Lämpötiheys. Lämmittimet tiheästi pakattu pienelle pinnille lämmintävät tiivistyksissä, ja tiivistyksen lämpötila vähentää sekä tuottoa että käyttöikää. Lämpönsiirton hallinta on syy siihen, miksi hyvä valaisin leikkaa lämmittimiä sijasta pakkaamaan niitä.
• Käynnistävän virran kompromissi. Käyttämällä kukin lämmittimeä sen suositeltua vähemmän virralla parannetaan tehokkuutta ja käyttöikää, mutta se vaatii enemmän lämmittimiä samaan valon intensiteettiin — enemmän kustannuksia, enemmän liitoksia, enemmän kohtia, joissa voi pettää.
• Redundanssin laskentateoria. Monien lämmittimien kanssa yksi kuolleen diodeja ei ole nähtävissä. Tämä on aito peruste korkeammille lukumäärille. Mutta huomaa, mitä se peittää: toimintahäiriö tappaa kaikki 96 lämmittimeä yhtäaikaisesti, ja juuri ajurin osa todellakin pettää.

Mitä kysyä LED-lukumäärän sijaan

Neljä kysymystä, jotka erottavat todellisen suunnittelun markkinointimatriisista:

1. Mikä on toimitettujen lumenien määrä toimintataulussa — ei 25 °C laboratorion luvussa?
2. Mikä virta virtaa kunkin emittteriin , ja mitä on suunniteltu käyttöikä kyseisellä virralla?
3. Miten lämpö siirretään pölystä kehykseen , ja mitä on liitoslämpö suunnitellussa ulostulossa?
4. Jos yksi emittteri pettää, mikä tie näyttää — ja miten ajurin korvataan?

Viitekonfiguraatio, jota käytämme

Tässä yleinen spesifikaatio asuinalueiden teille, tontille ja pienille julkisille alueille — yksikköluokassa, jossa hintapaine on todellinen ja yli-Spesifioiminen on yleinen virhe:

Tämä laite ei ole kovin valoisa markkinoilla, eikä tarkoituksenaakaan ole. Se on rakennettu toimimaan joka yö vuoden yllä keskimääräisessä auringossa. PIR-sensori nostaa tuoton 100 %, kun joku kulki ohitse, ja laskee sen takaisin, kun alue on tyhjä, mikä on suurin syy yön energiansäästöön.

Energiatili, rivi kerrallaan

Sisääntulo. Päivänä, jolloin on aurinkoisesti, paneeli toimittaa noin 40 W × 4,5 huippipäivänhetken × 0,85 järjestelmän tehokkuus ≈ 153 Wh päivässä. Tämä 0,85 kattaa muuntimen, johdon ja hallintajärjestelmän menetökset; se on luku, jota käytämme taloudelliseen suunnitteluun, ja pilvisellä päivällä se voi puolittua.

Varastointi. 3,2 V × 36 Ah = 115 Wh hyödyllistä ennen alhaisen jännitteen katkaisua. Huomaa marginaali: päivittäinen tulo (153 Wh) ylittää varaston (115 Wh), mikä on normaalia — ylimäärä tuo järjestelmän läpi lyhyet sääpilauteet.

Kulutus. Neljä valoisuustasoa vie n.:

Lasku ennen kaikkea: täydellä kirkkaudella 115 Wh -akku tyhjenee 2,5–3 tunnissa. Yön yli kestävä toimintakuormitus on fyysisesti mahdotonta tässä laitteessa 100 % teholla. Jokainen tekniset tiedot, joka lupaa muuta, on joko himmentämässä ilman ilmoittamista tai käyttämässä paljon suurempaa akkuja.

Himotusjärjestyksellä, joka pitää 113 Wh kestämään yön yli

Viikonloppuisen 8 tunnin yön varten referenssilaiteen oletusohjelma:

• Auringonlaskun jälkeiset 1–2 tunti: 50 % kirkkaus. Kulkijatoiminta on korkeimmillaan pimennysajan jälkeen. Kaksi tuntia 20 W ≈ 40 Wh — riittävä valo hyödyksi, kohtuullinen hintaan.
• 3–6. tunti: 30 %. Liikenne laskee; taustavalon näkyvyys on tärkeintä. Neljä tuntia 12 W ≈ 48 Wh.
• 7–8. tunti: liiketila, 30 % odotus, 100 % käynnistys liikkeen aikana. Jos liikettä on aktiivista yhteensä noin yksi tunti, näyttämön kulu on noin 25 Wh.

Yhteensä: noin 113 Wh vastaan 115 Wh -akku. Se jäljelle jäänyt 2 Wh on tarkoituksellista — aikataulutus säädellään niin, että se pysyy hieman kapasiteetin alapuolella, jotta yksittäinen huonon sämän päivä ei aiheuta pimeää yötä. Kokemuksemme mukaan aikataulutus on tärkeämpi kuin levitinten määrä: kahdella yksiköllä, joilla on identtiset paneelit ja akut, voi toimintaaika eroa tuntein riippuen siitä, kuinka kontrolleri kuluttaa energiaa.

Miksi LEDien lisääminen ei lisää valoa

Jos kaksinkertaistat levitinmäärän samalla toimintajännitteellä, saat saman lumen määrän enemmästä osasta, enemmän lämpöä ja korkeamman virheiden määrän. Jos kaksinkertaistat toimintavaltan, saat enemmän valoa ja akun tyhjenevän ennen keskipäivää. Se luku, joka seuraa kustannuksia ja suorituskykyä yhdessä, on tehokkuus, lumen per wattti: 100 lm/W:llä 40 W ostaa 4 000 lumenia; 70 lm/W:llä sama valo maksaa 57 W ja koko budjetti ylittää tämän. Kun tarjoamme hintoja, määrittelemme ensin lumenit ja lm/W:llä, sitten kokoamme energiajakson vastaamaan. LED-määrä on rakennusdetailti.

Mitä tässä opastuksessa ei käsitellä