सौर स्ट्रीट लाइट लेंस: प्रकार एवं सामग्री

सड़क पर लगने वाले लाइट उपकरणों में लेंस का क्या कार्य होता है?

लेंस, प्रत्येक एलईडी (LED) के ऊपर लगा होता है एवं उसके प्रकाश की दिशा को नियंत्रित करता है। परावर्तक (रिफ्लेक्टर) एवं कवर ग्लास (cover glass) के साथ मिलकर यह लेंस उपकरण के प्रकाश-वितरण पैटर्न को निर्धारित करता है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया प्रकाश-वितरण पैटर्न सड़क पर ही प्रकाश डालता है एवं खिड़कियों पर प्रकाश नहीं पड़ने देता; जबकि खराब डिज़ाइन ऊर्जा की बर्बादी करता है, चमक पैदा करता है, एवं आसमान को भी प्रकाशित कर देता है। सौर ऊर्जा से चलने वाले उपकरणों में ऐसी बर्बादी सीधे बैटरी से ही होती है; इसी कारण ऐसे उपकरणों में लेंसों पर अधिक ध्यान दिया जाता है, तुलना में ग्रिड-जुड़े उपकरणों की तुलना में।

लेंसों के प्रकार, एवं प्रत्येक प्रकार का उपयोग कहाँ होता है?

लेंसों के कई प्रकार हैं, एवं प्रत्येक प्रकार का उपयोग विभिन्न प्रकार के लाइट उपकरणों में किया जाता है। उदाहरण के लिए:

• प्रिज्मैटिक पॉलीकार्बोनेट लेंस (Prismatic Polycarbonate Lens): यूवी किरणों के प्रभाव से सुरक्षित है, एवं प्रकाश को सटीक दिशा में निर्देशित करता है।
• अन्य प्रकार के लेंस: वे अन्य परिस्थितियों में उपयोग में आ सकते हैं, लेकिन सड़क पर लगने वाले उपकरणों में उनका उपयोग आमतौर पर नहीं किया जाता।

अतः सड़क पर लगने वाले लाइट उपकरणों के लिए केवल प्रिज्मैटिक पॉलीकार्बोनेट लेंस ही सबसे उपयुक्त है।

• घनाकार लेंस (Convex lenses) प्रकाश को एक केंद्रित किरण में संकेंद्रित करते हैं। ये उन स्थितियों में उपयोगी होते हैं जहाँ प्रकाश को किसी विशेष बिंदु तक पहुँचाना आवश्यक होता है – जैसे कि किसी वस्तु पर विशेष प्रकाश डालना, या लंबी दूरी तक प्रकाश पहुँचाना। एक सामान्य सड़क के खंभे पर लगे ऐसे लेंस, प्रकाश को आगे की ओर केंद्रित करते हैं, जिससे निकटतम क्षेत्र अंधेरा रह जाता है।
• अवतल लेंस (Concave lenses) प्रकाश को एक व्यापक क्षेत्र में फैलाते हैं। ये पार्किंग स्थलों एवं खुले स्थानों के लिए उपयुक्त हैं, जहाँ समान प्रकाश-वितरण अधिक महत्वपूर्ण होता है।
• फ्रेस्नेल लेंस (Fresnel lenses) प्रकाश को घनाकार लेंस की तरह ही केंद्रित करते हैं, लेकिन कई समकेंद्रित वलयों (रिंगों) के माध्यम से; इस कारण इनका आकार पतला रहता है। ये छोटे उपकरणों में उपयोग में आते हैं, लेकिन बाहर इन वलयों की सफाई करना कठिन होता है।
• विक्षेपक लेंस (Diffuser lenses) प्रकाश को बिखेर देते हैं एवं उसके वितरण को मृदु बना देते हैं; इससे प्रकाश के केंद्रित बिंदु एवं चमक (ग्लेयर) दूर हो जाते हैं। हालाँकि, इनके कारण प्रकाश की दूरी एवं कुशलता में कमी आ जाती है, इसलिए सड़कों पर इनका उपयोग बहुत कम होता है।
• प्रिज्मैटिक लेंस (Prismatic lenses) अपनी सतह पर प्रिज्मों का उपयोग करके प्रकाश को टूटकर समान रूप से वितरित करते हैं – सड़कों के लिए आयताकार पैटर्न, एवं खुले क्षेत्रों के लिए गोलाकार पैटर्न।

यही वह प्रणाली है जो प्रकाश के प्रसार को नियंत्रित करती है एवं उसकी चमक को कम करती है; लगभग हर सड़कीय लाइटिंग सुविधा (street lighting facility) में ऐसी ही प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

एनसाइक्लोपीडिया द्वारा सूचीबद्ध एक और अंतर है, जिसकी व्याख्या शायद ही कभी की जाती है: “स्पष्ट” (clear) कवर प्रकाश को एक संकीर्ण किरण के रूप में निकालता है, जबकि “फ्रॉस्टेड” (frosted) कवर प्रकाश को फैला देता है। यह चयन फिक्स्चर (fixture) के स्तर पर, प्रत्येक एलईडी (LED) के ऑप्टिक (optic) घटक के आधार पर किया जाता है।

सामग्रियाँ: जो बाहरी परिस्थितियों में टिकती हैं

लेंसों के विवरणों में तीन प्रकार की सामग्रियाँ उल्लिखित हैं, एवं बाहरी परिस्थितियों में इनका प्रदर्शन बहुत अलग-अलग है:

• काँच (Glass): प्रकाश को उत्कृष्ट स्पष्टता के साथ पारित करता है, लेकिन यह भारी एवं नाजुक है। हवा में झुकने वाले खंभों पर, या कभी-कभार पड़ने वाली पत्थरों के कारण इसकी नाजुकता एक बड़ी कमजोरी है; हम ऐसी सामग्री को स्वीकार नहीं करते।
• एक्रिलिक (Acrylic/PMMA): हल्की, टिकाऊ है, एवं प्रकाश को अच्छी तरह पारित करती है। यह इनडोर (घर के अंदर) उपयोग हेतु लोकप्रिय विकल्प है, एवं सुरक्षित बाहरी स्थानों पर भी काफी हद तक टिकती है।
• पॉलीकार्बोनेट (Polycarbonate/PC): अत्यधिक प्रभाव-प्रतिरोधी है, एवं कठोर परिस्थितियों को सहन कर सकती है। यही सामग्री बाहरी उपयोग हेतु फिक्स्चरों के निर्माण में पसंदीदा विकल्प है।

पीसी (PC) ऑप्टिक्स के बारे में एक सच्ची जानकारी: अपरिवर्तित पॉलीकार्बोनेट (polycarbonate) ऑप्टिक्स, यूवी (UV) किरणों के संपर्क में आने पर पीले रंग का हो जाता है; एवं पीला हुआ लेंस वह लेंस होता है जिसकी पारदर्शिता (transmittance) समय के साथ कम हो जाती है। बुजुर्ग उपकरणों में दिखने वाली समस्याएँ आमतौर पर लेंस के टूटने के कारण नहीं होतीं, बल्कि लेंस के धुंधले हो जाने एवं प्रकाश के प्रसार में कमी के कारण होती हैं। इसी कारण हम जो भी पीसी ऑप्टिक्स उत्पाद भेजते हैं, उसे यूवी-स्थिरीकृत (UV-stabilized) किया जाता है। इसलिए, डेटाशीट (datasheet) में केवल “PC” लिखना ही पर्याप्त जानकारी नहीं है; आपको यह भी पूछना आवश्यक है कि उत्पाद किस ग्रेड (grade) का है, एवं क्या आपूर्तिकर्ता के पास उस उत्पाद के उम्र बढ़ने से होने वाले प्रभावों का डेटा (aging data) उपलब्ध है।

वास्तव में क्या भेजा जाता है? हमारे मानक सड़कीय उपकरणों में यूवी-स्थिरीकृत पीसी प्रिज्मैटिक ऑप्टिक्स (PC prismatic optics) होते हैं, जो परियोजना के आधार पर (टाइप II, III, या V) चुने जाते हैं। इन ऑप्टिक्स के साथ प्रतिफलक (reflector) एवं कवर (cover) भी एक ही प्रणाली के रूप में डिज़ाइन किए जाते हैं (न कि तीन अलग-अलग भागों के रूप में)। उपकरणों के चयन हेतु हमारा लेंस एवं प्रकाश वितरण गाइड देखें। परिणामों का अनुमान लगाने हेतु हमारे प्रकाश डिज़ाइन टूल का उपयोग करें, या हमारी ऑल-इन-वन सौर सड़क लाइट श्रृंखला को देखें – जिसमें ऑप्टिक्स पहले से ही तैयार होते हैं।

यह गाइड क्या नहीं कवर करती? यह गाइड पीसी ऑप्टिक्स संबंधी अन्य विवरणों, जैसे उनके निर्माण प्रक्रम, उपयोग की शर्तों, रखरखाव की आवश्यकताओं आदि पर जानकारी नहीं देती। ऐसी जानकारी हेतु हमारे अन्य दस्तावेज़ों या विशेषज्ञों से संपर्क करें।

यह पृष्ठ “लेंस” (lens) को एक ऑप्टिकल (optical) घटक के रूप में प्रस्तुत करता है – लेंसों के प्रकार, उपयोग में आने वाली सामग्रियाँ, एवं उनका बाहरी उपयोग (ऑउटडोर उपयोग) संबंधी जानकारी। इसमें “वितरण-प्रकार के चयन” (distribution-type selection) संबंधी तर्क/नीतियों, IES फ़ाइलों (IES files) के उपयोग, या LED एमिटरों (LED emitters) के चयन के बारे में विस्तार से जानकारी नहीं दी गई है; इसके लिए हमारा LED मात्रा-मार्गदर्शिका देखें।

适用范围 ：以上讲解透镜（光学透镜/玻璃）的类型与对配光的影响。透镜材质的抗紫外与密封直接影响寿命。本文不提供具体透镜供应商的性能对比。