기체 매질을 자극하거나 유리 인클로저 또는 인클로저에서 열 라디에이터를 가열하는 대신 고체 반도체에서 복사 전자-정공 재결합에 의해 빛을 생성하는 LED 조명의 개발은 가로등에 엄청난 이점을 제공했습니다. 고압 나트륨(HPS), 저압 나트륨(LPS) 및 금속 할로겐화물(MH) 조명과 같은 HID 시스템과 비교할 때 고체 조명 기술은 상당한 이점을 제공합니다.
LED 기술이 제공하는 상당한 에너지 절약은 HID(HPS, LPS, MH)에서 LED로의 전환에 가장 동기를 부여한 것입니다. 가장 일반적인 가로등인 HPS 램프는 고출력 제품에서 최대 150lm/W의 광원 효율을 달성할 수 있지만 실제 응용 분야에서는 효율이 100lm/W에 가깝습니다. HPS 가로등은 광학 및 안정기 손실을 고려할 때 시스템 효율성의 30~40%를 잃을 수 있습니다. 대조적으로, 형광체 변환 LED는 경제적으로 실행 가능하고 255lm/W의 예상 소스 효율을 갖는 150~190lm/W 사이의 소스 효율을 가집니다. LED 가로등은 높은 소스 효율, 직접 방출 패턴 및 높은 전력 변환 효율로 인해 140lm/W가 훨씬 넘는 시스템 효율과 80%에 가까운 조명 효율을 달성할 수 있습니다. 이는 기존 조명 소스와 비교하여 LED 가로등이 50%에서 100%의 에너지 절감 효과를 제공한다는 것을 나타냅니다.
운영 및 조명 교체 비용을 줄이려는 지방자치단체 및 유틸리티는 LED 가로등의 유지 관리 및 수명 주기 비용 감소에 이끌립니다. LED 조명 시스템은 적절한 열 관리 및 최적의 전력 제어가 있는 경우 50000시간 이상 작동할 수 있습니다. LED는 유리 외피나 기타 섬세한 부품이 아닌 반도체 블록으로 만들어집니다. LED 가로등은 광원의 견고한 내구성으로 인해 빠르게 움직이는 자동차의 지속적인 진동을 견딜 수 있습니다. 뛰어난 신뢰성과 내구성이 함께 작용하여 LED 시스템의 사용 수명을 연장하고 유지 관리 및 램프 교체를 크게 줄입니다.
최적의 야간 주행 조건을 위해 LED 가로등의 SPD(Spectral Power Distribution)를 조정할 수 있습니다. 광원의 분광 특성은 조명 시스템이 제공하는 가시성에 상당한 영향을 미칩니다. 인간의 눈에는 두 가지 유형의 광학 광수용체인 간상체와 원뿔체가 있습니다. 밝기 수준이 매우 낮은(0.005 cd/m2 미만) 밤에 사용되는 암순응 시력은 간상체에 의해 가능합니다. 원뿔은 가시적인 모든 색상을 볼 수 있으며 휘도가 일반적으로 3.4cd/m2 이상인 사진 환경에서 가장 활동적입니다. Photopic Vision 및 Scotopic Vision의 경우 가장 높은 스펙트럼 감도 곡선은 각각 555 및 507 nm입니다. 막대형 광수용체는 명시와 암소시 사이의 영역인 박시시에 반응합니다.
LED 가로등의 광 스펙트럼은 원하는 색상에 대한 인광체의 비율을 조정하여 도로 시야 상태, 특히 가로등에서 자주 발견되는 조도에 적용되는 박명시를 위한 가장 효율적인 스펙트럼을 대상으로 수정될 수 있습니다. 다운 컨버터. 눈은 축을 벗어난 물체를 식별하기 위해 강한 암순시를 가져야 합니다. 시력은 운전자의 가시성에 상대적으로 작은 역할을 하는 반면, 강한 연색성은 콘 광수용체를 활성화하여 배경에서 작은 물체를 더 쉽게 구별할 수 있게 합니다. CRI가 낮은 HPS 램프와 비교할 때 LED 가로등은 일반적으로 도로를 비추기에 충분한 80의 CRI를 가지고 있습니다. 박명시에서 최적의 시각적 성능을 보장하기 위해 높은 암소/명소(S/P) 비율을 가진 광 스펙트럼이 종종 요구됩니다. LED 가로등은 1.21(3000K LED)과 2.0(6000K LED) 사이의 S/P 비율을 제공하도록 스펙트럼에 맞게 조정될 수 있지만 HPS 램프는 일반적으로 S/P 비율이 0.63입니다.
높은 S/P 비율로 가시성이 항상 향상되는 것은 아닙니다. 대기 중에 안개, 미스트 또는 헤이즈의 밀도가 높으면 기상 가시성이 좋지 않으며 S/P 비율이 클수록 더 많은 빛이 산란되고 적은 빛이 투과됩니다. S/P 비율이 높은 빛은 스펙트럼에서 파란색 파장이 많은 부분을 차지합니다. 이는 청색광의 위험성과 고강도, 고CCT 가로등의 생리적 영향에 대한 우려를 불러일으켰습니다. 도로 조명을 위한 광 스펙트럼은 우수한 가시성을 제공할 뿐만 아니라 각성 상태를 만들고 멜라토닌(수면 호르몬으로 알려짐)의 방출을 억제하기 위해 파란색의 최소 함량 또는 적당한 S/P 비율이 필요할 수 있습니다. 그러나 일주기 교란을 피하기 위해 밤에는 실내 조명에 파란색이 풍부한 차가운 백색광을 사용해서는 안 됩니다. 따라서 높은 도로 및 고속도로 조명의 경우 색온도가 4100K인 LED 가로등이 일반적으로 권장됩니다. 따뜻한 백색광(예: 3000K)은 인구 밀도가 높은 지역과 주거 지역에서 가로등의 유해한 생리적 영향을 최소화하기 위해 권장됩니다. 모든 CCT 요구 사항은 LED 기술로 충족될 수 있습니다.
LED는 반도체이기 때문에 다른 반도체 회로에 쉽게 통합될 수 있습니다. LED는 전원 공급 장치의 변화에 즉시 반응하기 때문에 LED에 제공되는 구동 전류를 변경하기만 하면 연속 전류 감소(CCR) 방식에 기반한 아날로그 디밍을 사용할 수 있습니다. 광도의 변화에도 불구하고 일정한 컬러 포인트를 유지하면서 전체 범위의 광도 제어를 허용하는 펄스 폭 변조(PWM) 기술은 LED 가로등을 디지털 디밍하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이에 비해 MH 램프의 디밍은 더 어렵고 HPS 가로등은 광도를 약 50%까지만 줄일 수 있습니다. 솔리드 스테이트 조명은 디지털이기 때문에 가로등을 컴퓨터 기반 시스템과 직접 통합하여 자동화와 효율성을 높일 수 있는 가능성이 있습니다. 이러한 무선 연결, 센서 기술 및 가로등의 통합은 다양한 최첨단 IoT 가능성의 문을 열어줍니다.
