Lysteknologi for vejbelysning. ISR og Energy piano 30. Sep. 2017

Transkript

1 Lysteknologi for vejbelysning ISR og Energy piano 30. Sep. 2017

2 Indhold 1. Lyskilder 2. Armaturer 3. Forkoblinger 4. Drivere 2

3 1. Typer af Lyskilder Gas udladning Solid State Højtryk Sodium Kviksølv damp (udfaset 2015) LED Lavtryks Sodium Lysstofrør OLED Blå farve: Mest anvendte 3

4 1.1 Sodium Udladnings-lyskilder Lavtryks Sodium Højtryks Sodium Udladning ved lavt tryk (0,7-1 Pa) lm/w W Levetid timer Monokromatisk lys med meget lav farvegengivelse (<5 Ra). Udladning ved hæjt tryk (5-10k Pa) lm/w W Levetid timer Farvegengivelse 25 Ra Genererer lys ved at skabe en elektrisk udladning i en ioniseret gas. 4

5 1.2 Metal Halogen Lyskilder Højt tryk Metal halide additiver + kviksølv og argon W lm/w Levetid timer Ra 5

6 1.3 Gas Udladnings Lyskilder - Oversigt Characteristic Lavtryks-Sodium Højtryks- Sodium Metal Halogen Effektivitet lm/w lm/w lm/w Lyskilde Levetid hr hr hr Farvegengivelse < Farvetemperatur K K K Dæmpbare? Med dæmpbar forkobling Med dæmpbar forkobling Med dæmpbar forkobling Positivt: Diffust Lys, moderat pris. Negativt: Indeholder kviksølv, opvarmningstid, flimmer, lav CRI undtagen MH, ikke den bedste teknologi til dæmpning. 6

7 1.4 LED og OLED LED (Light Emiting Diode) Halvleder-forbindelse der udsender lys når strøm passer den. Mest energieffektive lyskilder på markedet. OLED (Organic Light Emitting diode) Består af organiske forbindelser. Kan fremstilles ekstremt tynde, fleksible og små og anvendes i TV skærme, mobil telefoner og loftlys. De kan laves så små, at de i skærme er individuelle pixels, der individuelt kan tændes og slukkes. De er fuldstændig sorte, når de er slukket. 7

8 1.4 LED (2) Karakteristik LED Lyskilde LED Armatur Effektivitet lm/w lm/w Levetid t t Farvegengivelse Lysfarve K K Dæmpbar hvis dæmpbar driver hvis dæmpbar driver 8

9 1.4 LED Lyskilder (3) UPs Effektivitet klasse A+, A++ Længst levetid Lavest livscyklusomkostning Meget fleksibel teknologi, æstetik og lysstyring Lav temperatur i drift Lyser med det samme DOWNs Initial prisen er større men priser falder kraftig pt. Men dette mere end opvejes af lavere eludgifter og vedligehold LED er temperaturfølsomme. Effektivitet og levetid reduceres betydelig, hvis dioderne overophedes 9

10 2. Armatur - Komponenter EN Luminaires: General requirements and tests: Belysningsapparat, som distribuerer, filtrerer eller omdanner lys fra en lyskilde (eller flere) samt komponenter til at støtte, fastgøre og beskytte lyskilden. Der kan også være inkluderet hjælpekredsløb og tilslutning til strømforsyningen. Armaturet kan også indeholde optiske elementer: Reflektorer bruges til at omdirigere og forme lysudgangen samt skabe et relativt ensartet luminansmønster på den belyste overflade. Refraktorer omdirigerer lyset fra lyskilden og reflektoren, samt giver yderligere beskyttelse mod skader. Diffuser danner armaturets dækning i retning af lysstrålen, og kan også forbedre den visuel komfort. 10

11 2 Armatur - LOR og LEF Fabrikanter inkluderer normalt i deres tekniske beskrivelse LOR (light Output Ratio). Effektiviteten påvirkes af: Armaturets form; LOR = out of the luminaire Reflektans fra materialerne; lamps Optiske design (linser, louvre) Antal lyskilder i armaturet og indbyrdes placering LEF (Luminaire efficacy factor) måler lysstrømmen som funktion effekt. Højere LEF betyder armaturet er mere energieffektivt. LEF = LOR lamps η driver P in 11

12 2. Armatur Klassifikation (1) CIE armatur klassifikation afhænger af tre forhold: 1. Hvordan lyset fra armaturet fordeles på af en vej, også kaldet udkastet" fra armaturet. 1. Bredden af lysfordelingen også kaldet "spredningen" fra armaturet. 2. Beskyttelse mod blænding også kaldet armaturets "kontrol". 12

13 2. Armatur Klassifikation (2) Udkastet er defineret ved vinklen ϒ max som danner stråleaksen med lodret plan nedad. Bjælkens akse er defineret af retningen af vinkels bisektorer dannet af to retninger på 90% Imax i det vertikale plan med maksimal identitet. Lysintensitet polarkurve i plan, som indeholder den maksimale lysintensitet styrke, angivet ved den vinkel, der anvendes til at bestemme udkastet. 13

14 2. Armatur Klassifikation (3) Spredningen er defineret af positionen af linjen parallelt med aksen af vejen. Virtuelt, rammer den ikke siden længst værk fra 90% I max. Positioneringen af denne linje er defineret af ϒ 90 vinklen. 14

15 2. Armatur Klassifikation (4) I denne figur er der tre grader af udkast og spredning vist. h armatur monteringshøjde. 15

16 2. Armatur Klassifikation (5) Kontrol defineres af armatur indeks SLI. SLI = 13,84 3,31 log I ,3 log I 80 I 88 0,5 0,08 log I 80 I ,29 log A I xx Intensitet I en højdevinkel xx I et parallelt plan med aksen for vejen (cd). A Lysudsendelse areal for armaturet (m2) projekteret på retningen af højden 76. Kontrol klassifiseres I tre niveauer: SLI < 2 : begrænset kontrol. 4 SLI 2 moderat kontrol. SLI > 4 god kontrol. 16

17 3. Forkoblinger (1) Forkoblingen starter lyskilden og styrer driften. Ekstra funktioner kan være: transformering af spændingen, lysdæmpning og korrigere effektfaktor. Elektronisk forkobling Opererer højfrekvent (omkring 30 khz) hvilket sparer energi grundet laver tab og højere effektivitet. Elektromagnetisk forkobling. Med en jernkerne med kobber vindinger om. Joule tab optræder i kobber vindingerne og magnetiske tab I jernkernene. Effekttab 10-25%. 17

18 3. Forkoblinger (2) Ballasts Classes of Efficiency Class A1 Dimmable electronic ballasts Class A2 Electronic ballasts with reduced losses Class A3 Electronic ballasts Class B1 Magnetic ballasts with very low losses Class B2Magnetic ballasts with low losses Dæmpbare forkoblinger er klassificeret som A1 hvis de opfylder følgende krav: - ved 100% opfylder forkoblingen mindst A3; - ved 25% skal den belastningen være lige med eller mindre end 50% af belastningen ved 100%; - Forkoblingen skal være i stand til 10% eller mindre. Elektromagnetiske forkoblinger med klasse B1 eller B2 har en tykkere kobber leder og en jernkerne hvilket reducerer de interne tab. Elektronisk forkobling (A1, A2 and A3) reducerer belastningen til mindre end en den nominelle effekt ved 50Hz. Dette skyldes højere lyskilde effektivitet ved høje frekvenser (>20kHz), hvilker leder til tab omkring 10% mindre lyskilde effekt og mindskning af forkoblingstabene. Source: 18

19 3. Forkoblinger (3) UPs Lyskildernes lysstrøm aftager langsommere Flimmer elimineres Kan drifte 1-4 lyskilder Længere levetid UPs Materialerne kan let genbruges Lav initial omkostning Elektronisk Forkobling Elektromagnetisk Forkobling t DOWNs De kan give harmonisk forvrængning DONWs Ikke så energieffektiv Tungere mere støjende end elektronisk forkobling 19

20 4. Driver Forsyner LED modul(er) med en passende spænding og strøm. Intern Driver Husholdningslyskilder inkluderer normalt en intern driver da det gør en udskiftning af en anden lyskilde lettere. 20

21 4. Driver Levetid Driver levetiden bestemmes af levetiden for komponenterne. Det svage punkt er de elektrolytiske kapacitorer, hvor elektrolytten heri typisk er en gel som gradvist fordamper over levetiden. Levetid afhænger af temp. i driveren som afhænger af den omgivende temp. Højere drifttemp. øger fordampningen og forkorter levetiden. 21