智能戶外照明方案節(jié)能力度分析

戶外照明無疑是節(jié)能潛力最大的應用之一。盡管討論了很多方法，但討論的最終結果都是一套智能照明解決方案。為了適應這種情況，就需要智能軟件和電子設備，同時要標準化。

智能戶外照明的趨勢

今天，隨著LED控制技術的迅速發(fā)展，不僅可以根據(jù)當天的時間段和環(huán)境光照條件，而且還可以根據(jù)天氣、具體活動和應用來調節(jié)室外照明。此外，戶外照明還可以增加額外的功能，可以將各個燈的狀態(tài)反饋給中央控制系統(tǒng)，從而提高效率、降低維護成本。

許多燈具運營商正在考慮將具有基本功能的路燈轉移到更靈活的中央管理系統(tǒng)（CMS）。美國賓夕法尼亞州哈里斯堡市就是一個很好的例子。城市工程師原本想要LED照明，只是為了節(jié)省能源。將傳統(tǒng)照明替換為LED照明可以減少20-30％的照明能源費用。但是工程師還發(fā)現(xiàn)，通過使用集成智能控制系統(tǒng)的LED路燈，不僅可以降低能耗，而且長期維護成本也會降低。

照明行業(yè)現(xiàn)在正在形成一個層級系統(tǒng)，這與現(xiàn)在在汽車行業(yè)運作的系統(tǒng)不一樣。原始設備制造商（OEM）專注于其核心競爭力，并將外圍技術的開發(fā)留給供應商。 AC / DC轉換器的研發(fā)就是一個例子。過去，大多數(shù)照明公司都在開發(fā)自己的轉換器?，F(xiàn)在，他們可以購買一個內置轉換器的調光插座?，F(xiàn)在所有OEM要做的就是開發(fā)自己的控制電路，可以連接到模塊，形成最后的組裝。這樣，OEM可以以最少的研發(fā)開發(fā)出獨特的產品然后迅速上市。

圖1 實現(xiàn)下一代室外照明的全面控制

更加多樣化的路燈控制

借助LED照明，我們現(xiàn)在可以以高效且經濟的方式重新制作和控制燈光。其中一個例子就是sensor ready (SR)平臺，室外燈具的一種新連接標準，旨在將傳感器與LED光源和驅動器集成在一起，從而實現(xiàn)新的控制級別。Endurance S平臺通過取消硬連線輔助模塊和相關線路，降低了街道照明架構的復雜性，并提供了100％可插拔上午解決方案。它包括一個插座、密封帽、模塊插頭底座和相關的圓頂蓋。與SR驅動器配合使用，SR可插拔傳感器模塊可以插入4孔轉鎖式SR插座，從而實現(xiàn)高度的傳感器控制靈活性。

前一段時間，NEMA和ANSI圍繞安裝在路燈頂部的插座制定了一個標準。通常只有一個光電池插入，所以燈會根據(jù)環(huán)境光線開和關，但現(xiàn)在，越來越復雜的插座正在安裝。一些NEMA調光插座在照片控制模塊中提供了更高水平的功能。照明可以變暗，顏色可以修改，甚至可以閃光。

TE公司最新開發(fā)了LUMAWISE Endurance N加強底座，旨在為街道和戶外照明控制解決方案搭建一個快速研發(fā)和制造的平臺，符合美國國家電氣制造商協(xié)會（NEMA）與美國國家標準協(xié)會（ANSI）的標準。它提供了復雜控制節(jié)點解決方案所需的交流電源開關和直流電源，使設計人員有更多時間專注于增值功能。采用符合ANSI標準的機械結構，支持整個照明控制產品的設計重用和模塊化?？蓱糜诮值篮偷缆氛彰骺刂啤⑸虡I(yè)和校園室外照明管理、智能城市控制網絡、以及智能電網與智能城市的連接。

這些發(fā)展有助于大大改善我們對照明系統(tǒng)的控制。只要我們需要，何時何地都可以有光。但是還有更多的事情可以做。

擴展LED功能，不只是簡單的照明

隨著我們對LED照明越來越熟悉，不僅在設計上，而且在功能上，我們可以開始研究控制如何進一步發(fā)揮其潛力。例如，現(xiàn)在有可能使用LED照明進行安全的視距數(shù)據(jù)傳輸。

停車計時器可以與附近的路燈進行通信，這些路燈使用非常高速的調制能力，可以將信息傳遞給附近的計時器服務員，“這車停留的時間超過了”?；蛘?，它們可以提供可用停車位的精確數(shù)據(jù)。

事實上，一種形式的“智能停車”已經在世界上最大的停車監(jiān)控系統(tǒng)部署了，在莫斯科，該系統(tǒng)安裝后，擁堵已經減少了四分之一以上。俄羅斯和中國的主要城市都有在部署。

圖2 完全可旋轉的調光插座、照片控制底座和凹槽

圖3 更智能的街道照明應用模塊

LED照明的新標準

在過去的幾年中，大型元器件供應商的工程師和系統(tǒng)架構師一直在與下游合作伙伴合作，共同打造一種新的街道照明結構。一個關鍵的考慮因素是新架構和新功能的潛力，幫助開發(fā)人員、安裝人員和戶外照明用戶實現(xiàn)價值，同時從單獨編程的街道照明轉向中央管理系統(tǒng)（CMS）。

以前，設計師們大都只能選擇NEMA/ANSI的標準產品線，只是因為其他具體的替代標準，甚至歐洲也沒有?，F(xiàn)在，有一種新的LED路燈照明連接解決方案，以及戶外燈具的一個新歐洲標準。

現(xiàn)在有一種用于LED路燈的緊湊型連接解決方案，在燈具設計和路燈照明結構方面提供了更大的靈活性，它就是LUMAWISE Endurance S。由于它在現(xiàn)場就能升級，因此可以簡單快速地升級現(xiàn)有的燈具。

插座與模塊底座或密封蓋之間的標準化接口使用集成單墊圈，可容納和密封燈具和模塊。同時，相同的連接接口可用于40 mm或80 mm直徑的中央管理系統(tǒng)。這樣可以讓不同的模塊在幾秒鐘內進行交換和升級，而無需將燈桿斷電。

新產品是由多個合作伙伴共同開發(fā)，以確保提供完整、可用的系統(tǒng)，包括特定專用驅動程序和控制節(jié)點。這些合作伙伴關系還與全球照明行業(yè)組織Zhaga國際聯(lián)盟合作。

前景與結論

戶外LED照明系統(tǒng)的功能限制不斷擴大。無線電收發(fā)器可讓單個的燈被集成到網絡中。傳感器可以監(jiān)控能源消耗和單個燈的一般“健康狀況”，然后任何問題都會被標記出來。戶外LED照明現(xiàn)在甚至可以成為城市環(huán)境控制系統(tǒng)的一部分。

還有更多的事情可以做。在不遠的將來，當救護車要去急救場所時，路燈的亮度甚至顏色都會發(fā)生變化，從而為駕駛者提供最快捷的路。路燈將不僅僅是路燈，它們將成為敏感的智能城市的節(jié)點。

人們居住、工作和聚集的地方，都需要戶外照明。因此，傳感應用有潛力讓照明更加適合人們的需求。在隧道照明中，傳感器可以監(jiān)測溫度和濕度，并且可以用于控制氣流的閉環(huán)系統(tǒng)。如果發(fā)生峰值事件，甚至可能發(fā)出早期火警預警。

想象一下，假如整個城市的網絡照明系統(tǒng)都使用了溫度和濕度傳感器，這樣就有可能評估城市局部區(qū)域的小氣候，并進行相應地調整。

例如，傳感器可識別氣流停滯的地區(qū)，城市管理人員能夠比以前更快地發(fā)出環(huán)境警報，城市居民可避免相關的健康問題。