Nieuw straatlantaarnontwerp beperkt de lichtvervuiling

Anonim

Nieuw straatlantaarnontwerp beperkt de lichtvervuiling

Milieu

David Szondy

26 april 2013

5 afbeeldingen

Schema van de nieuwe straatlantaarn

Voor astronomen betekent een goed verlichte stad een hemel die niet beschikbaar is voor studie. Erger nog, lichtvervuiling wordt verweten dat ze de migratie van vogels, het uitbroeden van zeeschildpadden en het paren van dieren en voedingsroutines beïnvloedt. Onderzoekers van de National Central University, Taiwan, en Unidad Academica de Fisica, Universidad Autonoma de Zacatecas, Mexico, hebben het probleem met een nieuwe LED-straatlantaarn aangestipt, ontworpen om alleen waar nodig te schijnen, zonder te spatten in ongewenste gebieden, als een manier om licht te verminderen vervuiling terwijl betere verlichting wordt geboden.

Huidige straatverlichting maakt vaak gebruik van hogedruknatrium- of kwiklampen en kan licht in ongewenste richtingen morsen, wat resulteert in verblinding, niet-uniforme lichtpatronen, opwaarts gereflecteerd licht en verspilde energie. In sommige gevallen wordt bijna bijna de helft van het licht verloren door horizontaal en verticaal overstromend licht, en een conventioneel straatlantaarnontwerp kan zich moeilijk aanpassen aan verschillende straatverlichtingslay-outs, of de lampen zich nu op het midden van de weg bevinden, erboven of in een zigzagpatroon.

Het onderzoeksteam stelt een nieuw LED-straatlantaarnontwerp voor op basis van een driedelige verlichtingsarmatuur, waarbij het eerste deel een cluster van hoogefficiënte LED's bevat. Deze maken gebruik van Total Internal Reflection (TIR) ​​lenzen, die het licht richten op parallelle stralen. De LED's zijn gemonteerd in een reflecterende holte die ervoor zorgt dat het licht niet verstrooit en bij het verlaten van het apparaat wordt het licht door een diffuser geleid om verblinding te verminderen. Volgens het team laat dit ontwerp de lamp toe om een ​​uniforme rechthoek van licht over een bepaald gebied te projecteren.

De LED-straatlantaarn werd in een simulatie bestudeerd om de spreiding op een afstand van 10 meter van de lichtbron te bepalen. Dit werd gemeten door het team als de optische bezettingsfactor (OUF), die de relatie beschrijft tussen de stroomsnelheid van het licht op het doel en de stroomsnelheid van het licht dat rechtstreeks uit de LED's komt. Een hogere OUF geeft betere prestaties aan.

De simulatie toonde een OUF van 51 tot 81 procent, vergeleken met de "uitstekende" prestaties van een conventionele straatlantaarn van 45 procent. De voorgestelde straatlantaarn verliest slechts twee procent van zijn licht als directe vervuiling en verlaagt het energieverbruik met 40 tot 60 procent. Het team beweert ook dat de nieuwe lamp relatief eenvoudig te fabriceren is omdat deze slechts vier onderdelen heeft, met het LED-onderdeel al een industriestandaard.

Het team is van plan om binnen drie tot zes maanden een werkend prototype te hebben, gevolgd door praktische installaties van de nieuwe straatlantaarn al volgend jaar.

Bron: Optics Express

Vergelijking van conventionele straatverlichting met een "ideaal " ontwerp

Voorbeelden van het vermogen van de LED-straatlamp om aan te passen aan verschillende configuraties

Schematisch diagram van de voorgestelde LED-lamp

Continentale Verenigde Staten zoals gezien in de nacht vanaf de Suomi NPP-satelliet (Afbeelding: NASA Earth Observatory / NOAA NGDC)

Schema van de nieuwe straatlantaarn