English
Español
عربى
русскийВ процессе разработки автомобильных систем освещения итерация технологии источника света всегда вращалась вокруг основных целей, таких как повышение энергоэффективности, оптимизация производительности и повышение надежности. Как одно из современных основных решений освещения, Оболочные луковицы с одним лучами 30 Вт. Покажите значительные различия в эффективности энергоэффективности по сравнению с традиционными галогенными фарами. Эта разница не только отражается в базовом уровне эффективности фотоэлектрического преобразования, но также распространяется на многочисленные измерения, такие как фактическая эффективность работы, распределение энергопотребления и комплексная стоимость использования всей системы освещения.
Базовый механизм энергоэффективности источника света и разница в преобразовании эффективности света
Экономическая эффективность источника света по существу зависит от его способности преобразовать электрическую энергию в энергию света. Этот процесс включает в себя основные физические механизмы, такие как эффективность преобразования энергии и характеристики спектрального распределения. Принцип работы традиционных галогенных фаров основан на люминесценции термического излучения, которая нагревает вольфрамовую нить в высокотемпературное состояние (обычно до 2500-3000 тыс.), Чтобы вольфрамовый нить излучает непрерывный спектр. Однако только небольшое количество электрической энергии (около 5% - 10%) превращается в видимый свет во время этого процесса, и большая часть оставшейся энергии рассеивается в форме инфракрасного излучения (тепловая энергия). Эта высокая характеристика потери тепла делает светящуюся эффективность (световой поток, образующийся на единицу мощности) галогенных фаров, как правило, низкой, как правило, в диапазоне от 15 до 25 лм/Вт.
Оболочная лампа с одним лучами 30 Вт принимает механизм полупроводникового излучания света, сердечником которого является электролюминесцентный эффект соединения PN. Когда ток проходит через полупроводниковый материал, электроны и отверстия рекомбинируют энергию и генерируют фотоны. Преобразование энергии этого процесса является более прямым, без промежуточной связи термического излучения. Эффективность фотоэлектрического преобразования современных светодиодных чипов может достигать 30% - 40%, а соответствующая светящаяся эффективность, как правило, составляет от 80 до 120 лм/Вт. В качестве примера, принимая мощность 30 Вт, высококачественная лампа светодиодной фары может привести к световому потоку 2400-3600 лм, в то время как галогенная фаша с той же мощностью может вывести только светящийся поток 450-750 лм. Эта значительная разница в эффективности преобразования света в основном определяет иерархический разрыв между ними с точки зрения эффективности энергоэффективности.
Композиция потребления энергии и энергоэффективность влияет на систему теплового управления
Фактическая производительность энергоэффективности источника света определяется не только по эффективности света самого источника света, но и механизмом распределения энергопотребления и теплового управления всей системой освещения. Из -за чрезвычайно высокой тепловой потери традиционных галогенных фар, большое количество тепловой энергии, генерируемой во время операции, необходимо рассеиваться в результате естественного рассеяния тепла корпуса лампы. Хотя тепловая структура управления галогенными лампами относительно проста, эта высокая характеристика тепла фактически образует скрытую потерю энергоэффективности, особенно когда работает система кондиционирования воздуха, тепло, излучаемое лампой, может увеличить нагрузку кондиционирования воздуха в автомобиле, что косвенно приводит к увеличению потребления энергии всего транспортного средства. Кроме того, нить галогенной лампы будет постепенно сублиматься в высокотемпературной среде, а атомы вольфрама будут осаждены на внутренней стенке луковицы, что приведет к снижению пропускания света. Феномен распада света будет интенсивным с продолжением времени использования, что также снизит ее фактическую энергоэффективность в долгосрочном использовании.
Несмотря на то, что эффективность фотоэлектрического преобразования луковичной лампы с одной луной 30 Вт высок, некоторая энергия все еще высвобождается в форме тепла, поэтому для поддержания рабочей температуры чипа требуется соответствующая система теплового управления. Современные светодиодные фары обычно используют композитную тепловой диссипационную структуру, состоящую из радиаторов, теплопроводящего силикона и вентилятора (некоторые высококачественные продукты). Хотя сама система теплового управления потребляет небольшое количество электроэнергии (например, энергопотребление вентилятора обычно составляет около 1-3 Вт), эффективная конструкция рассеивания тепла может контролировать температуру светодиодного чипа в идеальном рабочем диапазоне 60-80 ℃, чтобы избежать ослабления эффективности света, вызванной высокой температурой. Данные исследований показывают, что в разумных условиях теплового управления скорость затухания света светодиодных фар после 3000 часов работы обычно составляет менее 10%, в то время как скорость затухания света галогенных ламп может достигать более 30% после того же времени использования. Эта долгосрочная стабильность световой эффективности позволяет светодиодным фарах поддерживать более постоянную эффективность энергоэффективности на протяжении всего их жизненного цикла, избегая фактического снижения освещения и потенциальных отходов энергии, вызванных распадом света.
Различия в производительности энергоэффективности в фактических сценариях использования
Фактическая эффективность энергоэффективности систем освещения транспортных средств должна быть оценена в сочетании с различными сценариями использования, поскольку рабочее состояние источника света в различных условиях труда напрямую влияет на уровень потребления энергии. Традиционные галогенные фары могут быстро достичь полной световой продукции во время холодного запуска, что делает их удобными в краткосрочных сценариях. Тем не менее, из -за их низкой эффективности света и высокой тепловой обработки, они будут продолжать генерировать высокое энергопотребление при постоянном использовании в течение длительного времени (например, вождение на шоссе ночью), и непрерывное повышение температуры лампы может сократить срок службы нити, что еще больше увеличивает стоимость использования.
Светодиодные луковицы с одним лучами 30 Вт могут также быстро достичь номинального светового потока в начале запуска, и их время отклика обычно составляет менее 0,1 секунды, что значительно не отличается от галогенных ламп. В сценариях с частыми стартовыми стоп и стартовой стоп-стоп, таким как городские дороги, преимущество энергоэффективности светодиодных фаров в основном отражается в работе с низким энергопотреблением-даже если оно выключено, а затем снова включено, его колебания потребления энергии относительно невелики. В долгосрочных сценариях освещения, таких как автомагистрали, преимущество в области энергоэффективности светодиодных фаров является более очевидным: с одной стороны, его высокие характеристики эффективности света позволяют 30 Вт мощности обеспечить яркость освещения, эквивалентные традиционным 55 Вт или даже 70 Вт галогенных ламп, непосредственно уменьшая требования к мощности; С другой стороны, стабильная система теплового управления позволяет ей поддерживать стабильную эффективность света во время долгосрочной работы, избегая дополнительного энергопотребления, вызванного компенсацией мощности.
Стоит отметить, что при экстремальных температурах окружающей среды эффективность энергоэффективности двух будет колебаться в различной степени. Эффективность света традиционных галогенных ламп может быть слегка улучшена в условиях низкой температуры (например, -20 ℃), но его высокая температурная толерантность плохая. Когда температура окружающей среды превышает 40 ℃, скорость сублимации нити ускоряется, а затухание света усугубляется. На эффективность света светодиодных фар более значительно влияет температура окружающей среды: в условиях низкой температуры прямое напряжение светодиодных чипов увеличивается, что может привести к небольшому увеличению энергопотребления, но современные приводные цепи обычно имеют функции температурной компенсации, что может контролировать колебания энергопотребления в пределах 5%; В высокотемпературных средах, если эффективная система теплового управления может контролировать температуру чипа в разумном диапазоне, светодиодные фары все еще могут поддерживать стабильную выработку света, но как только рассеивание тепла не удается, температура чипа превышает 100 ° C, и эффективность света может быть значительно ослаблена. Следовательно, при фактическом сравнении с энергоэффективностью экологическая адаптация светодиодных фар должна быть всесторонне оценить в сочетании с уровнем проектирования их систем теплового управления, а высококачественные однопользовательские светодиодные фар обычно могут поддерживать более стабильную эффективность энергоэффективности в широком температурном диапазоне.
Долгосрочная экономика энергоэффективности и комплексные затраты на использование
Другим важным измерением сравнения энергоэффективности является экономика долгосрочного использования, которая включает в себя несколько факторов, таких как стоимость потребления энергии, стоимость технического обслуживания и цикл замены. Предполагая, что транспортное средство проходит 20 000 километров в год, а доля ночных вождений составляет 30%, годовое время освещения составляет около 200 часов (рассчитывается со средней скоростью 60 км/ч). Сила традиционных галогенных фар обычно составляет 55 Вт, а светящаяся эффективность рассчитывается при 20 лм/Вт, а годовое энергопотребление составляет 55 Вт × 200 ч = 11 кВтч; Ежегодное энергопотребление в мощности мощных светодиодных фар, рассчитываемое на 100 лм/Вт, а годовое энергопотребление составляет 30 Вт × 200 ч = 6 кВтч. Рассчитанный по цене электроэнергии в жилых помещениях 0,6 юаня/кВтч, светодиодные фары могут сэкономить затраты на электроэнергию (11 - 6) × 0,6 = 3 юаня в год. Хотя сбережения кажутся небольшими только с точки зрения затрат на электроэнергию, общие экономические выгоды являются более очевидными при рассмотрении других изменений затрат, вызванных различиями в энергоэффективности.
С точки зрения затрат на обслуживание и замены, средний срок службы традиционных галогенных ламп составляет около 500-1000 часов. Рассчитывается в 200 часов использования в год, их необходимо заменять каждые 2-5 лет, а стоимость каждой замены составляет около 20-50 юаней. Теоретический срок службы светодиодной светодиодной фары 30 Вт может достигать 30 000-50 000 часов. При нормальном использовании он может удовлетворить потребности в использовании транспортного средства в течение более 10 лет, и почти не требуется никакой замены. Кроме того, снижение эффекта освещения, вызванное распадом света галогенных ламп, может побудить пользователей заменить их заранее, еще больше увеличивая затраты на техническое обслуживание. С точки зрения всего жизненного цикла стоимость замены транспортного средства может быть сохранена с использованием светодиодных фар в течение срока службы (рассчитанные как 10 лет), что в сочетании с 30 юаней, сэкономившими в счетах за электроэнергию, имеет значительные преимущества в комплексной энергоэффективности и экономике.
Синергетическая связь между оптическими характеристиками и энергоэффективностью
Экономическая эффективность источника света не только отражается на уровне энергопотребления, но и качество его оптической производительности также повлияет на фактический эффект освещения и эффективность использования энергии. Из-за ограничения принципа света, спектральное распределение традиционных галогенных фаров является относительно широким, включая большое количество инфракрасного и ультрафиолетового излучения, в то время как спектральное распределение энергии видимой световой части является относительно равномерным, но не имеет целенаправленной спектральной оптимизации. Эта характеристика с полным спектром делает светло-цвет галогенных ламп желтоватыми (цветовая температура составляет около 2800-3200K). Хотя проникновение хорошее, скорость использования светящегося потока является низкой, особенно в системе распределения света, в процессе необходимо перераспределить большое количество света, и в процессе будет происходить большое количество потерь энергии света.
Спектральное распределение луковичных ламп с одним лучами мощностью 30 Вт имеет более сильную управляемость. Благодаря выбору материалов и фосфоров чип-материалов, цветовая температура (обычно в диапазоне 4000-6500K) и распределение спектральной энергии может быть точно отрегулировано. Например, для потребностей в дорожном освещении светодиодные фары могут улучшить сине-зеленые световые компоненты в диапазоне длины волн 450-550 нм, улучшить способность человеческого глаза идентифицировать детали дорожного движения и, таким образом, достигать лучших эффектов освещения при одном и том же светящемся потоке. Кроме того, в качестве источника точечного света направление светодиода светодиода легче контролировать. С помощью оптической линзы и отражателя, разработанной с точностью, поток света может быть сконцентрирован в эффективной области освещения (такой как дорожная поверхность и бордюр), чтобы уменьшить недопустимое рассеяние света. Данные тестирования показывают, что скорость использования светового потока высококачественной мощностью 30 Вт с одним лучевым светодиодом может достигать более 85%, в то время как частота использования светового потока традиционной галогенной фары обычно составляет от 60%до 70%. Это преимущество в оптической производительности позволяет светодиодным фонарям достигать более высоких эффективных эффектов освещения с более низкой фактической мощностью, отражая его преимущество в области энергоэффективности с другой точки зрения. . .
