Tasarım ve Tarz
LED sokak lambası ışın modeli
Bir LED sokak lambası, ışık kaynağı olarak ışık yayan diyotlar (LED) kullanan bütünleşmiş bir lambadır. Bunlar bütünleşmiş lambalar olarak nitelendirilir çünkü çoğu durumda ışıklık ve armatür ayrı parçalar değildir (LEDGine tabanlı ışıklıklar hariç). Üretimde yeni olan LED aydınlatma kümesi bir panel üzerine sabitlenir ve sonra da bütünleşmiş bir aydınlatma armatürü olması için bir soğutucu ile birlikte LED panel üzerine monte edilir.
Çeşitli LED türlerini bir aydınlatma armatürü içinde birleştiren farklı tasarımlar yaratılmıştır. Mevcut eğilim yüksek güçlü 1 wattlık LEDler kullanmaktır. Öte yandan bazı şirketler, ürünlerinde düşük güçlü LEDler kullanmaktadır, bu ürünler tek bir yüksek güçlü LED ile aynı amaca hizmet etmek üzere bir araya getirilmiş birkaç düşük güçlü LED içerir. LED sokak lambasının biçimi çeşitli etmenlere bağlıdır, bunlar LED kurulumu, LEDler ile kullanılan soğutucu ve estetik tasarım tercihi gibi etmenleri içerir.
LED sokak lambaları için soğutucular, tasarım bakımından bilgisayar gibi diğer elektronikleri soğutmakta kullanılan soğutuculara benzer. Soğutucular, sıcak havanın LEDlerden uzağa akışını kolaylaştırmak için mümkün olduğunca fazla yive sahip olma eğilimindedir. Isı değiştokuşunun olduğu bölge LED sokak lambasının ömrünü doğrudan etkiler.
Bir LED sokak lambasının ömrü, orijinal tasarım şartnamesi ile karşılaştırıldığında sağladığı aydınlatma gücü ile belirlenir. Parlaklık yüzde 30’a düştüğünde, söz konusu LED sokak lambası ömrünün sonuna gelmiş sayılır.
Çoğu LED sokak lambasında, LED paneli üzerinde bir lens vardır. Bu lens, ışığını dikdörtgen bir biçimde yaymak üzere tasarlanmıştır. Bu özellik, genelde yüksek basınçlı bir sodyum lambası ile onun arka tarafında bir yansıtıcıyı içeren geleneksel sokak lambalarına göre bir avantajdır. Bu durumda, lambanın parıltısının çoğu kaybolur ve havada ve çevre ortamda bir ışık kirliliği yaratır. Bu tür sokak lambaları ayrıca sürücüler ve yayaların da gözüne batacak bir parlaklığa sebep olabilir.
LED odak panellerinin bir sakıncası, ışığın çoğunluğunun yola, az bir kısmının da kaldırımlar ve diğer bölgelere yönlenmesidir. Bu sorun özel lens tasarımlarının ve ayarlanabilir destek bağlantılarının kullanılması ile çözülebilir.
Enerji Etkinliği
Diğer ışık kaynakları ile karşılaştırıldığında bir LED’in hizmet süresi
LED sokak aydınlatmasının birincil cazibesi, yüksek basınçlı sodyum lambaları ve metal halide lambaları gibi geleneksel sokak aydınlatması teknolojilerine kıyasla enerji verimli olmasıdır. LED sokak lambalarının daha yeni modellerinin etkinliğini geliştirmek için araştırmalar devam etmektedir.
901 miliwatt çıkışlı bir LEDi temel alan bir LED sokak lambası normalde geleneksel bir lamba ile aynı (veya daha yüksek) miktarda parlaklık üretebilir ancak sadece yarısı kadar güç tüketimi gerektirir. LED aydınlatma genelde bozulmaz, onun yerine ışık çıkışı azalır ve sonunda değiştirilmesi gerekir.
LED aydınlatma armatürleri normalde daha az aydınlık ürettikleri için, daha yüksek lümenli geleneksel armatürlerle aynı işi görebilmesi için iyi dağıtılmış bir aydınlık modeline sahip olması hayati önem taşır. Dolayısıyla LED sokak lambalarının iyi bir tasarımı, farklı hedef noktaları için tek bir armatürde farklı LEDlere yönelir.
LED Sokak Lambaları konusundaki Sağlık Kaygıları
- Beyaz LED ampullerinin ışığına maruz kalma, basınçlı sodyum lambalarının ışığına maruz kalmaya kıyasla melatonini beş kat daha fazla baskılar. Gerçek şu ki 400-500 nanometre dalga boyunda yayılan beyaz ışık, bilindiği kadarıyla beyin epifizi tarafından üretilen melatonin üretimini baskılar. Bunun etkisi, insanın biyolojik saatinin bozulması olur ki bu da kalitesiz uyku ve dinlenme dönemleri ile sonuçlanır.
- Madrid Complutense Üniversitesinde yapılan bir araştırma, LED sokak aydınlatmasına uzun süreli maruz kalmanın insan gözünün retinasında onarılamaz zararlara sebep olabileceğini iddia etmiştir. Madrid çalışması bu duruma “mavi bant” içindeki yüksek radyasyon düzeyinin sebep olduğunu bildirmiştir.
- Yapay gece aydınlatmasının insanlar üzerinde (vahşi yaşamın yanı sıra) çeşitli etkileri mevcuttur ve optik radyasyona maruz kalma insan psikolojisini ve davranışını etkiler, hem doğrudan hem de dolaylı olarak. Pek çok alan henüz çok iyi anlaşılamamıştır ve Aydınlatma Mühendisliği Derneği (Illumination Engineering Society, IES) tarafından bildirilen durum tablosu da esasen daha ileri araştırmaların gerektiğini belirtmektedir.
- Parlamadan gelen temel bir risk vardır. 2003 yılında yayınlanan bir Fransız hükümet raporu, 10,000 cd/m2’den yüksek bir parlaklık düzeyinin, aydınlatma biriminin görüş alanı içindeki konumu ne olursa olsun görsel rahatsızlığa sebep olacağını kabul etmiştir. LEDlerin ışıma yüzeyleri hayli yoğun nokta kaynakları olduğu için, he bir kaynağın palaklığı rahatsızlık düzeyinden 1000 kat daha yüksek olabilir. Dolayısıyla bu tür kaynaktan gelen doğrudan radyasyon düzeyi görsel rahatsızlık düzeyini kolaylıkla arttırabilir.
LED Sokak Lambalarının Yararları
- Düşük enerji tüketimi: Pek çok LED aydınlatma yenilemesi, enerji kullanımını dramatik ölçüde azaltma iddiasındadır ancak gerçek örnek vakalardaki enerji kullanımı sınırlıdır ve azaltılmış aydınlık düzeylerine bağlıdır.
- Uzun ve öngörülebilir yaşam süresi: LED sokak lambalarının öngörülen yaşam süresi genelde 10 ila 15 yıldır, bu süre yaygın olarak kullanılan mevcut yüksek basınçlı sodyum lambalarının ömrünün iki ila dört katıdır. (LEDler diğer teknolojiler ile karşılaştırıldığında genelde bozulmaz veya “yanmaz” ve LED armatürünün diğer mekanik veya elektronik bileşenlerinin feci arızaları dışında, yaşam süreleri genelde ışık yayımının % 30’a düşmesiyle belirlenir. Ancak bir LED armatürünün işlevsel yaşam süresi en zayıf halka ile sınırlıdır; genelde ilgili sürücü elektroniklerinin yaklaşık 50 bin saat işlemesi öngörülür. Şunu da belirtmek gerekir ki LED sokak aydınlatma ürünleri öngörüleri teyit edecek kadar uzun süredir kullanımda değildir.) Uygulamaya bakılırsa, LEDlerin daha az sıklıkta bakım veya değiştirme ihtiyacının olması daha düşük bakım maliyeti anlamına gelecektir.
- Daha uygun renk verimi: Renk Geriverim Dizini, bir ışık kaynağının ideal bir ışık kaynağına kıyasla nesnelerin renklerini doğru biçimde oluşturma yeteneğidir. Geliştirilmiş renk oluşturma sürücülerin olası yol risklerini fark etmelerini kolaylaştırır.
- Hızlı açma ve kapama: Açıldığında ısınması zaman alan flüoresan ve cıva buharlı, metal halide ve sodyum buharlı lambalar gibi yüksek yoğunluklu deşarj lambaların aksine, LEDler anında tam parlaklıkla yanar.
- Anında tekrar çalıştırmada sorun olmaz: Cıva buharlı, metal halide ve sodyum buharlı lambaların aksine (sokak aydınlatmasında hepsi de yaygın biçimde kullanılır), LEDlerde kısa bir elektrik kesintisi veya kasıtsız yapılan bir kapatma sonrası hemen çalışmaya başlama konusunda bir sorun yaşanmaz.
- Tehlikeli Maddelerin Sınıflandırılması Direktifine uygunluk: LEDler cıva veya kurşun içermez ve zarar görmeleri durumunda zehirli gazlar salmazlar.
- Gece böcekleri için daha az çekicidir: Gece böcekleri, pek çok geleneksel ışık kaynağının yaydığı ultraviyole ışıklara çekilir.
- Işıketkin aydınlatma ekipmanı: Diğer sokak lambası türleri, lambadan yukarı doğru yayılan ışığı yakalamak için bir yansıtıcı kullanır. En iyi koşullarda bile, yansıtıcılar ışığın bir kısmını emer. Ayrıca flüoresan lambalar ve fosfor kaplı ampulleri olan diğer lambalar söz konusu olduğunda, ampulün kendisi de yansıtıcıdan geri gelen ışığın bir kısmını emer. Işık kırıcı denen cam kılıf, ışığın istenen bir modelde aşağıya, cadde üzerine yansıtılmasına yardımcı olur ancak ışığın bir kısmı gökyüzüne yönelerek boşa gider (ışık kirliliği). LED lamba montajları (panelleri) yansıtıcılar gerektirmez ve bir ışık kırıcı olmadan istenen kapsamı sağlamak üzere tasarlanabilir.
- Azaltılmış parlama: ışığı doğrudan aşağıya, yola yönlendirmek sürücünün gözüne gelen ışık miktarını azaltır.
- Düşük sıcaklıklarda bile daha yüksek ışık verimi: Flüoresan ışıklar göreceli olarak enerji tasarruflu olsa da, kış sıcaklıklarında ortalama olarak daha az ışık verimi sunma eğilimindedir.
LED Sokak Lambalarının Zararları
- Parlamadan gelen temel bir risk vardır. 2013 yılında yayınlanan bir Fransız hükümet raporu, 10,000 cd/m2’den yüksek bir parlaklık düzeyinin, aydınlatma biriminin görüş alanı içindeki konumu ne olursa olsun görsel rahatsızlığa sebep olacağını kabul etmiştir.
- LED sokak aydınlatmasının başlangıç maliyeti yüksektir ve sonuç olarak enerji harcamalarının bunu karşılaması birkaç yılı alır. Yüksek maliyet kısmen kullanılan malzemeden kaynaklanır çünkü LEDler genellikle safir ve diğer pahalı kaplama malzemeleri ile yapılır.
- LED sokak lambaları ışık kirliliği yapar, – özellikle de gökyüzü parlaması belirgin biçimde daha kötüdür çünkü genellikle yerine konuldukları yüksek basınçlı sodyum lambalarından daha fazla mavi ve yeşil ışık yayarlar ki karanlığa uyum sağlayan insan gözü bu renklere çok duyarlıdır.
- Yaygın LED aydınlatmadan kaynaklanan yapay gökyüzü parlamasının mavi ve yeşil içeriğindeki büyük artış, göçmen kuşlar ve diğer gece hayvanlarının davranışları üzerindeki üzerinde artan etkilere sahip olabilir.
- Beyaz LEDlerde işlevsel bir fosfor katman giydirmesi mevcuttur, bu da zaman içinde cihazın daha yüksek bir fotobiyolojik risk grubuna ilerlemesine sebep olur.