Una inmersión profunda en el segmento de iluminación LED revela su creciente penetración más allá de aplicaciones interiores como hogares y edificios, expandiéndose a escenarios de iluminación especializados y exteriores. Entre ellas, el alumbrado público LED se destaca como una aplicación típica que muestra un fuerte impulso de crecimiento.
Ventajas inherentes del alumbrado público LED
Las farolas tradicionales suelen utilizar lámparas de sodio de alta presión (HPS) o de vapor de mercurio (MH), que son tecnologías maduras. Sin embargo, en comparación con éstas, la iluminación LED presenta numerosas ventajas inherentes:
Respetuoso con el medio ambiente
A diferencia de las lámparas HPS y de vapor de mercurio, que contienen sustancias tóxicas como el mercurio que requieren una eliminación especializada, las luminarias LED son más seguras y ecológicas y no presentan tales riesgos.
Alta controlabilidad
Las farolas LED funcionan mediante conversión de energía CA/CC y CC/CC para suministrar el voltaje y la corriente requeridos. Si bien esto aumenta la complejidad del circuito, ofrece una controlabilidad superior, lo que permite un encendido/apagado rápido, atenuación y ajustes precisos de la temperatura del color, factores clave para implementar sistemas de iluminación inteligentes automatizados. Las farolas LED son, por tanto, indispensables en proyectos de ciudades inteligentes.
Bajo consumo de energía
Los estudios muestran que el alumbrado público generalmente representa alrededor del 30% del presupuesto energético municipal de una ciudad. El bajo consumo energético de la iluminación LED puede reducir significativamente este importante gasto. Se estima que la adopción global de farolas LED podría reducir las emisiones de CO₂ en millones de toneladas.
Excelente direccionalidad
Las fuentes de iluminación vial tradicionales carecen de direccionalidad, lo que a menudo resulta en una iluminación insuficiente en áreas clave y contaminación lumínica no deseada en áreas no objetivo. Las luces LED, con su direccionalidad superior, superan este problema iluminando espacios definidos sin afectar las áreas circundantes.
Alta eficacia luminosa
En comparación con las lámparas HPS o de vapor de mercurio, los LED ofrecen una mayor eficacia luminosa, lo que significa más lúmenes por unidad de potencia. Además, los LED emiten radiación infrarroja (IR) y ultravioleta (UV) significativamente menor, lo que genera menos calor residual y una reducción del estrés térmico en el dispositivo.
Vida útil extendida
Los LED son famosos por sus altas temperaturas de funcionamiento y su larga vida útil. En el alumbrado público, las matrices de LED pueden durar hasta 50.000 horas o más, entre 2 y 4 veces más que las lámparas HPS o MH. Esto reduce la necesidad de reemplazos frecuentes, lo que resulta en ahorros significativos en costos de material y mantenimiento.
Dos tendencias principales en alumbrado público LED
Dadas estas importantes ventajas, la adopción a gran escala de iluminación LED en el alumbrado público urbano se ha convertido en una clara tendencia. Sin embargo, esta actualización tecnológica representa más que un simple "reemplazo" de los equipos de iluminación tradicionales: es una transformación sistémica con dos tendencias notables:
Tendencia 1: iluminación inteligente
Como se mencionó anteriormente, la fuerte capacidad de control de los LED permite la creación de sistemas automatizados de alumbrado público inteligente. Estos sistemas pueden ajustar automáticamente la iluminación en función de datos ambientales (por ejemplo, luz ambiental, actividad humana) sin intervención manual, lo que ofrece beneficios significativos. Además, el alumbrado público, como parte de las redes de infraestructura urbana, podría evolucionar hacia nodos de borde de IoT inteligentes, incorporando funciones como el monitoreo del clima y la calidad del aire para desempeñar un papel más destacado en las ciudades inteligentes.
Sin embargo, esta tendencia también plantea nuevos desafíos para el diseño de alumbrado público LED, ya que requiere la integración de funciones de iluminación, suministro de energía, detección, control y comunicación dentro de un espacio físico limitado. La estandarización se vuelve esencial para abordar estos desafíos, lo que marca la segunda tendencia clave.
Tendencia 2: estandarización
La estandarización facilita la integración perfecta de varios componentes técnicos con las farolas LED, lo que mejora significativamente la escalabilidad del sistema. Esta interacción entre la funcionalidad inteligente y la estandarización impulsa la evolución continua de la tecnología y las aplicaciones de alumbrado público LED.
Evolución de las arquitecturas de farolas LED
Arquitectura de fotocontrol de 3 pines no regulable ANSI C136.10
El estándar ANSI C136.10 solo admite arquitecturas de control no regulables con fotocontroles de 3 pines. A medida que la tecnología LED se hizo predominante, se exigieron cada vez más una mayor eficiencia y funcionalidades regulables, lo que requirió nuevos estándares y arquitecturas, como ANSI C136.41.
Arquitectura de fotocontrol regulable ANSI C136.41
Esta arquitectura se basa en la conexión de 3 pines agregando terminales de salida de señal. Permite la integración de fuentes de red eléctrica con sistemas de fotocontrol ANSI C136.41 y conecta interruptores de alimentación a controladores LED, lo que admite el control y ajuste de LED. Este estándar es compatible con sistemas tradicionales y admite comunicación inalámbrica, lo que proporciona una solución rentable para alumbrado público inteligente.
Sin embargo, ANSI C136.41 tiene limitaciones, como la falta de soporte para la entrada del sensor. Para abordar esto, la alianza global de la industria de la iluminación Zhaga presentó el estándar Zhaga Book 18, que incorpora el protocolo DALI-2 D4i para el diseño del bus de comunicación, resolviendo los desafíos del cableado y simplificando la integración del sistema.
Zhaga Libro 18 Arquitectura de doble nodo
A diferencia de ANSI C136.41, el estándar Zhaga desacopla la unidad de fuente de alimentación (PSU) del módulo de fotocontrol, lo que le permite ser parte del controlador LED o un componente separado. Esta arquitectura permite un sistema de nodo dual, donde un nodo se conecta hacia arriba para fotocontrol y comunicación, y el otro se conecta hacia abajo para sensores, formando un sistema completo de alumbrado público inteligente.
Arquitectura híbrida de doble nodo Zhaga/ANSI
Recientemente, ha surgido una arquitectura híbrida que combina los puntos fuertes de ANSI C136.41 y Zhaga-D4i. Utiliza una interfaz ANSI de 7 pines para nodos ascendentes y conexiones Zhaga Book 18 para nodos de sensores descendentes, lo que simplifica el cableado y aprovecha ambos estándares.
Conclusión
A medida que evolucionan las arquitecturas de alumbrado público LED, los desarrolladores enfrentan una gama más amplia de opciones técnicas. La estandarización garantiza una integración fluida de componentes compatibles con ANSI o Zhaga, lo que permite actualizaciones perfectas y facilita el camino hacia sistemas de alumbrado público LED más inteligentes.
Hora de publicación: 20-dic-2024