Энергосбережение

7.1 Светодиодные светофоры

В настоящее время энергосбережение и сокращение эксплуатационных расходов на обслуживание различных технических средств является одной из актуальных задач хозяйственной деятельности современного города.

Одним из способов решения этой задачи стало применение светодиодных дорожных светофоров (транспортных и пешеходных) взамен ранее установленных, использующих лампы накаливания.

Рисунок 7.1 - Светодиодные светофоры

Необходимость замены, находящихся в эксплуатации дорожных светофоров с лампами накаливания обусловлена следующими существенными недостатками:

· повышенное энергопотребление;

· малый срок службы (наработка на отказ ламп накаливания составляет до 2000 часов);

· повышенный износ светотехнической арматуры из-за высокой рабочей температуры;

· образование «фантомного эффекта» от лучей солнца при восходе и закате, т.е. появление иллюзии у водителей транспортных средств и пешеходов включения всех сигналов светофора или определенной его секции.

· Светодиодные светофоры имеют ряд существенных преимуществ:

· малая потребляемая мощность;

· увеличение срока службы в десятки раз;

· высокая эксплуатационная надежность (средняя наработка на отказ составляет 50000 часов);

· исключение появления ложных сигналов светофора при отражении солнечных лучей из-за отсутствия цветных светофильтров;

· повышенная механическая прочность за счет использования современных материалов (линзы рассеивателей и корпуса светофоров изготавливаются из ударопрочного поликарбоната).

· Общий вес светодиодного светофора не превышает 7 кг, что позволяет осуществлять установку устройства как на традиционных стойках, так и в подвешенном состоянии — на штангах и растяжках.

Однако нельзя забывать, что нет ничего совершенного, поэтому и светодиодные светофоры имеют недостатки.

Опыт железнодорожников показывает, что жёлтый и белый в «светодиодном» исполнении, а также присущее светодиодам резкое мигание плохо воспринимаются. На развязках с большим числом светофоров приходится искусственно делать светофоры направленными, снабжая их линзами особой формы. В странах с холодными зимами приходится делать подогрев светофора — обратная сторона высокого КПД

Применение новых светодиодных светофоров и светодиодных светоблоков для замены оптической системы в светофорах с лампами накаливания позволяет существенно снизить энергопотребление и эксплуатационные затраты на обслуживание светофорных объектов, а также повысить безопасность дорожного движения.

Светофоры рассчитаны на применение стандартных источников электропитания с напряжением 12 и 24 В постоянного тока, 220 В переменного тока.

Светодиодный светофор имеет две группы светодиодов. Одна группа светодиодов с большой яркостью и другая с широкой диаграммой излучения чередуются на светящейся поверхности светофора. Входное окно выполнено из двух тонких пленок, соединенных ребрами жесткости. Половина светодиодов имеет положительную полярность включения, другая половина - отрицательную. Все светодиоды подключены к источнику переменного тока. Технический результат заключается в формировании лучшей направленности излучения, улучшении осевой силы света, а также в упрощении конструкции светофора.

Светодиодные светофоры используют две основные конструкции. Первая - несколько сверхъярких излучателей - светодиодов расположено вблизи фокальной плоскости линзы, формирующей диаграмму направленности излучения светофора (индикатрису излучения). В качестве линзы, как правило, используется плоская линза Френеля. Иногда она же используется и в качестве защитного входного окна светофора. Вторая - большое число излучающих светодиодов, расположенных на одной плоской монтажной плате и имеющих свои собственные линзы. Эти светодиоды для удобства изготовления и питания могут быть объединены в секции или группы.

К достоинствам первой конструкции следует отнести меньшее число используемых светодиодов и возможность изменения индикатрисы излучения путем перемещения излучающих диодов относительно линзы. Недостаток - применение дорогостоящей линзы, рассеяние большой мощности на излучающих светодиодах в малом объеме, что приводит к их перегреву, небольшая суммарная мощность излучения, что приводит либо к недостаточной осевой силе света светофора, либо к малому угловому полю излучения. Кроме того, вся мощность рассеивается в глубине светофора, при этом входное окно не нагревается и в зимнее время залепляется снегом, который не тает.

Во второй конструкции благодаря большому количеству светодиодов легко получить требуемую осевую силу света, вся рассеиваемая на них мощность нагревает входное окно светофора, на котором тает снег в зимнее время. К недостаткам второй конструкции следует отнести трудность получения достаточно широкого поля излучения при применении светодиодов большой яркости или же недостаточно большую осевую силу света светофора при использовании светодиодов с широкой диаграммой излучения. Кроме того, при большом числе светодиодов возрастает их общая стоимость и стоимость монтажных работ.

Данные светодиодные светофоры также производятся и в Беларуси.

Унитарное предприятие «Конструкторское бюро специальной техники» разработало и приступило к серийному производству светодиодных светофоров нового поколения для управления дорожным движением.

Современные образцы изготовлены из листового формованного УФ-устойчивого АБС-пластика. Это плоский монолитный пылевлагозащищенный корпус серого или черного цвета. Лицевая часть светофора выполнена из поликарбоната без применения рассеивающих линз, ухудшающих видимость информации на светофоре при прямом попадании солнечных лучей. Применение алюминиевой рамы, поликарбоната и АБС увеличивает долговечность устройства, одновременно снижая общий вес светофора.

В соответствии с европейскими нормами новые светофоры могут поставляться со щитами черного цвета, позволяющими более отчетливо выделять сигналы светофора на ярком фоне.

Они лишены козырьков, проще в обслуживании, практически не нуждаются в чистке лицевой панели, так как отсутствие неровностей не позволяет скапливаться пыли, грязи, снегу. Близкое расположение светодиодов к панели обеспечивает небольшой подогрев, исключая намерзание инея в зимний период. При этом точечность источников света обеспечивает хорошую видимость и различимость сигналов.

Все светофоры нового поколения имеют стандартное подключение, позволяющее заменять уже установленные без каких-либо доработок или прокладки кабеля. Световые приборы оснащены индикатором, отсчитывающим оставшееся до окончания действия сигналов время, встроенным микроконтроллером, выполняющим математические расчеты определения длительностей сигналов. Являясь интеллектуальным устройством, светофор способен самостоятельно определять длительность включенных сигналов, а также подстраиваться под изменяющееся время включения зеленого и красного цветов при смене резервных программ или планов координации в течение суток.

---

Дата добавления: 2015-11-26