LED Flood Lights: Πώς λειτουργούν τα All-rounders εξωτερικού φωτισμού

Τα φώτα πλημμύρας LED είναι κατευθυνόμενα φωτιστικά LED που εστιάζουν μια δέσμη φωτός σε έναν συγκεκριμένο χώρο, αντικείμενο ή επιφάνεια. Ένα θεμελιώδες στοιχείο τόσο του εσωτερικού όσο και του εξωτερικού φωτισμού είναι ο προβολέας. Ωστόσο, τα "φωτιστικά με προβολείς" ή "προβολείς" χρησιμοποιούνται συχνά στη βιομηχανία φωτισμού για να περιγράψουν αδιάβροχα φωτιστικά εξωτερικού χώρου που προσφέρουν φωτισμό εργασίας, έμφασης ή περιοχής για διάφορους σκοπούς. Οι προβολείς είναι, στην πραγματικότητα, μια μάλλον ασαφής κατηγορία προϊόντων. Οι προβολείς είναι φωτιστικά εξωτερικού χώρου που παράγουν μια στενή δέσμη φωτός για φωτισμό σποτ ή μακρινό φωτισμό εκτός από την ευρεία διάδοση φωτός που έχουν σχεδιαστεί να προβάλλουν. Έτσι, ένα εξωτερικό κατευθυνόμενο φως που προορίζεται να παράγει ελεγχόμενο φωτισμό του καθορισμένου εύρους μπορεί να περιγραφεί ως προβολέας.

Εφαρμογές
Ο πιο ευέλικτος τύπος φωτισμού εξωτερικού χώρου είναι ο προβολέας. Οι προβολείς μπορούν να είναι μια κατάλληλη επιλογή για σχεδόν όλες τις εφαρμογές εξωτερικού χώρου που απαιτούν κατευθυντικό φωτισμό σε μια συγκεκριμένη ζώνη, με εξαίρεση τον φωτισμό οδοστρωμάτων και δρόμων, που απαιτεί σχέδια δέσμης προσαρμοσμένα στα σχέδια δρόμων. Οι προβολείς προσφέρουν μια λύση που επιτρέπει τη βελτίωση της φωτομετρικής απόδοσης μέσω μιας διαδικασίας "δοκιμής και προσαρμογής" χάρη στην τεράστια γκάμα μοτίβων δέσμης και πακέτων αυλού, της ικανότητας οπτικής στόχευσης και των ευέλικτων επιλογών τοποθέτησης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μεταφέρουν τις καθημερινές λειτουργίες των εξωτερικών χώρων και των εγκαταστάσεων στη νύχτα ή για να τραβήξουν την προσοχή σε ορισμένα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά τοπίου, μετατρέποντας την κατά τα άλλα ζοφερή πρόσοψη σε ένα όμορφο νυχτερινό σκηνικό.

Φωτισμός περιοχής
Μεγάλοι γεωμετρικοί χώροι όπως διασταυρώσεις δρόμων, χώροι στάθμευσης, χώροι αυτοκινήτων, ποδιές αεροδρομίων, κέντρα αναψυχής, πάρκα, αυλές αποθήκευσης, τερματικοί σταθμοί εμπορευμάτων και θέσεις διοδίων μπορούν όλα να φωτίζονται από προβολείς που χρησιμοποιούνται ως φωτιστικά φωτισμού περιοχής. Οι προβολείς έχουν χρησιμοποιηθεί ως άλογα εργασίας σε συστήματα φωτισμού υψηλών ιστών, παρόλο που μπορεί να μην είναι βέλτιστοι για φωτισμό πεζών και αστικών κλιμάκων λόγω πιθανών προβλημάτων ελέγχου του φωτός και της αντανάκλασης. Τοποθεσίες όπως πολυκατοικίες, ξενοδοχεία και νοσοκομεία που δεν περιβάλλονται από φωτοευαίσθητες ζώνες συνήθως έχουν εγκατεστημένα συστήματα φωτισμού με υψηλό ιστό. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι τα πιο ισχυρά τμήματα της δέσμης μπορούν να κατευθύνονται ακριβώς εκεί που χρειάζεται, οι προβολείς μπορούν να στρέφονται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση από το πλαίσιο κεφαλής του ψηλού ιστού. Για μικρές διαταραχές ή συγκρούσεις με την περιοχή, τα συστήματα υψηλών ιστών πρέπει συχνά να εγκαθίστανται στην άκρη ή σε κάποια απόσταση από την περιοχή στόχο. Τα πακέτα αυλού των προβολέων και τα μοτίβα διανομής φωτός μπορούν να δημιουργηθούν για να ταιριάζουν με την τοποθέτηση του συστήματος ψηλού ιστού.

Αθλητικός φωτισμός
Για γήπεδα, αρένες, γήπεδα, αθλητικά γήπεδα και άλλους υπαίθριους χώρους όπου παίζονται αθλήματα όπως τοξοβολία, μπέιζμπολ, ποδηλατοδρομίες, γκολφ, ιπποδρομίες αυτοκινήτων, ιπποδρομίες, ποδόσφαιρο, ποδόσφαιρο, τένις, πατινάζ και κρίκετ, χρησιμοποιούν συστήματα αθλητικού φωτισμού προβολείς για να παρέχουν σταθερό φωτισμό. Το μόνο είδος φωτιστικών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αθλητικό φωτισμό εξωτερικών χώρων είναι οι προβολείς άμεσης διανομής, καθώς συνήθως δεν υπάρχουν κατασκευές για να τοποθετηθούν πάνω από τους λαμπτήρες και δεν υπάρχει επιφάνεια που να εκτρέπει το φως που αναπηδά από τον αγωνιστικό χώρο. Οι τιμές φωτεινότητας, οι αναλογίες ομοιομορφίας, οι κατανομές φωτός, τα ύψη τοποθέτησης, οι προσανατολισμοί και οι τοποθετήσεις θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη προσεκτικά κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος αθλητικού φωτισμού. Ο προβολέας συνήθως παρέχεται από πολλές γωνίες για τη μείωση των σκιών και του παρεμβατικού φωτός, βελτιώνοντας παράλληλα την όραση του στόχου που παίζει και τη μοντελοποίηση του παίκτη.

φωτισμός τοπίου
Για να προσθέσετε δράμα, ομορφιά, βάθος, διάσταση, υφή, χώρο και σημεία εστίασης σε μια εικόνα τοπίου, χρειάζονται φωτιστικά με προβολέα. Αυτά τα φώτα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να τονίσουν κομμάτια σκληρού τοπίου, όπως αγάλματα, σιντριβάνια, μνημεία ή άλλα αρχιτεκτονικά στοιχεία που προορίζονται να αποτελέσουν μέρος του σχεδίου τοπίου. Τις περισσότερες φορές, οι προβολείς χρησιμοποιούνται για να φωτίσουν δέντρα, θάμνους και άλλα φυτά που χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση του τοπίου μιας δομής ή μιας περιοχής. Αυτές οι τεχνικές περιλαμβάνουν τον φωτισμό πλύσης, τον φωτισμό, τον φωτισμό του φεγγαριού, τον εντοπισμό, τη σιλουέτα και τη σκίαση. Σχεδόν απεριόριστα εφέ φωτισμού είναι δυνατά χάρη σε μια μεγάλη ποικιλία κατανομών φωτός και έναν αναζωογονητικό συνδυασμό προσεγγίσεων φωτισμού.

Φωτισμός για κατασκευές και προσόψεις
Τα αρχιτεκτονικά στοιχεία ενός κτιρίου ή μιας δομής είναι μια βασική πτυχή του σχεδιασμού που μπορεί να τονιστεί για να μεταδώσει τη διάκριση, τη σημασία και την αναγνώριση. Τα αρχιτεκτονικά φωτιστικά με προβολέα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για φωτισμό έμφασης, βόσκηση τοίχων και πλύσιμο τοίχων, τα οποία λούζουν έναν ολόκληρο τοίχο με ομοιόμορφο φως και αναδεικνύουν την ομορφιά της υφής μιας κάθετης επιφάνειας. Οι προβολείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να τονίσουν την εγγενή γοητεία της αρχιτεκτονικής, όπως κτίρια, γέφυρες και εγκαταστάσεις αναψυχής, και να παρέχουν μια απίστευτη ψευδαίσθηση τρισδιάστατης.

Λαμπτήρες ασφαλείας
Προκειμένου να παρέχεται φωτισμός ασφαλείας, οι προβολείς κατασκευάζονται συχνά γύρω από την περίμετρο κατοικιών, εμπορικών, βιομηχανικών και θεσμικών κτιρίων ή ιδρυμάτων. Ο φωτισμός μπορεί να αποθαρρύνει την εγκληματική δραστηριότητα και να δίνει την εντύπωση ότι ένα μέρος είναι σχετικά ασφαλές. Ο περιμετρικός φωτισμός των προβολέων ευρείας δέσμης μπορεί να βελτιώσει την ορατότητα, να αποτρέψει τους διαρρήκτες και να επιτρέψει τη σωστή λειτουργία πρόσθετων εργαλείων ασφαλείας, όπως κάμερες παρακολούθησης και κουδούνια βίντεο.

Φωτισμός εξωτερικού χώρου που είναι βιομηχανικός
Ο προβολέας χρησιμοποιείται συχνά για την υποστήριξη του φωτισμού περιοχών και εργασιών για βιομηχανικά πάρκα και εξωτερικές εγκαταστάσεις παραγωγής, όπως διυλιστήρια πετρελαίου, χημικά εργοστάσια, γεωτρήσεις, αποθήκες πετρελαίου, μονάδες επεξεργασίας λυμάτων και ορυχεία. Οι βιομηχανικοί προβολείς μπορεί να σχεδιαστούν για να αντέχουν σε αυτές τις απαιτητικές συνθήκες και να είναι πιστοποιημένοι για χρήση σε επικίνδυνες τοποθεσίες ταξινομημένες σύμφωνα με τα πρότυπα IEC ή NEC/CEC επειδή είναι πιθανό να υπάρχουν σε αυτούς τους χώρους υψηλή υγρασία, εύφλεκτοι ατμοί, διαβρωτική ατμόσφαιρα και επικίνδυνα υλικά.

φορητοί φωτιστικοί στύλοι
Ένας κινητός πύργος φωτισμού είναι ένα προσωρινό σύστημα δημόσιου φωτισμού που εγκαθίσταται σε ένα ρυμουλκούμενο και χρησιμοποιείται για προσωρινό δημόσιο φωτισμό σε χώρους εργασίας, υπαίθριες εκδηλώσεις και αντιμετώπιση καταστροφών. Στο πλαίσιο κεφαλής ενός ανασυρόμενου ιστού, τοποθετούνται πλήθος προβολέων φωτιστικών σωμάτων. Ο αναδιπλούμενος ιστός μπορεί να αναπτυχθεί γρήγορα και απλά χρησιμοποιώντας ένα ανθρώπινο ή ηλεκτρικό βαρούλκο.

Μηχανική Φωτισμού
Οι κύριες πηγές φωτός για τα φωτιστικά με προβολέα στο παρελθόν ήταν λαμπτήρες εκκένωσης υψηλής έντασης (HID), πιο συγκεκριμένα λαμπτήρες νατρίου υψηλής πίεσης (HPS) και αλογονιδίου μετάλλου (MH). Ωστόσο, η χρήση αυτών των λαμπτήρων εκκένωσης αερίου συνοδεύεται από πολλούς συμβιβασμούς. Το HPS μπορεί να επιτύχει αποτελεσματικότητα πηγής μεταξύ 70 και 140 lm/W, αλλά το φως που παράγει αυτή η τεχνολογία μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται το χρώμα. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν μόνο λίγες εφαρμογές για λαμπτήρες HPS. Οι προβολείς HPS χρησιμοποιούνται συχνά σε εφαρμογές φωτισμού περιοχής όπου η προβλεπόμενη χρήση δεν επηρεάζεται σημαντικά από την αντίληψη των χρωμάτων. Σε αντίθεση με τον φωτισμό HPS, ο οποίος τυπικά έχει CRI (δείκτης απόδοσης χρωμάτων) 22, οι λαμπτήρες MH παρέχουν αξιοσέβαστη χρωματική απόδοση (συχνά CRI 65) για εφαρμογές ευαίσθητες στο χρώμα, όπως ο αθλητικός φωτισμός. Από την άλλη πλευρά, οι λαμπτήρες MH έχουν χαμηλή ενεργειακή απόδοση και μικρή διάρκεια ζωής που μειώνουν σημαντικά την απόδοση επένδυσης (ROI) αυτής της τεχνολογίας, εκτός από τους εγγενείς υψηλούς κινδύνους πυρκαγιάς, την ηχορύπανση και την υπεριώδη ακτινοβολία.

Η ανάπτυξη του τεχνητού φωτισμού έχει χαρακτηριστεί από συνεχείς προόδους και μια σειρά από σημαντικές ανακαλύψεις. Η τεχνολογία διόδων εκπομπής φωτός (LED), η οποία βασίζεται σε ημιαγωγούς, είναι η πιο πρόσφατη πρόοδος στον φωτισμό. Πολλά από τα μειονεκτήματα του φωτισμού HID εξαλείφονται από την τεχνολογία LED, η οποία επιτρέπει στα φωτιστικά με προβολέα να παρέχουν εξαιρετική απόδοση επένδυσης (ROI). Η τυπική απόδοση πηγής των επί του παρόντος προσβάσιμων LED είναι κοντά στα 200 lm/W. Ενώ οι προβολείς HID έχουν σημαντικά χαμηλότερη αποτελεσματικότητα συστήματος (70–85 τοις εκατό ), η κατευθυνόμενη φύση των LED επιτρέπει έως και το 95 τοις εκατό του εξόδου φωτός από τα LED να αφαιρείται από το φωτιστικό. Η υψηλή απόδοση οπτικής και ενεργειακής μετατροπής έχει ως αποτέλεσμα εξαιρετικά φθηνό λειτουργικό κόστος και γρήγορη απόδοση. Η μικρή ποσότητα συντήρησης που απαιτείται καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του προϊόντος και η παρατεταμένη διάρκεια ζωής ενός σωστά κατασκευασμένου συστήματος μειώνουν περαιτέρω το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας. Όταν το φωτιστικό ελέγχεται από αισθητήρες ή χειριστήρια που μπορούν να ανταποκρίνονται σε αλλαγές περιβάλλοντος και πληρότητας ή να επικοινωνούν με άλλο εξοπλισμό και συστήματα, η εξοικονόμηση ενέργειας των προβολέων LED μπορεί να αυξηθεί ακόμη περισσότερο.

Τα πλεονεκτήματα του προβολέα LED υπερβαίνουν κατά πολύ την εκτεταμένη διάρκεια ζωής του, την εξαιρετική ενεργειακή απόδοση και τις χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης. Για εφαρμογές προβολέων, η τεχνολογία LED βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα του φωτισμού. Στην ουσία, μια δέσμη φωτός που κατευθύνεται προς τα εμπρός μπορεί να περιγραφεί ως η κατευθυντική κατανομή χωρικής έντασης Lambertian που εκπέμπουν τα LED. Αυτό επιτρέπει τη διανομή φωτός υψηλής ομοιογένειας με οπτικό έλεγχο υψηλής απόδοσης με χρήση ειδικών οπτικών που κατασκευάζονται για συγκεκριμένα είδη μεμονωμένων LED ή συστοιχιών. Στον σχεδιασμό φωτισμού, η ομοιόμορφη κατανομή του φωτισμού σε μια επιφάνεια ή περιοχή είναι ζωτικής σημασίας. Το μεγαλύτερο μέρος του φωτισμού που παράγεται από τα συστήματα HID πέφτει ακριβώς κάτω από το φωτιστικό, δημιουργώντας ένα hot spot με υψηλή φωτεινότητα. Δεδομένου ότι οι προβολείς HID έχουν συχνά κακή αναλογία ομοιομορφίας (6:1), αυτό μπορεί να προκαλέσει δραματικά ποικίλα επίπεδα φωτεινότητας σε κοντινές εγκαταστάσεις φωτισμού, απαιτώντας μεγάλη πυκνότητα εγκατάστασης για να αντισταθμιστεί η κακή ομοιομορφία. Είναι δυνατή η κατασκευή λαμπτήρων LED που εκπέμπουν ομοιόμορφη κατανομή φωτός σε μια επιφάνεια ή περιοχή με αναλογία ομοιομορφίας φωτισμού μικρότερη από 3:1. Η συνεχής αναπαράσταση τοπίων ή αντικειμένων εντός μιας ζώνης φωτισμού καθίσταται δυνατή με ομοιόμορφο φωτισμό, ο οποίος επίσης αποτρέπει την παραμόρφωση της οπτικής αντίληψης και μειώνει τη συχνότητα προσαρμογής των ματιών μεταξύ διαφορετικών καταστάσεων όρασης. Είναι επίσης εφικτό να μεγιστοποιηθεί η απόσταση των εξαρτημάτων με υψηλή ομοιομορφία φωτισμού, η οποία μειώνει σημαντικά το κόστος εξοπλισμού και εγκατάστασης.

Η εξαιρετική απόδοση φάσματος του προβολέα LED είναι ένα άλλο από τα ελκυστικά χαρακτηριστικά του. Το CRI των πιο προσιτών LED στην αγορά, το οποίο είναι μια σημαντική αύξηση σε σχέση με τις πηγές φωτός HID, κυμαίνεται από 70 έως 80. Η συντριπτική πλειονότητα των αναγκών απόδοσης χρωμάτων σε εφαρμογές φωτισμού εξωτερικού χώρου μπορεί να ικανοποιηθεί με αυτόν τον βαθμό πιστότητας χρώματος. Προκειμένου να πληρούνται οι πιο αυστηρές απαιτήσεις για χρωματική διάκριση, η φασματική σύνθεση των LED μπορεί να σχεδιαστεί για να παρέχει εξαιρετική απόδοση χρώματος με CRI άνω του 90. Η αναλογία σκοτοπικού/φωτογραφικού (S/P), η οποία χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της φωτεινής πηγής Η χρησιμότητα (για οπτική απόδοση) όταν μειώνεται η ένταση του φωτός, είναι ένα άλλο αξιοσημείωτο φασματικό χαρακτηριστικό των LED. Οι προβολείς LED προσφέρουν αναλογία S/P έως 2,0 ή περισσότερο, σε αντίθεση με τη χαμηλή αναλογία S/P (0,65) των λαμπτήρων HPS. Όταν εκτίθεται σε φωτισμό με υψηλή αναλογία S/P, η μεσοπική όραση, η οποία βρίσκεται μεταξύ της σκοτοπικής και της φωτοπικής περιοχής, αποδίδει καλύτερα στην περιοχή της περιφερειακής όρασης. Ο φωτισμός εξωτερικού χώρου που προορίζεται για τη διαχείριση της κυκλοφορίας αυτοκινήτων έχει συχνά μέσα επίπεδα φωτισμού στη μεσοπική περιοχή. Για να διατηρηθεί η ορατότητα του οδηγού και τα χαμηλότερα ποσοστά σύγκρουσης, χρειάζεται καλή μεσοπική όραση.

Οι ανησυχίες εκκίνησης και θερμής επανεκκίνησης που πρέπει να αντιμετωπίσει ο φωτισμός HID δεν αποτελούν πρόβλημα για τον προβολέα LED. Για να παρέχουν οι προβολείς HID τη βέλτιστη απόδοση φωτεινότητας, το νήμα πρέπει πρώτα να ζεσταθεί. Μπορεί να διατεθούν έως και 10 λεπτά για τη φάση προθέρμανσης. Η επανεκκίνηση του συστήματος HID είναι μεγαλύτερο πρόβλημα από τη ζεστή εκκίνηση. Μπορεί να χρειαστούν έως και είκοσι λεπτά για να ολοκληρωθεί η διαδικασία επανάληψης εν θερμώ, η οποία περιλαμβάνει έναν κύκλο ψύξης/θέρμανσης. Οι μεγάλης κλίμακας υπαίθριες συγκεντρώσεις μπορεί να εμφανίσουν σύγχυση και φόβο λόγω μακρών περιόδων απεργίας. Ο κίνδυνος θερμής επανάληψης με τον φωτισμό HID εξαλείφεται με την άμεση λειτουργία on/off των φωτιστικών LED, η οποία αυξάνει τον βαθμό ασφάλειας σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.

Όταν συνδυάζονται με ένα κατάλληλο πρόγραμμα οδήγησης που μπορεί να εκτελέσει έλεγχο μείωσης της έντασης του φωτός, τα LED επιτρέπουν την αλλαγή της εξόδου φωτός τους σε οποιοδήποτε επιθυμητό επίπεδο, σε αντίθεση με τις περιορισμένες δυνατότητες μείωσης της φωτεινότητας του HID. Οι προβολείς LED μπορούν να ρυθμιστούν με πολύ δυναμικό τρόπο λόγω του γρήγορου χρόνου απόκρισής τους σε αλλαγές στην παροχή ρεύματος. Αυτό προσφέρει ένα ευρύ φάσμα τεχνικών διαχείρισης φωτισμού για τον στόχο της εξοικονόμησης ενέργειας και του δυναμικού φωτισμού. Ειδικότερα, η δυναμική φύση του φωτισμού LED καθιστά δυνατή τη χρήση προβολέων LED σε εφαρμογές αρχιτεκτονικού φωτισμού και φωτισμού τοπίου για την παραγωγή απεριόριστης ποικιλίας και συνδυασμού δυναμικών εφέ.