城市的路(lù)燈(dēng)在照亮道路的同時,也帶來了大量的光汙染和能源浪費(fèi),長期以來備受詬病卻無解決良(liáng)方。據報道,日前一組來自中國(guó)台灣(wān)和(hé)墨西哥的研究人員開發出了一種(zhǒng)新型照明係統(tǒng),通過高效利用LED,能確保路燈隻照亮需要(yào)光線的地方,而不產生其他不必要的光線。
在(zài)由普(pǔ)通路燈提供照明的道路尤其(qí)是較窄的道路上,我(wǒ)們經(jīng)常看到的情況(kuàng)是,路麵的明暗區(qū)域呈(chéng)鋸齒(chǐ)狀分布。這種傳統的(de)照明方(fāng)式不但效率低下,而且(qiě)造成了(le)嚴重的光(guāng)汙染。研究發現傳統路燈(dēng)的電能中有(yǒu)五(wǔ)分之一以上(shàng)被水平和向(xiàng)上的光線所浪費。
“這種新型LED係統的一個獨特功能(néng)是,它能夠適應不同街道的路燈布局,為各種街道和道路提供高效的照明,”參與(yǔ)這項研究的中國台灣中央大學光電學與工程學係孫慶成教授說。
這種新(xīn)型路燈係(xì)統(tǒng)由三個部分(fèn)組(zǔ)成(chéng)。第一個部分包含一串發光二極管,它們每個都配有一(yī)種(zhǒng)被稱為全內反射透鏡(TIR)的裝置,其作用是匯集(jí)光線,精確控製光束的方向,使光線平行射出而不會相互交叉。這些透鏡(jìng)被安裝在一個反射(shè)腔中,作(zuò)用是回收光線,確保它們能夠更多地被用於照亮目標,這(zhè)是該係統的第二部分。第三個部分是其(qí)最外層的光線過濾裝置,它的作用是減少多餘的眩光。通過(guò)這種獨特的(de)結構,研究人員能夠(gòu)控製光(guāng)束的形狀,目前初步設計的光束形狀(zhuàng)為矩形,非常適合路麵照明。
研究人員利用光利(lì)用率(OUF)來量化路燈(dēng)的(de)性能,光利(lì)用率(lǜ)越(yuè)高路燈性能越好。計算機模擬結果顯示(shì),這種新型路燈係統光利用率可達到51%到81%,遠遠超過目前普通路燈的(de)45%。此外,與傳統路燈相比,這種新型路燈亮度更高、更節能,不易產生(shēng)眩光和光汙染。
研究人員表示,由於該設計結構簡單、采用普通的LED燈泡(pào),可方便(biàn)進行模塊化組裝。他們預計未來3到6個月內完成原型設計,明年年初在道路上(shàng)進行實際安裝實驗。