توسعه نورپردازی LED، که نور را با نوترکیب الکترون-حفره تابشی در نیمه هادی های حالت جامد به جای تحریک یک محیط گازی یا گرم کردن رادیاتور حرارتی در یک محفظه یا محفظه شیشه ای، تولید می کند، به نفع چراغ های خیابانی فوق العاده بوده است. در مقایسه با سیستمهای HID، مانند چراغهای سدیم فشار بالا (HPS)، سدیم فشار پایین (LPS) و چراغهای متال هالید (MH)، فناوری روشنایی حالت جامد مزایای قابلتوجهی را ارائه میکند.
صرفه جویی قابل توجهی در انرژی ارائه شده توسط فناوری LED چیزی است که بیشترین انگیزه را برای انتقال از HID (HPS، LPS، MH) به LED ایجاد کرد. اگرچه لامپهای HPS، رایجترین منبع نور خیابانی، ممکن است بازدهی منبع تا 150 لیتر بر وات را در محصولات پرقدرت به دست آورند، اما در کاربردهای عملی، راندمان آنها به 100 لیتر بر وات نزدیکتر است. چراغهای خیابانی HPS میتوانند 30 تا 40 درصد از کارایی سیستم خود را از دست بدهند وقتی تلفات نوری و بالاست در نظر گرفته شود. در مقابل، الایدیهای تبدیلشده فسفر دارای کارایی منبع بین 150 تا 190 lm/W هستند که هم از نظر اقتصادی مقرونبهصرفه هستند و هم بازده منبع آیندهنگر 255 lm/W. چراغ های خیابانی LED ممکن است به کارایی سیستمی بیش از 140 lm/W و بازدهی نورپردازی نزدیک به 80 درصد دست یابند زیرا به دلیل کارایی بالای منبع، الگوی انتشار هدایت شده و راندمان تبدیل توان بالا است. این نشان می دهد که در مقایسه با منابع روشنایی سنتی، روشنایی خیابانی LED بین 50 تا 100 درصد صرفه جویی در مصرف انرژی را ارائه می دهد.
شهرداریها و شرکتهایی که به دنبال کاهش هزینههای عملیاتی و بازسازی هستند، به سمت کاهش هزینههای نگهداری و چرخه عمر چراغهای خیابانی LED کشیده میشوند. سیستم های روشنایی LED ممکن است بیش از 50،{1}} ساعت کار کنند، مشروط بر اینکه دارای مدیریت حرارتی مناسب و کنترل بهینه توان باشند. ال ای دی ها از یک بلوک نیمه هادی به جای پاکت های شیشه ای یا سایر قطعات ظریف ساخته شده اند. چراغهای خیابانی LED میتوانند در برابر لرزش مداوم خودروهای با حرکت سریع مقاومت کنند زیرا به دلیل استقامت حالت جامد منبع نور هستند. قابلیت اطمینان و دوام فوق العاده با هم کار می کنند تا عمر قابل استفاده سیستم های LED را افزایش دهند و به طور قابل توجهی تعمیر و نگهداری و لامپ را کاهش دهند.
برای شرایط رانندگی بهینه در شب، توزیع قدرت طیفی روشنایی خیابان LED (SPD) ممکن است تنظیم شود. خواص طیفی منبع نور تأثیر قابل توجهی بر روی دیدی که یک سیستم روشنایی ارائه می دهد دارد. میله ها و مخروط ها، دو نوع گیرنده نوری نوری، در چشم انسان وجود دارند. دید اسکوتوپی، که در شب زمانی که سطح روشنایی بسیار پایین است (کمتر از 0.005 سی دی در متر مربع) استفاده می شود، توسط میله ها امکان پذیر می شود. تمام رنگهای قابل مشاهده ممکن است توسط مخروطها دیده شوند، که در شرایط فتوپیک زمانی که درخشندگیها معمولاً بیش از 3.4 cd/m2 هستند فعالتر هستند. برای دید فتوپیک و دید استوپیک، بالاترین منحنی حساسیت طیفی به ترتیب 555 و 507 نانومتر است. گیرنده های نوری میله ای به دید مزوپیک، که ناحیه بین دید فتوپیک و دید اسکوپیک است، پاسخ می دهند.
طیف نور چراغهای خیابانی LED را میتوان برای هدف قرار دادن کارآمدترین طیف برای حالتهای دید جادهای، بهویژه دید مزوپیک که برای سطوح نوری که اغلب در روشنایی خیابانها یافت میشود، با تنظیم نسبت فسفر برای رنگهای مورد نظر در خیابان، تغییر داد. مبدل های پایین چشم باید دید اسکوپیک قوی داشته باشد تا بتواند اجسام خارج از محور را شناسایی کند. در حالی که دقت بینایی نقش نسبتا کمی در دید راننده دارد، یک نمایش رنگ قوی باعث میشود گیرندههای نوری مخروطی درگیر شوند و این امر تشخیص چیزهای کوچک از پسزمینه آنها را سادهتر میکند. در مقایسه با لامپهای HPS که CRI پایینی دارند، چراغهای خیابانی LED معمولاً دارای CRI 80 هستند که برای روشنکردن جادهها کافی است. برای اطمینان از عملکرد بصری بهینه در دید مزوپیک، طیف نوری با نسبت اسکوتوپیک/فتوپیک (S/P) بالا اغلب مورد نظر است. در حالی که چراغهای LED خیابانی ممکن است به صورت طیفی طراحی شوند تا نسبت S/P بین 1.21 (3{9}}00 K LED) و 2.0 (6000 K LED) ارائه دهند، لامپهای HPS معمولاً دارای نسبت S/P 0.63 هستند.
دید همیشه با نسبت S/P بالا بهبود نمی یابد. هنگامی که تراکم مه، مه یا مه در جو زیاد باشد، دید هواشناسی ضعیف است و هر چه نسبت S/P بیشتر باشد، نور بیشتری پراکنده می شود و نور کمتری منتقل می شود. نور با نسبت S/P بالا دارای بخش زیادی از طول موج های آبی در طیف خود است. این باعث نگرانی در مورد خطرات نور آبی و اثرات فیزیولوژیکی نورپردازی خیابانی با شدت بالا و CCT شد. طیف نور برای روشنایی معابر ممکن است به حداقل محتوای آبی یا نسبت S/P متوسط نیاز داشته باشد تا دید خوب و همچنین ایجاد هوشیاری و سرکوب ترشح ملاتونین (که به عنوان هورمون خواب شناخته می شود) باشد. با این حال، نور سفید سرد غنی از آبی نباید در نورپردازی داخلی در طول شب استفاده شود تا از اختلالات شبانه روزی جلوگیری شود. بنابراین، برای روشنایی جاده ها و بزرگراه ها، معمولاً چراغ های خیابانی LED با دمای رنگ 4100 کلوین توصیه می شود. نور سفید گرم (به عنوان مثال، 3000 K) در مکانهایی با جمعیت متراکم و در مناطق مسکونی توصیه میشود تا اثرات مخرب فیزیولوژیکی روشنایی خیابانها را به حداقل برساند. هر نیاز CCT ممکن است با تکنولوژی LED برآورده شود.
از آنجایی که LED ها نیمه هادی هستند، ممکن است به راحتی در مدارهای حالت جامد دیگر ادغام شوند. از آنجایی که ال ای دی ها بلافاصله به تغییرات منبع تغذیه پاسخ می دهند، کاهش نور آنالوگ بر اساس رویکرد کاهش جریان پیوسته (CCR) ممکن است صرفاً با تغییر جریان محرک ارائه شده به LED ها استفاده شود. فناوری مدولاسیون عرض پالس (PWM) که امکان کنترل شدت دامنه کامل را فراهم میکند در حالی که با وجود تغییرات در شدت نور، نقطه رنگ ثابتی را حفظ میکند، ممکن است برای کاهش نور دیجیتالی چراغهای LED خیابانی نیز استفاده شود. در مقایسه، کاهش نور لامپ های MH چالش برانگیزتر است و چراغ های خیابانی HPS را تنها می توان تا حدود 50 درصد شدت نور کاهش داد. از آنجایی که روشنایی حالت جامد دیجیتالی است، چشماندازهایی برای ادغام مستقیم چراغهای خیابانی با سیستمهای مبتنی بر رایانه وجود دارد که میتواند اتوماسیون و کارایی را افزایش دهد. این ادغام اتصال بیسیم، فناوریهای حسگر و روشنایی خیابان، در را به روی انواع امکانات پیشرفته اینترنت اشیا باز میکند.
