Wie dimmt man eine Straßenlaterne?

Fragen

• so eingerückt.

Antworten am Rand.

• Ich bekomme eine Straßenlaterne, höchstwahrscheinlich mit einer HPS-Birne (Hochdrucknatrium). Ich werde wahrscheinlich eine Art Sensor anschließen, um ihn nur einzuschalten, wenn jemand tatsächlich auf dem Parkplatz ist.

HPS ist keine gute Wahl für schnelles Einschalten. Sie würden wahrscheinlich besser mit einer Standardlampe wie einem Halogen oder etwas Exotischem wie HID oder einem "Festkörper" wie LED bedient werden.

• Warum brauchen manche Straßenlaternen lange, um sich einzuschalten? Gibt es irgendetwas, was getan werden kann, damit die Parkplatzbeleuchtung schneller angeht?

Langes Einschalten ist technologiebedingt. Üblicherweise beinhaltet dies das Verdampfen eines Metalls und den Aufbau von Temperatur und Druck. Es gibt nichts Vernünftiges, was Sie tun können, außer Technologien zu ändern. Wenn Sie ein militärisches Budget haben, finden Sie vielleicht einen schnelleren Weg, aber für Normalsterbliche ist es normalerweise die einzige Wahl, das zu kaufen, was zur Verfügung steht.

• Warum sagen einige Unternehmen, dass Sie die Glühbirne nach dem Ausschalten etwa eine Minute abkühlen lassen müssen, bevor Sie sie wieder einschalten können? Ist das eine Einschränkung der Glühbirne selbst oder des Steuerballasts oder was?

Die meisten Glühlampen, die einen Gasbogen oder die Ionisierung eines Gases verwenden, benötigen eine Zündspannung, die deutlich höher ist als die Betriebsspannung. Bei heißer Röhre kann die Startspannung wieder höher sein - in manchen Fällen vielleicht um den Faktor 10. Während Starter in solchen Fällen normalerweise dazu gebracht werden können, die Rohre zu "schlagen". Da dies zusätzliche Kosten verursacht, ist es normalerweise nicht gerechtfertigt in Anwendungen, in denen nur wenige Personen gelegentlich Lichter neu starten müssen.

In speziellen Fällen, in denen ein Neustart nicht akzeptabel ist, wird der Aufwand und die Kosten aufgewendet, um die zusätzliche Spannung bereitzustellen. Ein hervorragendes Beispiel ist HID-Beleuchtung für Autos. Ein HID-Licht hat einen sehr kleinen Bogen und weißes Licht. Die kleine Bogengröße ermöglicht eine hervorragende optische Handhabung für die Strahlformung (wie in Autos oder Projektoren). Das weiße Licht ist aus verschiedenen Gründen attraktiv. Im kalten Zustand benötigt eine HID-Röhre viele hundert Volt zum Zünden und im heißen Zustand viele kV - vielleicht 5-10 kV. Hersteller von HID-Controllern für Lampen, die für feste Beleuchtung verwendet werden, können sich dafür entscheiden, die HV-Wiederzündungsfunktion nicht bereitzustellen – dies erhöht die Kosten und der Umgang mit HV ist ein Zuverlässigkeitsproblem. Aber in einem Auto müssen Sie die Scheinwerfer jederzeit sofort wieder einschalten können. Daher sind alle Automotive-HID-Controller Hot-Strike-fähig.

• Können "dimmbare HPS"-Systeme die volle Helligkeit aus einem fast ausgeschalteten Dimmzustand schneller erreichen als herkömmliche Ein/Aus-HPS-Systeme?

Ich weiß es nicht, aber mit ziemlicher Sicherheit ja. Sobald ein ionisierter Start erreicht ist und dieser bei niedriger Leistung stabil gehalten werden kann, würden Sie erwarten, dass die Erhöhung der Temperatur und des Drucks auf höhere Werte viel schneller geht, als sie aus der Kälte zu bringen. Die Datenblätter der Hersteller sollten dazu Stellung nehmen.

• Die einzigen dimmbaren HPS-Systeme, die ich bisher gesehen habe, können bis auf ein Minimum von 1/2 herunterdimmen, was optisch nur geringfügig weniger hell als voll leuchtet erscheint. Gibt es einen Grund, warum HPS nicht wie andere Beleuchtungstechnologien auf 1/10 oder 1/100 herunterdimmen kann? (Suche ich einfach nicht an der richtigen Stelle nach dimmbaren HPS-Systemen?)

Auch hier eine fundierte Vermutung: Die für eine stabile Ionisation erforderliche Mindestenergie ist immer noch ziemlich hoch und wenn Sie versuchen, die Helligkeit darunter zu reduzieren, geht das Licht einfach aus. Daher meine obige Einschränkung, "wenn [stabile Ionisation] bei niedrigerer Leistung stabil aufrechterhalten werden kann". Ich würde erwarten, dass besser als 2:1 möglich ist, aber wahrscheinlich nicht wesentlich besser.

• Wie dimmt man eine Straßenlaterne - wie unterscheidet sich die an die Glühbirne angelegte Spannung/Wellenform bei schwacher Leistung von der bei voller Leistung?

Das hängt sehr stark von der Technologie und von regulatorischen Anforderungen ab. Wenn eine Glühbirne fortschrittliche Technologie verwendet und als "dimmbar" verkauft wird, gibt der Hersteller sehr spezifische Anweisungen. Technologien, die eine lineare Stromtreibervariation akzeptieren (z. B. Glüh-, Halogen- und einige LED-Systeme), ermöglichen eine sehr einfache Wellenformsteuerung – entweder TRIAC-Wellenformformung an der Vorderkante oder ansteigende und abfallende Flanke oder eine leistungsfaktorkorrigierte reduzierte Hüllkurve. Andere Technologien erhalten möglicherweise eine spezielle Wellenform und Bedingungen von einem speziellen Controller und können vom Eingang zum Controller an als "Black Box" betrachtet werden. Beispielsweise verwenden einige LED-Systeme 2- oder 3-stufige Hügel- und Talschaltungen, um den "Talraum" um die Nulldurchgangspunkte des Netzes mit Energie zu füllen, die den Zyklusspitzen entnommen wird. und sie wenden DANN einen Abwärtswandler an. Der Eingang zum Dimmer ist der Beginn der besonderen Magie und Sie trennen dann nicht leicht die LED-Glühbirne und den Controller. Ein HID-Controller befindet sich fast immer sehr nahe an seiner Glühbirne. (Die Leute mögen es nicht, 10 kV zu vernetzen).

• Gibt es ein Standardprotokoll für Sensoren, um Parkplatzlichtern mitzuteilen, dass eine Bewegung erkannt wurde, sodass die Lichter eingeschaltet werden müssen?

Ich weiß nicht. Aber nein. Dies ist eine einfache Aufgabe, und es gibt wahrscheinlich verschiedene Möglichkeiten, eine ziemlich direkte Wahl zu implementieren. In den meisten Fällen genügt ein einfaches Timeout. Komplexitäten wie Nutzungsmuster, Nachtzeit usw. können leicht hinzugefügt werden, wenn ein Mikrocontroller im System verwendet wird.

• Gibt es vernünftige Alternativen zu HPS-Lampen? Wenn das Haitzsche Gesetz gilt, werden LEDs eines Tages weniger kosten – aber die aktuellen LED-Lampen, die 10-mal so lange halten, aber 100-mal so viel kosten, um die gleiche Helligkeit zu erreichen, erscheinen 2011 nicht vernünftig.

Ja. Wie viel Licht möchten Sie?.
Es gibt viele andere Probleme als Leben und Kosten allein.
LEDs bieten fast die beste bis beste Energienutzung beim Betrieb, sofortiges Einschalten, sofortiger Neustart, Weitbereichsdimmung, niedrige Temperaturen (geringe Belastung anderer Komponenten), geringe Wartungs- und Austauschkosten usw.

HID-Glühlampen im Bereich von 30–200 Watt sind für die Verwendung in Kraftfahrzeugen erhältlich und wären trivialerweise für Straßenlaternen anpassbar. Zweifellos sind sie auch formell für Straßenlaternen erhältlich.

Halogenlampen haben einen geringeren Wirkungsgrad, bieten jedoch sofortiges Einschalten, Dimmbarkeit, sofortigen Neustart und eine hervorragende CRI (Farbwiedergabe).

Viele Arten von Dampflampen erfordern, dass das interne Gas für einen normalen effektiven Betrieb eine bestimmte Temperatur hat. Wenn das Gas zu kalt ist, können die Lampen nicht effektiv Licht erzeugen, sondern müssen stattdessen auf irgendeine Weise wirken, die Wärme erzeugt, bis das Gas die erforderliche Temperatur erreicht hat. Darüber hinaus kann ein zu starkes Dimmen der Lampen die Menge an Abwärme, die sie erzeugen, so weit reduzieren, dass sie nicht mehr heiß genug bleiben, um zu funktionieren.

Würde man einer Lampe Heizungen hinzufügen, könnte man den Anlauf beschleunigen und auch auf fast nichts dimmen, ohne dass sie zu sehr auskühlen und abschalten. Beachten Sie jedoch, dass eine Reduzierung der der Lichterzeugungsschaltung zugeführten Energie die von den Heizelementen benötigte Energiemenge erhöhen würde, so dass die Gesamtenergieeinsparungen nicht so groß wären, wie man erwarten könnte.

Hinsichtlich der "obligatorischen Ausschaltzeit" von Natriumlampen liegt ein Großteil des Natriums als festes Metall vor, wenn solche Lampen Raumtemperatur haben; Beim Einschalten verdampft das Natrium. Die Lampen sind so konstruiert, dass das Natrium nach dem Abschalten an einer Stelle erstarrt, die beim nächsten Einschalten der Lampe heiß wird. Wenn die Lampe unregelmäßig ein- und ausgeschaltet wurde, kann sich ein Teil des Natriums in Bereichen ablagern, die beim nächsten Einschalten der Lampe nicht effektiv geheizt werden. Selbst wenn solche Bereiche im normalen Betrieb heiß genug werden würden, um dort Natrium zu verdampfen, könnte sich in solchen Bereichen so viel Natrium ablagern, dass die Lampe nicht mehr starten könnte (und sich somit nicht genug erwärmen könnte, um wieder zu starten - das Natrium verdampfen).

Die Dimmfähigkeit kann ohne Flimmern bis auf 20% heruntergeregelt werden. Die Aufwärmzeit liegt ganz bei der Glühbirne von 20 Minuten.

Nach der 20-minütigen Aufwärmzeit der Zündung können Sie flackerfrei auf 20 % dimmen, wenn Sie wissen, was Sie tun. Wenn Sie es vorher versuchen, kann es aufgrund dynamischer Änderungen der Lampenimpedanz und der thermischen Temperatur und des Zustands des Natriumplasmas flackern.

Ein Unternehmen bewirbt auf der HK-Lichtmesse ein Intelligent Power Management Module (IPM) mit einer solchen Technologie, die eine Triac-Phasensteuerung mit Rückkopplung auf den Natriumlampenstrom verwendet, der sich mit der Temperatur der Glühbirne ändert.

Elektronisches dimmbares HPS-Vorschaltgerät (IPM-Intelligence Power Management)

Diese Firma liefert ihnen verschiedene Leistungsstufen von 75 bis 250 W

Übrigens kenne ich einige Unternehmen, die LED-Lampenstandards erstellen, die eine Amortisationszeit von 5 Jahren haben und die Genauigkeit bei der Erkennung von Fußgängern und Straßenbedingungen verbessern. Nicht alle sind gleich. Am besten verwenden Sie keine Lüfter mit Weltraumzeitalter-Wirbelkühlung und 99% Silberepoxid.