LED 조명 부문을 자세히 살펴보면 집이나 건물과 같은 실내 애플리케이션을 넘어 실외 및 특수 조명 시나리오로 확대되는 보급률이 증가하고 있음을 알 수 있습니다. 이 중 LED 가로등은 강력한 성장 모멘텀을 보여주는 대표적인 애플리케이션으로 눈에 띈다.
LED 가로등의 고유한 장점
기존 가로등은 일반적으로 성숙한 기술인 고압 나트륨(HPS) 램프나 수은 증기(MH) 램프를 사용합니다. 그러나 이에 비해 LED 조명은 다음과 같은 수많은 고유한 장점을 자랑합니다.
환경 친화적인
전문적인 처리가 필요한 수은과 같은 독성 물질을 포함하고 있는 HPS 및 수은 증기 램프와 달리 LED 조명기구는 더 안전하고 친환경적이므로 그러한 위험이 없습니다.
높은 제어성
LED 가로등은 AC/DC 및 DC/DC 전력 변환을 통해 작동하여 필요한 전압과 전류를 공급합니다. 이로 인해 회로 복잡성이 증가하지만 자동화된 스마트 조명 시스템 구현의 핵심 요소인 신속한 켜기/끄기 전환, 디밍 및 정밀한 색온도 조정이 가능하여 탁월한 제어 기능을 제공합니다. 따라서 LED 가로등은 스마트 시티 프로젝트에 없어서는 안 될 요소입니다.
낮은 에너지 소비
연구에 따르면 가로등은 일반적으로 도시 에너지 예산의 약 30%를 차지합니다. LED 조명의 낮은 에너지 소비는 이러한 상당한 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 전 세계적으로 LED 가로등을 채택하면 CO2 배출량을 수백만 톤 줄일 수 있는 것으로 추산됩니다.
뛰어난 방향성
기존의 도로 조명 소스는 방향성이 부족하여 주요 영역에서는 조명이 부족하고 대상이 아닌 영역에서는 원치 않는 빛 공해가 발생하는 경우가 많습니다. 뛰어난 방향성을 지닌 LED 조명은 주변 영역에 영향을 주지 않고 정의된 공간을 조명하여 이러한 문제를 극복합니다.
높은 광효율
HPS 또는 수은 증기 램프와 비교하여 LED는 더 높은 발광 효율을 제공합니다. 즉, 단위 전력당 더 많은 루멘을 의미합니다. 또한 LED는 훨씬 낮은 적외선(IR) 및 자외선(UV) 방사선을 방출하므로 폐열이 적고 설비에 가해지는 열 응력이 줄어듭니다.
수명 연장
LED는 높은 작동 접합 온도와 긴 수명으로 유명합니다. 가로등에서 LED 어레이는 HPS나 MH 램프보다 2~4배 더 긴 최대 50,000시간 이상 지속될 수 있습니다. 이를 통해 빈번한 교체 필요성이 줄어들어 재료 및 유지 관리 비용이 크게 절감됩니다.
LED 가로등의 두 가지 주요 동향
이러한 중요한 이점을 고려하여 도시 가로등에 LED 조명을 대규모로 채택하는 것이 분명한 추세가 되었습니다. 그러나 이러한 기술 업그레이드는 기존 조명 장비의 단순한 "교체" 이상을 의미합니다. 이는 두 가지 주목할만한 추세를 지닌 체계적인 변화입니다.
트렌드 1: 스마트 조명
앞서 언급한 것처럼 LED의 강력한 제어성은 자동화된 스마트 거리 조명 시스템을 생성할 수 있게 해줍니다. 이러한 시스템은 수동 개입 없이 환경 데이터(예: 주변 조명, 인간 활동)를 기반으로 조명을 자동으로 조정할 수 있어 상당한 이점을 제공합니다. 또한 도시 인프라 네트워크의 일부인 가로등은 날씨 및 공기 질 모니터링과 같은 기능을 통합하여 스마트 시티에서 더욱 중요한 역할을 수행하는 스마트 IoT 엣지 노드로 진화할 수 있습니다.
그러나 이러한 추세는 제한된 물리적 공간 내에서 조명, 전원 공급 장치, 감지, 제어 및 통신 기능의 통합을 요구하는 LED 가로등 설계에 새로운 과제를 제기하기도 합니다. 표준화는 이러한 과제를 해결하는 데 필수적이며 두 번째 주요 추세를 나타냅니다.
추세 2: 표준화
표준화를 통해 다양한 기술 구성요소를 LED 가로등과 원활하게 통합할 수 있어 시스템 확장성이 크게 향상됩니다. 스마트 기능과 표준화 사이의 이러한 상호 작용은 LED 가로등 기술과 애플리케이션의 지속적인 발전을 주도합니다.
LED 가로등 아키텍처의 진화
ANSI C136.10 디밍이 불가능한 3핀 광제어 아키텍처
ANSI C136.10 표준은 3핀 사진 제어 장치가 있는 디밍이 불가능한 제어 아키텍처만 지원합니다. LED 기술이 널리 보급됨에 따라 더 높은 효율성과 밝기 조절 기능이 점점 더 요구되면서 ANSI C136.41과 같은 새로운 표준과 아키텍처가 필요해졌습니다.
ANSI C136.41 디밍이 가능한 사진 제어 아키텍처
이 아키텍처는 신호 출력 단자를 추가하여 3핀 연결을 기반으로 구축되었습니다. 이는 ANSI C136.41 광 제어 시스템과 전력망 소스의 통합을 가능하게 하고 전원 스위치를 LED 드라이버에 연결하여 LED 제어 및 조정을 지원합니다. 이 표준은 기존 시스템과 역호환되며 무선 통신을 지원하여 스마트 가로등을 위한 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.
그러나 ANSI C136.41에는 센서 입력을 지원하지 않는 등의 제한 사항이 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 글로벌 조명 산업 연합 Zhaga는 통신 버스 설계를 위한 DALI-2 D4i 프로토콜을 통합하고 배선 문제를 해결하며 시스템 통합을 단순화하는 Zhaga Book 18 표준을 도입했습니다.
Zhaga Book 18 듀얼 노드 아키텍처
ANSI C136.41과 달리 Zhaga 표준은 전원 공급 장치(PSU)를 사진 제어 모듈에서 분리하여 LED 드라이버의 일부 또는 별도의 구성 요소로 사용할 수 있습니다. 이 아키텍처는 한 노드가 사진 제어 및 통신을 위해 위쪽으로 연결되고 다른 노드가 센서를 위해 아래쪽으로 연결되어 완전한 스마트 가로등 시스템을 구성하는 이중 노드 시스템을 가능하게 합니다.
Zhaga/ANSI 하이브리드 듀얼 노드 아키텍처
최근에는 ANSI C136.41과 Zhaga-D4i의 장점을 결합한 하이브리드 아키텍처가 등장했습니다. 상향 노드에는 7핀 ANSI 인터페이스를 사용하고 하향 센서 노드에는 Zhaga Book 18 연결을 사용하여 배선을 단순화하고 두 표준을 모두 활용합니다.
결론
LED 가로등 아키텍처가 발전함에 따라 개발자는 더 다양한 기술 옵션에 직면하게 됩니다. 표준화를 통해 ANSI 또는 Zhaga 호환 구성요소의 원활한 통합이 보장되므로 원활한 업그레이드가 가능하고 보다 스마트한 LED 가로등 시스템을 향한 여정이 촉진됩니다.
게시 시간: 2024년 12월 20일