Energioptimering af LED system til vejbelysning
Simulering af en vejbelysning. Foto: DTU Fotonik.
Projektet vil optimere det optiske system i LED vejbelysningen. Projektet tager udgangspunkt i armaturer som HeSa Light har opsat i DOLL Living Lab. Målet er at opnå en reduktion af energiforbruget på 15-20 % i LED-systemet og at undersøge mulighederne for at implementere og kommercialisere løsningerne. Apiosoft vil anvende lystekniske målinger på LED-armaturet som grundlag for udvikling af CAD modeller af nye linsedesigns, som er baseret på computersimuleringer. DTU Fotonik vil sammenligne driftsdata fra DOLL Virtual Lab. Denne kvalitetskontrol medfører at CAD dokumentationen kan anvendes til fremstilling af prototypelinser, der monteres på udvalgte armaturer. På disse laves der tilsvarende fotometriske målinger som tidligere ved sammenligningen. Disse måleresultater vil give en kraftig indikation af, om det ønskede besparelsespotentiale kan realiseres.
I projektet "Energioptimering af LED system til vejbelysning" er der defineret en case med et specifikt vejbelysningsarmatur, som også er installeret på en vejstrækning på Smedeland i DOLL Living Lab. Det valgte LED-baserede armatur giver mulighed for udskiftning af det eksisterende linsesystem. Vejstrækningen består af fortov, cykelsti, vejbane med mellemliggende græsområder.
Der er foretaget on-site målinger af lysfordelingen med det eksisterende linsesystem på vejstrækningen. Denne lysfordelingsmåling er benyttet som udgangspunkt for simuleringer og optimering. Armaturet med det eksisterende linsesystem er karakteriseret i DTU Fotoniks laboratorium med resultater for lysfordeling, total lysstrøm og effektivitet. Herudfra er tabet i det eksisterende linsesystem estimeret til 12%.
Optimering af den optiske løsning forbedrer lysfordelingen, igennem mindre spildlys og bedre homogenitet, og det lever op til vejbelysningsreglerne. Det giver mulighed for energibesparelser gennem optimering af armaturets totale lysstrøm.
Apiosoft har med deres eget 3D raytracing program, optimeret og udviklet CAD-modeller af nye linsedesign til erstatning af det eksisterende linsesystem i armaturet. Simuleringer viser, at det forbedrer lysfordelingen, igennem mindre spildlys og bedre homogenitet, og det lever op til vejbelysningsreglerne. Det giver således mulighed for energibesparelser igennem optimering af armaturets totale lysstrøm.
Det er vist, at der er for store designmæssige begrænsninger ved 3D printet optik og at det derfor ikke er en bæredygtig produktionsmetode i dette tilfælde på nuværende stadie. DTU Fotonik har sideløbende udviklet en coatningproces, som er en prisbillig erstatning for manuel polering eller høj præcisions-fræsning af sprøjtestøbeværktøjer, som kunne være en mulig fremstillingsmetode.
Perspektiverne for brugen af specialdesignede optiske linser er store, og det har DTU Fotonik demonstreret i et sideløbende projekt, hvor der i stadionbelysning er opnået energibesparelser på 50% i forhold til metalhalogenbelysning. Herudover er der 90% mindre spildlys og bedre homogenitet.