คุณลักษณะเฉพาะของระบบ LED แบบใหม่คือความสามารถในการปรับเปลี่ยนรูปแบบโคมไฟถนนที่แตกต่างกัน "สำหรับถนนและถนนทุกประเภท ให้แสงสว่างสม่ำเสมอพร้อมประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง" ผู้เขียนร่วม Ching-Cherng Sun จาก National Central University ในไต้หวันกล่าว . ตัวอย่างเช่น โคมไฟสมัยใหม่บางดวงที่เรียงรายไปตามทางสัญจรหรือทางเท้าชานเมืองที่เอนไปกลางถนน ให้แสงสว่างแก่ถนนจากด้านบน แต่บ่อยครั้ง โคมไฟจะติดไว้ที่ด้านใดด้านหนึ่งของถนน หรือสลับเป็นรูปแบบ "ซิกแซก" จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง ซึ่งเป็นรูปแบบที่อาจมีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับถนนที่มีการจราจรคับคั่ง การออกแบบใหม่นี้ให้ความยืดหยุ่นในการใช้งานสำหรับความต้องการการส่องสว่างที่แตกต่างกัน ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพสูงไว้ Sun กล่าว โคมไฟที่นำเสนอขึ้นอยู่กับโคมไฟสามส่วนแบบใหม่ ไฟถนน ส่วนแรกประกอบด้วยกลุ่ม LED ซึ่งแต่ละดวงมีเลนส์พิเศษที่เรียกว่าเลนส์ Total Internal Reflection (TIR) ​​ซึ่งจะโฟกัสแสงเพื่อให้ลำแสงขนานกันแทนที่จะตัดกัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า collimation . ไฟ LED ที่ครอบเลนส์เหล่านี้ติดตั้งอยู่ภายในช่องสะท้อนแสง ซึ่ง "รีไซเคิล" แสงและทำให้แน่ใจว่ามีการใช้แสงมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้แสงสว่างแก่เป้าหมาย ในที่สุด เมื่อแสงออกจากหลอดไฟ แสงจะผ่านตัวกระจายแสงหรือฟิลเตอร์ที่ลดแสงสะท้อนที่ไม่ต้องการ การผสมผสานระหว่างการปรับเทียบและการกรองยังช่วยให้นักวิจัยสามารถควบคุมรูปร่างของลำแสงได้: การออกแบบในปัจจุบันให้รูปแบบแสงสี่เหลี่ยมผืนผ้าซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับไฟถนน นักวิจัยกล่าว ทีมงานได้ทดสอบประสิทธิภาพของการออกแบบโดยการวิเคราะห์ว่าลำแสงจะกระจายออกไปได้น้อยเพียงใดเมื่อกระทบกับเป้าหมาย นั่นคือ ถนนหรือทางเท้าที่ห่างจากแหล่งกำเนิดแสง 10 เมตรขึ้นไป พวกเขาวัดประสิทธิภาพของหลอดไฟโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าปัจจัยการใช้แสง (OUF) ซึ่งเป็นตัวเลขที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลของแสงที่เป้าหมายและอัตราการไหลของแสงที่ออกมาจาก LED โดยตรง OUF ที่สูงขึ้นหมายถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้น การจำลองแสดงให้เห็นว่าการออกแบบใหม่ได้รับ OUF ที่ 51 ถึง 81 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าการออกแบบที่ "ยอดเยี่ยม" ล่าสุดอย่างมากซึ่งสูงถึง 45 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ โคมไฟถนนที่นำเสนอเป็นไปตามความคาดหวังที่สูงในด้านกำลังและความสว่าง และมลภาวะทางแสงก็ลดลงอย่างเห็นได้ชัดเช่นกัน สำหรับโคมไฟถนนทั่วไป มากถึงหนึ่งในห้าของพลังงานทั้งหมดพุ่งไปในแนวนอนหรือขึ้นสู่ท้องฟ้า โคมไฟถนน LED ที่ดีที่สุดจะลดพลังงานนี้ลงเหลือหนึ่งในสิบของพลังงานทั้งหมด ในหลอดไฟรุ่นใหม่ พลังงานเพียง 2 เปอร์เซ็นต์ของหลอดไฟทั้งหมดจะทำให้เกิดมลพิษทางแสง นอกจากจะลดมลภาวะทางแสงและแสงสะท้อนแล้ว รุ่นใหม่ยังสามารถประหยัดพลังงานได้อีกด้วย "ไฟถนน LED ทั่วไปสามารถลดการใช้พลังงานได้ 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์" Sun กล่าว ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นของการออกแบบที่เสนอน่าจะช่วยประหยัดได้อีก 10 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ เขากล่าวเสริมว่าโมดูลนี้ง่ายต่อการประดิษฐ์ เนื่องจากประกอบด้วยชิ้นส่วนเพียงสี่ส่วน ซึ่งรวมถึงประเภทของหลอดไฟ LED ที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมแสงสว่าง ทีมงานของ Sun คาดว่าจะเสร็จสิ้นการออกแบบต้นแบบในอีก 3 ถึง 6 เดือนข้างหน้า และจะเริ่มติดตั้งโคมไฟถนนใหม่ในเชิงปฏิบัติได้ในต้นปีหน้า หัวข้อที่เกี่ยวข้อง สสารและพลังงาน เลนส์ พลังงานลม ปิโตรเลียม การก่อสร้าง กราฟีน พลังงานแสงอาทิตย์ เทคโนโลยีพลังงาน เคมีอนินทรีย์ ข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง แกลเลียม แสงสว่าง เครื่องบินเจ็ต พลังงานแสงอาทิตย์ นิวเคลียร์ฟิวชั่น พลังงานศักย์ ซีนอน การเผาไหม้ โฆษณา