نقش روشنایی هوشمند LED در طراحی شهرهای هوشمند

یکی از ویژگی های شهر هوشمند استفاده از تجهیزات نورپردازی و روشنایی شهری جدیدی مانند روشنایی هوشمند معابر و خیابان ها است. با توجه به مهاجرت هایی ‌که به شهرها صورت می گیرد، بدون شک تا سال 2030 بیش از ۶۰ درصد از جمعیت جهان در شهرها ساکن خواهند شد. چرا که همه علاقه مند هستند تا در شهرهایی که به عنوان شهرهای هوشمند شناخته می شوند، زندگی کنند و از امکانات بهتر و بیشتر استفاده کنند. اما آیا امکانات شهرهای هوشمند مانند نورپردازی و یا سیستم مدیریت هوشمند کنترل ترافیک پاسخگوی نیاز شهروندان خواهد بود؟

روشنایی هوشمند معابر

در واقع امروزه تکنولوژی این امکان را فراهم نموده است. از جمله فناوری های موثر آینده، می توان به روشنایی هوشمند LED اشاره کرد. یکی از عناصر کلیدی شهرهای هوشمند که می تواند کیفیت زندگی شهروندان را بهبود بخشد.

بر اساس مطالعات صورت گرفته، تا سال 2030 نقاط روشنایی عمومی در سطح شهرها تقریبا به ۷۰ میلیارد نقطه روشن می رسد. این روشنایی ها شامل مکان هایی می باشد که مردم در آن زندگی می کنند، مشغول به کار هستند و یا به آن مکان ها سفر می کنند. بنابراین زیر ساخت های روشنایی هوشمند شهری می بایست ارتقا پیدا کنند و در شبکه گسترده شهر که قادر به جمع آوری داده ها، انتقال اطلاعات و ارائه خدمات خاص به میلیون ها دستگاه می باشد، به کار گرفته شود.

با توجه به همه آنچه که تاکنون گفته شد، جنبه های خاص دیگری از روشنایی هوشمند LED وجود دارند، که می بایست توسط مدیران شهر هوشمند، مهندسان روشنایی، مخترعان و مقامات دولتی به طور کامل مورد بحث و بررسی قرار بگیرند. بنابراین برنامه ریزی هایی صورت گرفته، تا نشست روشنایی در سال ۲۰۱۸ در کشور استرالیا برگزار شود، تا فرصت ها و چالش های پیش روی روشنایی هوشمند توسط متخصصان مورد بحث و بررسی قرار بگیرد. در واقع این اجلاس به منظور تعریف و تعیین نقش مثبت نورپردازی هوشمند در شهرهای هوشمند با در نظر گرفتن جنبه های سلامتی و محیط زیستی می باشد. علاوه بر آن دو موضوع مهم دیگر نیز در نشست ۲۰۱۸ استرالیا مطرح خواهد شد، که در ادامه این مطلب بیان می کنیم.

آیا بدون سیستم روشنایی هوشمند شهری می توان یک شهر هوشمند داشت؟

هر چند صورت سوال ساده به نظر می رسد، اما پاسخ به این سوال به سادگی صورت سوال نیست. قبل از این که تمام چراغ های هالوژنی شهر با چراغ های هوشمند LED جایگزین شوند، مهم است بدانید که روشنایی هوشمند چگونه می تواند به شهرهای هوشمند کمک کنند؟ مشخصات چراغ های LED و نوع طراحی در نور پردازی نقش اصلی را در ساختن سیستم های هوشمند روشنایی ایفا می کنند. از این رو به بررسی ویژگی های کلیدی چراغ های LED می پردازیم.

ویژگی های استفاده از چراغ های LED هوشمند

بهره وری انرژی

بهره وری انرژی یکی از مهم ترین عواملی است، که باعث شده شهر ها به سرعت چراغ های LED هوشمند را بپذیرند. بهتر است بدانید که ۴۰ درصد از کل بار الکتریکی شهری صرف روشن نگه داشتن چراغ های هالوژنی خیابان می شود. با توجه به این نکته، اگر چراغ های هوشمند LED جایگزین چراغ های معمولی خیابان ها شوند، به طور چشم گیری در مصرف انرژی صرفه جویی خواهد شد.

تحقیقات انجام شده توسط آزمایشگاه ملی اقیانوس آرام شمالی نشان می دهد، که برای تولید میزان مشخصی از نور توسط لامپ های رشته ای، ۶۰ وات برق مصرف می شود. در حالی که در لامپ های LED هوشمند برای تولید همان میزان از نور فقط ۱۲.۵ وات برق لازم است. جالب است بدانید که می توان لامپ های LED هوشمند را در محل اتصالات موجود قبلی نصب کرد و دیگر نیازی به سرمایه گذاری برای ایجاد محل نصب جدید نمی باشد. میزان خلاقیت، انعطاف پذیری و قابلیت طراحی های مختلف در لامپ های LED فوق العاده است.

آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده تخمین می زند، که از سال ۲۰۱۰ تا ۲۰۳۰ لامپ های LED به میزان ۸۸ تا ۱۱۰ تراوات، ساعت برق را صرفه جویی خواهند کرد. این میزان از انرژی برق به راحتی و برای سالیان متمادی می تواند به هفت میلیون خانه خدمات دهد.

شبکه هوشمند شهری

خوب است بدانید که گوشی های هوشمند و رسانه های اجتماعی تنها ابزار شبکه ی ارتباطی محسوب نمی شوند. بلکه زیر ساخت های روشنایی هوشمند شهری در مکان های عمومی نیز می توانند یک مجموعه ارتباطی به حساب آیند. در واقع آن ها توسط یک پلت فرم اتصال که می تواند اطلاعات را در لحظه به مراکز داده انتقال دهد، یک شبکه را تشکیل می دهند. این شبکه هوشمند می تواند اطلاعات مربوط به تراکم ترافیک، درجه حرارت و روشنایی محیط را به طور مرتب ارائه دهد و تمام این اطلاعات ارسالی توسط یک برنامه کارآمد کنترل می شود.

مقامات دولتی می توانند با توجه به اطلاعات جمع آوری شده، انرژی را در مکان هایی که از تراکم جمعیت کمتری برخوردار است و به انرژی مصرفی کم تری احتیاج دارند، کاهش دهند و یا با برنامه ریزی صحیح دما و روشنایی را در سطح شهر تنظیم نمایند، تا ایمنی و آسایش را در جاده ها و مسیرها افزایش دهند. فراموش نکنید که زیر ساخت های روشنایی شهر یکی از مهم ترین سیستم های ارتباطی در شهرهای هوشمند محسوب می شوند.

رشد اقتصادی

اگر چه در زیر ساخت های روشنایی هوشمند LED شهرها به صورت مستقیم از رشد اقتصادی صحبت نمی شود، اما در نهایت مزایای مرتبط با روشنایی هوشمند LED به رشد اقتصادی در شهرها نیز کمک می کند.

مصرف انرژی و صرفه جویی دو عامل مهمی می باشند، که هزینه های آن می تواند اقتصاد یک شهر را بهبود بخشد. علاوه بر آن می توان به سادگی با استفاده از چراغ های هوشمند LED جذابیت یک ساختمان، بنای یاد بود و یا چشم انداز ها را افزایش داد. ضمن آن که آن ها می توانند نمادهای یک شهر نیز باشند. در نتیجه شهرداری شاهد یک جریان ثابتی از گردشگران خواهد بود، که رشد اقتصادی شهر را افزایش می دهد.

بهترین مثال می تواند مهم ترین جاذبه توریستی کشور استرالیا OperaHouse باشد. OperaHouse مهم ترین مکان گردشگری در کل کشور استرلیا محسوب می شود، که بخش عمده ای از جذابیت آن مربوط به LED ها است. بر اساس گزارشی که توسط سازمان Deloitte منتشر شده است، ارزش فرهنگی و نمادین این مکان حدود ۴۰۶ میلیارد دلار برآورد شده است. جالب است بدانید که هر ساله جشنواره هایی در سراسر جهان مانند جشن نور در سیدنی برگزار می شود، که تنها به نورها و چراغ ها اختصاص داده می شود.

در نهایت برای پاسخ به سوال ” آیا بدون سیستم روشنایی هوشمند شهری، می توان یک شهر هوشمند داشت؟” می توان گفت روشنایی هوشمند LED برای شهرهای هوشمند بسیار مهم است. اگر مایل هستید که با اطلاعات بیش تر و دقیق تر در این رابطه آگاه شوید، بهتر است اخبارهای مربوط به بزرگ ترین نشست روشنایی استرالیا را دنبال کنید.

اثرات منفی زیست محیطی لامپ های LED هوشمند

بدون شک نمی توان گفت که هر اختراعی به طور کامل بی نقص و به نفع بشریت است. بلکه همیشه یک جنبه منفی در زمینه فناوری در اختراعات وجود دارد، که اغلب نادیده گرفته می شود. مهم این است که هنگام استفاده از تکنولوژی تعادل را رعایت کنیم. به عنوان یک واقعیت ناخوشایند روشنایی هوشمند LED ها نیز تا حدودی تاثیرات منفی محیطی بر روی سیاره ما دارند، اما در مقایسه با چراغ های هالوژنی که در حال حاضر مورد استفاده شهرها هستند، چراغ های LED از مزایای بیشتری برخوردار می باشند. شهرهای هوشمند مایل اند تا چراغ های هوشمند LED را جایگزین چراغ های هالوژنی نمایند، اما در طولانی مدت و پس از ده ها سال باعث افزایش آلودگی نوری در محیط زیست خواهد شد.

بر اساس مطالعات انجام شده توسط مرکز تحقیقاتی GFZ آلمان در چهار سال اخیر میزان نور مصنوعی که در طول شب و در تاریکی از سطح زمین پخش می شود، حدود ۲ درصد در سال افزایش یافته است و عامل اصلی آن رشد سریع روند نصب و راه اندازی LED ها در شهرهای مختلف می باشد.

جالب است بدانید که دانشمندان برای رصد و اندازه گیری پدیده آلودگی نوری از یک رادیومتر که مخصوص اندازه گیری نور شب ساخته شده بود، استفاده کردند. در واقع این دستگاه بر روی یک ماهواره نصب شده است، که به مدت چهار سال زمین را رصد می کرد و پس از چهار سال نتیجه مطالعات حاکی از آن بود که سریع ترین روند رشد در افزایش نور مصنوعی در کشورهای در حال توسعه بوده است. ضمن آن که این مطالعات بیانگر این بود که بیش تر نورها غیر قابل کشف بودند، زیرا سنسورهای این دستگاه قادر به اندازه گیری نورها با طول موج کمتر از ۵۰۰ نانو متر نمی باشد. این بدان معنا است که این طیف از نورها مربوط به چراغ های LED آبی بسیار روشن است.

نقاط ضعف چراغ های LED

اگر بخواهیم نقاط ضعف چراغ های LED را مورد بحث و بررسی قرار دهیم، می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

روشن نگه داشتن چراغ های آبی LED در طول شب تاثیر جدی بر حیات وحش در جنگل ها خواهد داشت. در واقع هنگامی که نور مصنوعی زیادی در محیط وجود داشته باشد، ریتم های بیولوژیکی را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث تخریب چرخه طبیعی یک اکو سیستم می شود. انتشار بیش از حد نور مصنوعی در طول شبانه روز حتی بر روی سلامت انسان ها نیز تاثیر منفی خواهد داشت. علاوه بر آنچه ذکر شد آلودگی نوری باعث تحریک طبیعت نیز می شود، به طوری که بهار زودتر از حالت طبیعی و زمان واقعی فرا می رسد.

کنترل هوشمند روشنایی معابر

با توجه به تمام جنبه های منفی چراغ های LED محققان در مطالعات خود در مورد این چراغ ها خوش بین هستند. آن ها معتقدند که می توان تاثیرات منفی چراغ های LED در آلودگی محیط زیست را تغییر داد و بهبود بخشید. علاوه بر تمرکز بر روی از بین بردن تاثیرات منفی لامپ های LED مهندسان و مخترعین می بایست سعی کنند تا لامپ های هوشمندی بسازند، که علاوه بر این که انرژی کم تری مصرف می کنند، در هنگام روشنایی روز و زمانی که مورد استفاده نیستند نیز خاموش باشند تا در طول خاموشی انرژی مصرف نکنند. البته بسیار مهم است، که میزان انرژی را که به دلیل استفاده از چراغ های هوشمند LED ذخیره نموده ایم، با نصب چراغ های LED غیر ضروری زیاد در فضاهای شهری ضایع نکنیم.

منبع: smartcity