Advance LED lighting design nell'illuminazione pubblica. Relazione tecnica Attività C.2: Ricerca progettuale PLUS ME

Lo scopo generale della ricerca è quello di progettare un sistema ottico a LED adatto ad illuminare una strada a traffico motorizzato che rispetti i requisiti delle categoria illuminotecnica MExx (in riferimento alla normativa UNI EN 13201-2: 2004) per applicazioni in strade urbane di tipo F. I principali obiettivi riguardano la realizzazione di un apparecchio modulare con un basso numero di sorgenti luminose (rispetto ad altri prodotti già presenti sul mercato) che consenta di ridurre gli ingombri e creare la condizioni per un design di un prodotto originale e innovativo. In particolare dunque si terrà particolarmente conto dell’efficienza energetica del sistema, della riduzione di dimensioni e materiali del corpo illuminante e della modularità del sistema per un’applicabilità scalare dell’apparecchio in diverse situazioni impiantistiche. La fase iniziale della ricerca si è focalizzata su uno studio dello stato dell’arte utile ad esaminare alcune delle soluzioni ottiche disponibili sul mercato al fine di trarne alcune considerazioni tecniche per il successivo sviluppo del prodotto. Oltre a ciò è stata fatta una selezione e un analisi comparativa tra le prestazioni delle sorgenti LED e dei componenti ottici ad oggi effettivamente disponibili sul mercato tali da poter essere applicati nel modulo PLUS ME. Da questa analisi preliminare è stato sviluppato un progetto di massima che indica le performance desiderate e i vincoli del prodotto di illuminazione utilizzati nella fase di progettazione del modulo vera e propria. In particolare, lo stadio di progettazione del modulo PLUS ME prevede una focalizzazione su tre elementi che vengono sviluppati in parallelo: l’apparato ottico, l’apparato termico e la funzionalità meccanica del prodotto. La fase di progetto del sistema ottico di un apparecchio SSL inizia con la modellazione della sorgente LED o del sistema LED con lente per ottenere una serie di simulazioni fotometriche che tengano in considerazione della fotometria delle lenti secondarie e delle eventuali ombreggiature tra le stesse, la coppa di protezione e eventuali schermature del supporto meccanico del modulo. La fase di progetto relativa alla dissipazione si basa su una simulazione termica di una serie di dispositivi che variano in base alla geometria (“forma” del modulo) e alla tipologia di alettatura per ottenere una temperatura di giunzione prossima al valore di 70°C. Infine la fase di progettazione meccanica del modulo si è focalizzata sul massimizzare le funzioni ottiche e termiche e allo stesso tempo mantenere le minime dimensioni, i minimi ingombri e utilizzare al minimo i materiali in una forma modulare. Il progetto del PLUS ME finale consiste in un modulo dotato di 8 LED accoppiati a lenti secondarie con distribuzione asimmetrica del flusso luminoso, e da un sistema di dissipazione integrato e una coppa di protezione (garantisce il desiderato valore di protezione del vano ottico rispetto all’ingresso idi polvere e acqua). Tali moduli sono combinati in maniera tale da ottenere apparecchi di illuminazione di diversa taglia: 4 moduli per le classi ME3a, 3 moduli per le classi ME4A, 2 moduli per le classi ME5. In questo senso, l’apparecchio di illuminazione completo PLUS ME non è pensato come un unico elemento monoblocco ma, diversamente, è caratterizzato da tre blocchi logici funzionali: ausiliari elettrici (alimentazioni e sistemi di diagnostica, controllo e comunicazione intelligente, se presenti, integrati nel sistema di fissaggio al palo), attacco al palo e ai moduli e motori luminosi in quantità diverse in base all’applicazione impiantistica.