Dezvoltarea iluminatului cu LED-uri, care generează lumină prin recombinarea radiativă a găurilor de electroni în semiconductori în stare solidă, mai degrabă decât prin stimularea unui mediu gazos sau încălzirea unui radiator termic într-o carcasă sau incintă de sticlă, a beneficiat enorm de iluminat stradal. În comparație cu sistemele HID, cum ar fi luminile cu sodiu de înaltă presiune (HPS), sodiu de joasă presiune (LPS) și cu halogenuri metalice (MH), tehnologia de iluminare în stare solidă oferă beneficii semnificative.
Economiile semnificative de energie oferite de tehnologia LED este ceea ce a motivat cel mai mult trecerea de la HID (HPS, LPS, MH) la LED. Deși lămpile HPS, cea mai comună sursă de iluminat stradal, pot atinge eficiențe ale sursei de până la 150 lm/W în produsele de mare putere, în aplicații practice, eficiența lor este mai aproape de 100 lm/W. Luminile stradale HPS pot pierde cu 30% până la 40% din eficiența sistemului lor atunci când sunt luate în considerare pierderile optice și de balast. În schimb, LED-urile transformate cu fosfor au eficiențe ale sursei între 150 și 190 lm/W, care sunt ambele viabile din punct de vedere economic și au eficiențe prospective ale sursei de 255 lm/W. Luminile stradale cu LED pot atinge o eficiență a sistemului de peste 140 lm/W și o eficiență a corpurilor de iluminat care este aproape de 80% datorită eficienței ridicate a sursei, modelului de emisie direcționată și eficienței mari de conversie a puterii. Acest lucru indică faptul că, în comparație cu sursele tradiționale de iluminat, iluminatul stradal cu LED oferă economii de energie de la 50% până la 100%.
Municipalitățile și utilitățile care caută să reducă costurile de funcționare și reluare sunt atrase de costurile reduse de întreținere și de ciclu de viață ale iluminatului stradal cu LED. Sistemele de iluminat cu LED-uri pot funcționa mai mult de 50,000 ore, cu condiția să aibă un management termic adecvat și un control optim al puterii. LED-urile sunt realizate mai degrabă dintr-un bloc semiconductor decât din plicuri de sticlă sau alte părți delicate. Luminile stradale cu LED pot rezista la vibrațiile continue de la automobilele care se mișcă rapid, datorită rezistenței la starea solidă a sursei de lumină. Fiabilitatea și durabilitatea remarcabile lucrează împreună pentru a prelungi durata de viață a sistemelor LED și pentru a reduce semnificativ întreținerea și reluarea lămpii.
Pentru condiții optime de condus pe timp de noapte, distribuția spectrală a puterii (SPD) a iluminatului stradal cu LED poate fi ajustată. Proprietățile spectrale ale sursei de lumină au un impact semnificativ asupra vizibilității pe care o oferă un sistem de iluminat. Tijele și conurile, două tipuri de fotoreceptori optici, sunt prezente în ochiul uman. Viziunea scotopică, care este utilizată noaptea când nivelul de luminozitate este foarte scăzut (mai puțin de 0,005 cd/m2), este posibilă prin tije. Toate culorile vizibile pot fi văzute de conuri, care sunt cele mai active în circumstanțe fotopice când luminanța este de obicei mai mare de 3,4 cd/m2. Pentru viziunea fotopică și vederea scotopică, cele mai înalte curbe de sensibilitate spectrală sunt la 555 și, respectiv, 507 nm. Fotoreceptorii tijei răspund la vederea mezopică, care este regiunea dintre vederea fotopică și vederea scotopică.
Spectrul de lumină al luminilor stradale cu LED poate fi modificat pentru a viza cel mai eficient spectru pentru stările de viziune a drumului, în special viziunea mezopică care se aplică nivelurilor de lumină întâlnite frecvent în iluminatul stradal, prin ajustarea raportului de fosfor pentru culorile dorite în down-convertoare. Ochiul trebuie să aibă o viziune scotopică puternică pentru a identifica obiectele în afara axei. În timp ce acuitatea vizuală are un rol relativ mic în vizibilitatea șoferului, o redare puternică a culorilor permite angajarea fotoreceptorilor conici, ceea ce face mai simplă diferențierea lucrurilor mici de fundalul lor. În comparație cu lămpile HPS, care au un CRI scăzut, luminile stradale cu LED au, în general, un CRI de 80, care este suficient pentru iluminarea drumurilor. Pentru a asigura o performanță vizuală optimă în vederea mezopică, este adesea dorit un spectru de lumină cu un raport scotopic/fotopic (S/P) ridicat. În timp ce luminile stradale cu LED pot fi adaptate spectral pentru a oferi un raport S/P între 1,21 (LED 3000 K) și 2,0 (LED 6000 K), lămpile HPS au de obicei un raport S/P de 0,63.
Vizibilitatea nu este întotdeauna îmbunătățită de un raport S/P ridicat. Când există o densitate mare de ceață, ceață sau ceață în atmosferă, vizibilitatea meteorologică este slabă și cu cât raportul S/P este mai mare, cu atât mai multă lumină este împrăștiată și mai puțină lumină este transmisă. Lumina cu un raport S/P ridicat are o mare parte de lungimi de undă albastre în spectrul său. Acest lucru a stârnit îngrijorări cu privire la pericolele luminii albastre și efectele fiziologice ale iluminatului stradal de mare intensitate și CCT. Spectrul de lumină pentru iluminatul carosabil poate avea nevoie de un conținut minim de albastru sau un raport S/P moderat pentru a oferi o vizibilitate bună, precum și pentru a crea vigilență și a suprima eliberarea de melatonină (care este cunoscută sub numele de hormonul somnului). Cu toate acestea, lumina albă rece, bogată în albastru, nu trebuie utilizată în iluminatul interior în timpul nopții pentru a evita perturbarea circadiană. Deci, pentru iluminatul drumurilor mari și autostrăzilor, sunt recomandate în mod obișnuit luminile stradale LED cu o temperatură de culoare de 4100 K. Lumina albă caldă (de exemplu, 3000 K) este recomandată în locații cu populație densă și în zone rezidențiale pentru a minimiza efectele fiziologice dăunătoare ale iluminatului stradal. Orice nevoie de CCT poate fi satisfăcută cu tehnologia LED.
Deoarece sunt semiconductori, LED-urile pot fi integrate cu ușurință în alte circuite cu stare solidă. Deoarece LED-urile răspund imediat la modificările sursei de alimentare, reglarea analogică bazată pe abordarea de reducere continuă a curentului (CCR) poate fi utilizată prin simpla modificare a curentului de comandă furnizat LED-urilor. Tehnologia de modulare a lățimii de impuls (PWM), care permite controlul intensității întregii game, păstrând în același timp un punct de culoare constant în ciuda variațiilor de intensitate a luminii, poate fi folosită și pentru a diminua digital luminile stradale cu LED. În comparație, reglarea lămpilor MH este mai dificilă, iar luminile stradale HPS pot fi reduse doar la aproximativ 50 la sută intensitatea luminii. Deoarece iluminatul solid este digital, există perspective de integrare directă a luminilor stradale cu sisteme bazate pe computer, ceea ce ar crește automatizarea și eficiența. Această integrare a conectivității fără fir, a tehnologiilor senzorilor și a iluminatului stradal deschide ușa către o varietate de posibilități IoT de ultimă oră.
