Energieverbrauch und Umweltauswirkungen von Licht verringern mit Ansys Speos
Branche: Elektrotechnik/Elektronik, Energieversorung, Stahl- und MetallerzeugungFachgebiet: OptikLenzi ist ein weltweit agierendes Unternehmen für innovative Beleuchtung. Um veränderten Richtlinien zur Vermeidung, Verringerung und Begrenzung von Lichtverschmutzung gerecht zu werden, musste das Unternehmen den gesamten Produkt-Katalog anpassen. Das digitale Simulationswerkzeug Ansys Speos ermöglichte es, diese enorme Herausforderung innerhalb von nur 24 Monaten zu bewältigen.
Zusammenfassung
Aufgabe
Nach einer neuen Verordnung zur Vermeidung, Verringerung und Begrenzung der Lichtverschmutzung musste Lenzi den gesamten Produktkatalog anpassen und eine große Menge an Informationen über die verwendeten Materialien zur Neuvalidierung sammeln und analysieren.
Lösung
Mit Ansys Speos wurden Informationen über das Spektrum, den Emissionsgrad und die Leistung der verwendeten LEDs simuliert.
Kundennutzen
Das Erstellen von Prototypen und deren Testung durch ein externes Prüflabor war nicht mehr erforderlich. Für Lenzi reduzierten sich somit die Validierungskosten und -zeiten und der gesamte Entwicklungsprozess wurde beschleunigt.
Lenzi ist ein international führendes Unternehmen für innovative Beleuchtungssysteme. Die Produkte werden in 50 Ländern verkauft. Das Unternehmen vertreibt seit 1953 traditionelle Modelle von Laternen oder "Beleuchtung im französischen Stil". Die Stadt Paris wird größtenteils von Lenzi-Produkten beleuchtet. Die Forschungsabteilung entwickelt Produkte mit modernster LED-Technologie.
Um neuen Verordnungen zur Vermeidung, Verringerung und Begrenzung der Lichtverschmutzung gerecht zu werden, musste das Unternehmen den gesamten Produkt-Katalog anpassen. Konkret bedeutete das:
- den Anteil des blauen Lichts im Spektrum der künstlichen Beleuchtung zu reduzieren
- den Anteil des in einem Kegel von 151° unter der Horizontalen abgestrahlten Lichtstroms im Verhältnis zum Gesamtlichtstrom zu maximieren
- den Anteil des in Richtung Himmel abgestrahlten Lichts auf weniger als 1% der Gesamtabstrahlung zu reduzieren
- den in Richtung Himmel abgestrahlten Lichtstrom auf ein Minimum zu begrenzen
Die Validierung der Normen im Rahmen des Entwicklungsprozesses erforderte in der Vergangenheit physische Messungen in einem photometrischen Labor. Dazu musste ein Prototyp hergestellt werden. Das, was für Lenzi mit erheblichen Kosten und Zeitverzögerungen verbunden war.
Durch ein physik-basiertes optisches Simulationstool wie Ansys Speos können diese Validierungen nun digital durchgeführt werden. Dies erfolgt durch den Vergleich zwischen Labormessungen und repräsentativen Modellen des Produktkatalogs. Mit CADFEM-Unterstützung konnte Lenzi in kürzester Zeit realistische Simulationen erstellen, die mit den im Fotometrielabor erzielten Ergebnissen identisch sind. Die Speos-Funktionen, die auf die Produktivität und Genauigkeit der Berechnungen ausgerichtet sind, ermöglichen es außerdem, verschiedene Konfigurationen schnell zu testen und Konstruktionsprobleme früh zu erkennen. Mit der Funktion "Lichtexperte" in Speos kann unter anderem nicht unerwünschte Strahlung, wie z.B. nach oben gerichtetes Licht, identifiziert und korrigiert werden. CADFEM Simulationsexperten unterstützten Lenzi auch bei der Implementierung und Kalibrierung von Ansys Speos.
Für Lenzi bedeutet die Umstellung von Tests mit physischen Prototypen auf die digitale Simulation virtueller Prototypen eine Reduktion der Validierungskosten und -zeiten sowie eine Beschleunigung des gesamten Entwicklungsprozesses ohne Qualitätsverlust.
In Zusammenarbeit mit den Konstruktionsabteilungen wurden Informationen über die verwendeten Materialien, über das Spektrum, den Emissionsgrad sowie die Leistung der verwendeten LEDs gesammelt und in die Software Ansys Speos übertragen.
Ansys Speos ermöglichte es, die photometrischen Intensitätsdateien (IES oder LDT) zu verwenden, die die Intensität des Lichtstrahls am Ausgang der Optik in Bezug auf die Lichtquelle modellieren LEDiL.
Mit der Software können darüber hinaus virtuelle Sensoren erstellt werden, die der Reproduktion photometrischer Labormessungen, z. B. von einem Photogoniometer, dienen und oder auch zur Generierung von IES- oder LDT-Dateien verwendet werden können.
