O technologiach, które z nocy robią dzień

Być może za jakiś czas nie będziemy potrzebować w ogóle świateł dalekiego zasięgu - w końcu samochody autonomiczne nie mają ludzkich ograniczeń i są w stanie monitorować otoczenie również bez dodatkowego oświetlenia. Na razie jednak dobre lampy to absolutna podstawa bezpieczeństwa jazdy nocnej.

Czas więc przyjrzeć się temu, co też siedzi obecnie w samochodowych lampach i co trafi do nich w niekoniecznie odległej przyszłości.

Najprostszy i najtańszy pod każdym względem spotykany obecnie typ oświetlenia samochodowego, stosowany od lat 60. poprzedniego stulecia.

Popularności tego rozwiązania trudno się dziwić - po pierwsze oferowane jest we wszystkich samochodach w standardzie (chyba że już na start proponuje się w nim coś lepszego), w przeciwieństwie do bardziej zaawansowanych systemów oświetlenia, wymagających często dopłaty rzędu kilku lub kilkunastu tysięcy złotych. Po drugie jest też teoretycznie tańsze w eksploatacji - żarówki halogenowe będą przepalać się szybciej niż palniki w lampach ksenonowych, ale też można je kupić wielokrotnie taniej.

Do wad halogenowego oświetlenia drogi przed autem trzeba też zaliczyć przeważnie gorsze efekty samego oświetlania, niż w przypadku droższych opcji. Strumień światła jest słabszy (do 1500 lumenów), zasięg jest mniejszy (do około 100-130 m), niż przy oświetlaniu np. ksenonami, a światło ma barwę daleką od naturalnej. Do tego halogeny pobierają wyraźnie więcej energii i generują wyższe temperatury podczas pracy, prowadząc do szybszego zużycia nie tylko żarnika (trwałość około 300-1000 godzin), ale i całej lampy.

Za to jeśli komuś zależy na niskich kosztach eksploatacji albo jeździ głównie po dobrze oświetlonych drogach czy mieście, to rozwiązanie takie może okazać się całkowicie wystarczające.

Jak to w ogóle działa? Źródłem światła w żarówkach halogenowych są żarniki wolframowe - świecące, gdy przepływa przez nie prąd, zamknięte w bańce wypełnionej mieszkanką gazów (w tym halogenu - stąd nazwa). Za żarówką umieszczony jest specjalnie zaprojektowany odbłyśnik, którego zadaniem jest odbijanie światła i kierowanie go na drogę.

W przypadku, kiedy mamy do czynienia z klasycznym reflektorem, za odpowiednie ukierunkowanie i rozproszenie światła odpowiada szyba reflektora o specjalnej fakturze.

Jeśli natomiast mamy do czynienia z reflektorem soczewkowym (albo szyba rozpraszająca znajduje się wewnątrz reflektora), osłona reflektora jest gładka - pełni jedynie funkcje ochronne.

Premiera pierwszych samochodów z takimi światłami: Lata 60. zeszłego stulecia

Obecnie dostępny w: praktycznie każdym aucie, chyba że standardowo wyposażone jest w lepsze źródło światła

Orientacyjna cena: 0 zł, wyposażenie standardowe

Czyli popularny obecnie tzw. ksenon i biksenon. W odróżnieniu od halogenowego źródła światła nie znajdziemy tutaj żarnika i na ksenony nie można mówić żarówki (tylko np. palniki wyładowcze albo ksenonowe). Wnętrze bańki takiej lampy wypełniono gazem szlachetnym (właśnie ksenonem) pod wysokim ciśnieniem, jonizowanym poprzez przyłożenie do elektrod wysokiego napięcia. Źródłem światła jest powstający między elektrodami łuk świetlny.

Początkowo (od lat 90. zeszłego stulecia) lampy ksenonowe stosowano wyłącznie w światłach mijania (światła drogowe nadal realizowane były przez lampy halogenowe) i jedynie w samochodach z najwyższej półki. Na początku XX w. wprowadzono jednak na rynek światła biksenonowe, w których światła drogowe i mijania obsługiwane są jednym palnikiem, z wykorzystaniem odpowiedniej przysłony lub innego, podobnego rozwiązania.

Z czasem też rozwiązanie to zaczęło tanieć i trafiać do coraz to tańszych modeli - dziś możemy je dokupić już nawet do małych miejskich aut, takich jak Audi A1.

Zalety tego rozwiązania? Nieporównywalnie mocniejszy strumień świetlny (ponad 3000 lumenów), wyższa trwałość niż halogenów (około 3000 godzin), niższy pobór energii, barwa światła dużo bardziej zbliżona do światła naturalnego (za czym idzie mniejsze zmęczenie kierowcy) oraz zauważalnie większy zasięg.

Wady? Ksenony przeważnie wymagają dopłaty w wysokości kilku tysięcy złotych (wspomniane wcześniej Audi A1 - 4370 zł). I choć przejedziemy na nich bez problemu kilkadziesiąt tysięcy kilometrów, to kiedy dojdzie do wymiany (zalecana parami), będziemy musieli zapłacić wielokrotnie więcej, niż gdybyśmy wymieniali tradycyjne żarówki halogenowe. Obecność reflektorów ksenonowych wiąże się także przeważnie (wyjątkiem są reflektory o mniejszej mocy) z obecnością niezbędnego dodatkowego osprzętu - w tym m.in. systemem automatycznego poziomowania czy spryskiwaczami.

Aktualnie w nowych samochodach zamiast ksenonów coraz częściej możemy jednak znaleźć zupełnie nowszą generacje oświetlenia.

Pierwszy samochód z takimi światłami: BMW serii 7 (1991)
Obecnie dostępny w: większość aut ze średniej półki cenowej ma je w standardzie, niektóre samochody miejskie (za dopłatą)
Orientacyjna cena: 4370 zł (Audi A1), 4700 zł (Skoda Superb, tylko wersja Active)

Nowszą, ale niekoniecznie zupełnie nową. Reflektory, w których źródłem światłą są LED-y, są z nami już od niemal 15 lat. W 2004 roku na rynku pojawiło się bowiem pierwsze auto wyposażone w diodowe lampy, choć jedynie do jazdy dziennej - Audi A8 D3 z silnikiem W12. Dwa lata później Lexus zaprezentował LS600h, w którym diody pełniły już funkcję świateł mijania, natomiast w 2008 Audi R8 stało się pierwszym samochodem, który wykorzystywał LED-y zarówno jako światła mijania, kierunkowskazy, jak i światła drogowe.

Zalety? Na pierwszy rzut oka bez wątpienia wygląd. Oświetlenie LED-owe dało projektantom jeszcze większą swobodę przy opracowywaniu nowych modeli. Są jednak i zalety praktyczne - LED-y są jeszcze bardziej energooszczędne od ksenonów, mają taki sam albo większy zasięg, świecą światłem o temperaturze barwowej (5500 K) jeszcze bardziej zbliżonej do naturalnej, a do tego są jeszcze bardziej długowieczne.

W pełni LED-wy reflektor składa się z szeregu modułów, odpowiadających za funkcje poszczególnych świateł. Osobny zestaw diod odpowiada za światła do jazdy dziennej, światła mijania, światła drogowe, światła doświetlające zakręty i kierunkowskazy. W sumie mamy więc do czynienia nawet z kilkudziesięcioma diodami w każdym z reflektorów.

Pierwszy samochód z takimi światłami: Audi A8 W12 (2004, światła do jazdy dziennej), Lexus LS600h (2006, światła mijania) Audi R8 (2007, wszystkie światła przednie)
Obecnie dostępny w: większości modeli Audi, Mercedes, BMW, Renault, Peugeot, wielu innych producentów
Orientacyjna cena: 4180 zł (Audi A6), 0 zł (Audi A8), 5780 zł (Audi A5)

Czyli nic innego, jak połączenie wszystkich zalet oświetlenia LED z opcją ich adaptacji do aktualnie panujących na drodze warunków, wliczając w to także obecność innych uczestników ruchu. Każda dioda obsługuje tu jeden z maksymalnie kilkudziesięciu segmentów drogi przed autem, a komputer może je dowolnie włączać, przyciemniać i wyłączać.

Takie światła, połączone z kamerami (a w niektórych przypadkach nawet z nawigacją GPS) są w stanie nie tylko automatycznie regulować długość snopu światła i jego natężenie w zależności od warunków (doświetlając m.in. pobocza, ronda i skrzyżowania), ale i wycinać z oświetlanej przestrzeni nadjeżdżające z naprzeciwka auta, poprzez wyłączanie diod albo ich przyciemnianie.

Możliwości komputerowo kontrolowanych reflektorów są zresztą jeszcze większe - nowsze modele Audi wyposażone w kamerę termowizyjną potrafią np. wykryć pieszego i trzykrotnie mrugnąć w jego kierunku.

Pierwszy samochód z takimi światłami: BMW serii 7 (2012, kontrolowane mechanicznie), Audi A8 (2013, kontrolowane cyfrowo)
Obecnie dostępny w: samochody klasy średniej wyżej i luksusowe, wybrane modele z niższych półek (Opel Astra, Insignia, Mazda 6)
Orientacyjna cena: 10 670 zł (Audi A8), 0 zł (Toyota Prius Plug-In), 6125 zł (Mercedes Klasy E), 9230 zł (Audi A5), 6670 zł (BMW serii 5), 10 344 zł (Porsche Panamera)

Kolejny przełom w dziedzinie oświetlenia samochodowego, niestety - podobnie jak LED-y na początku - dostępny dla wąskiego grona najbardziej zamożnych. Samochodów z takimi reflektorami jest na rynku bardzo niewiele, a jeśli już są, to dopłata do tego rodzaju oświetlenia jest ogromna - przykładowo w nowym Audi A8 taki system kosztuje prawie 28 tys. zł (choć w pakiecie dostajemy też światła HD Matrix LED)!

Są jednak powody, żeby tyle zapłacić. Po raz kolejny nowe rozwiązanie ma większy zasięg od swojego poprzednika (w przypadku nowego A8 zasięg oświetlenia laserowego jest dwukrotnie większy, niż świateł LED), zużywa jeszcze mniej energii (0 1/3 mniej) i jest dużo bardziej kompaktowe.

A i to jeszcze nie ostatni krok w rozwoju oświetlenia. Przed nami jeszcze laserowy odpowiednik matrycowego oświetlenia LED-owego, czyli matrycowe oświetlenie laserowe. W tym przypadku zastosowanie zestawu ruchomych mikroluster pozwala osiągnąć rozdzielczość wielokrotnie wyższą, niż ma to miejsce w przypadku matrycowych świateł LED. Podczas gdy te drugie osiągają pułap kilkudziesięciu segmentów, światła laserowe mają ich nawet ponad 100 tys. Możliwe jest więc jeszcze precyzyjniejsze wycinanie pojazdów z naprzeciwka, oświetlanie kluczowych elementów czy pieszych, a nawet rysowanie światłem na drodze odpowiednich wzorów czy napisów.

Pierwszy samochód z takimi światłami: Audi R8 LMX (limitowana seria), BMW i8
Obecnie dostępny w: Audi A8, BMW serii 7
Orientacyjna cena: 27 990 zł (Audi A8), 15 190 zł (BMW serii 7)