Использование светодиодных источников света считается наиболее перспективным направлением в области искусственного освещения. По статистическим данным за 2016 год светодиодные лампы занимают около 30% рынка осветительных приборов.
Такой спрос вполне оправдан, так как современные светодиоды эффективно решают целый спектр задач: увеличивают энергоэффективность освещения, улучшают светопередачу, повышают безопасность и срок эксплуатации осветительных приборов.
Впервые свечение диодов заметил Олег Лосев в 1922 году. Проводя исследования в лаборатории радиотехники, он обнаружил едва заметное свечение кристаллических диодов, которые в то время использовались в радиоприемниках. Однако первый диод современного образца был изготовлен в 1962 году, но он испускал красное свечение.
В период с 1971 по 1993 годы появились желтые, зеленые, синие и ярко-синие светодиоды. Они могли использоваться только в декоративной подсветке.
В 1995 году удалось создать первый светодиод, который испускал белый свет. Однако уровень освещенности у новых ламп был очень низким, да и стоили они достаточно дорого. Только 10 лет спустя, удалось разработать мощный светодиод (100 люменов на ватт) и запустить их серийное производство. На российском рынке светодиодные лампы появились относительно недавно - в 2008–2010 годах.
Три кита, на которых держится популярность светодиодных ламп - долговечность, энергоэффективность и экологичность. Рассмотрим эти параметры в сравнении с другими источниками освещения:
Лампа с вольфрамовой спиралью по паспорту имеет рабочий ресурс в 1000 часов. На самом деле лампочка сгорает намного раньше, потому что вольфрам очень чувствителен к перепадам напряжения. Если же лампа и работает длительное время, то после 700 часов значительно снижается её светоотдача.
Люминесцентная лампа имеет ресурс в 7000–9000 часов, однако яркость светового потока снижается на треть уже после 3000 часов работы.
Теперь посмотрим характеристики светодиодного источника света: рабочий ресурс - 10000-40000 часов (10–12 лет), яркость потока незначительно снижается в течение всего периода эксплуатации, светодиод устойчив к перепадам напряжения и сразу после включения набирает полную яркость.
Вы помните из экскурса в историю, что до 2005 году светодиодная лампа проигрывала всем прочим источникам освещения по такому параметру как светоотдача. Например, светоотдача лампы накаливания составляет 7–20 люмен на ватт. Однако энергоэффективность источника крайне низкая, так как 80% электроэнергии идет только на нагрев вольфрамовой нити, а 20% на освещение.
Люминесцентные лампы дают световой поток 50–60 люмен на ватт и при этом тратят электроэнергии в 5–6 раз меньше, чем лампы накаливания. Люминесцентные лампы занимали лидирующие позиции по энергосбережению пока не появились светодиоды современного образца.
Светодиодные лампы выдают 50–100 люмен на ватт. На сегодня - это лучший показатель для источников искусственного освещения. Энергосбережение светодиодной лампы в 2–3 раза выше люминесцентной и в 10–15 раз - лампы накаливания.
Кроме того, светодиодные источники света имеют низкую теплоотдачу, поэтому большая часть энергии идет сразу на освещение. Вы замечали, что к светодиодным лампам можно прикоснуться даже после 10–12 часов непрерывной работы.
Светодиодные лампы имеют высокий уровень экологичности, так как для их производства не используются вредные химические компоненты. При эксплуатации они не излучают УФ и ИК лучи, что делает светодиодное освещение наиболее безопасным для жилых помещений.
Если во всем мире заменить все лампы накаливания и люминесцентные источники света на светодиодные лампы, то это резко снизит количество выбросов углерода в атмосферу, сократит световое загрязнение и соответственно повысит качество жизни людей и окружающей природы.
Ещё одно важное преимущество светодиодного источника света - это высокая прочность конструкции. Вам известно, что лампы накаливания нельзя трясти, а колбы в люминесцентных источниках выполняются из хрупкого стекла? При падении такие лампы разбиваются в 90% случаев из ста. Светодиодные источники света выполняются из ударопрочного пластика, поэтому при падении остаются целыми.
Можно ещё насчитать десяток плюсов светодиодных ламп в сравнении с другими источниками света, но перечисленные выше - это основные преимущества. Оценив только эти достоинства светодиодов, вы уже сможете сделать оптимальный выбор.
Появление LED-элементов (light-emitting diode) ознаменовало эволюционный виток в развитии светотехнической продукции. Технология инфракрасного диода была запатентована в 1961 году, но применимый на практике светодиод появился только год спустя. Первые LED-лампы стоили до $200, падение цены на них началось спустя тридцать лет – в начале 90-х, когда создали дешевый диод синего цвета.
В течение последнего десятилетия частные лица и владельцы бизнеса все чаще выбирают доступное светодиодное освещение. Серийный выпуск LED-элементов, демонстрирующий высокие темпы роста, отражает оживленный спрос на них.
Подготовим полный расчет стоимости, необходимого оборудования и 3D визуализацию для освещения вашего объекта. Это БЕСПЛАТНО - еще до покупки и заключения договора, вы сможете оценить:
"Сколько это будет стоить?", "Как это будет выглядеть?", "Сколько будет наматывать счетчик?".
Светодиод представляет собой прибор на основе полупроводниковых кристаллов с электронно-дырочным переходом. Он создает оптическое излучение в узком диапазоне спектра при пропускании через него электрического тока. Под действием последнего каждый кристалл начинает излучать лучи в спектре RGB, а белый цвет является результатом их смешения. При изменении соотношения цветов получают оттенки белого света от теплого до холодного.
Если говорить о современных светодиодных лампах, то они состоят из следующих элементов:
Как и другие популярные источники освещения – традиционные и люминесцентные – они тоже имеют достоинства и недостатки. К преимуществам LED светильников относят следующие характеристики:
Светодиодные источники света не нуждаются в регулярном техническом обслуживании и подходят для освещения влажных и пыльных помещений. На их срок службы не влияет частое включение и отключение питания, в отличие от галогенных, люминесцентных и ламп накаливания.
С момента появления на рынке источники света на основе светодиодов непрерывно дешевеют, но до сих пор остаются дорогими на фоне альтернативных решений. Это является их главным и единственным недостатком. Но если учитывать срок службы и уменьшенное потребление энергии, установка LED-освещения будет предпочтительнее с экономической точки зрения.
Светодиодные элементы работают от 10-100 мA и более. Чем мощнее диод, тем выше сила тока ему требуется, но тем больше вероятность перегорания светодиода. Для выпрямления характеристики силы тока используют драйверы. Чем более точно они работают, тем дольше прослужит диод.
Зависит от полупроводников и других химических элементов, использованных при изготовлении LED-элемента. Их качественные и количественные характеристики напрямую влияют на цвет свечения.
Определяется силой тока и напряжением. Чем выше мощность, тем сильнее нагревается светодиод, но тем быстрее он выходит из строя. Чтобы не допустить подобного развития событий, их принудительно охлаждают, устанавливая радиаторы из алюминия или других материалов с похожими характеристиками.
Она зависит от материалов изготовления диода. Температура определяет оттенок свечения светодиода. Он может теплым желтым (1 800 – 3 500 К), нейтрально белым (3 600 – 5 000 К) или голубовато-холодным (5 100 К и выше).
Определяет интенсивность освещения. Означает, какое количество люмен (единиц светового потока) приходится на единицу мощности, равную 1 Вт.
Он зависит от характеристик рассеивающей линзы. Для одного диода угол рассеивания составляет от 50 до 120 °. Если требуется акцентное (точечное) освещение, используют собирательную линзу. Если угол рассеивания требуется увеличить до 270-360°, изготавливают модульные конструкции.
Мы рассмотрели, насколько выгоднее светодиодные решения на фоне галогенных, люминесцентных и ламп накаливания. Главные плюсы LED в экономическом плане определяются их сроком службы и уменьшенным потреблением энергии. Предлагаем убедиться в этом на примере.
| Световой поток |
 Светодиодная лампа
|
 |
 |
|---|---|---|---|
| 50 лм. | 1 вт. | 4 вт. | 20 вт. |
| 100 лм. | 2 вт. | 5 вт. | 25 вт. |
| 100-200 лм. | 2,5-3 вт. | 6-7 вт. | 30-35 вт. |
| 300 лм. | 4 вт. | 8-9 вт. | 40 вт. |
| 400 лм. | 5 вт. | 10 вт. | 50 вт. |
Возьмем популярную лампу накаливания на 60 Вт. Ближайшей к ней по характеристикам мощности будет светодиодная лампа на 9 Вт. Здесь видна семикратная экономия потребляемой энергии, что отразится на счетах за потребленное электричество. Добавляем к этому преимущество в светоотдаче (78 лм/Вт против 13 лм/Вт) и срок службы, который отличается в 50-100 раз (до 100 000 часов непрерывной работы против 1 000 часов). Отнимаем необходимость в специальной утилизации (для предприятий это не бесплатная услуга) и потребность в замене ламп в результате повреждения – и на выходе получаем экономически обоснованное решение.
Такие лампы устанавливают в люстры, настольные светильники, бра и точечные источники освещения. Их покупают в комплекте со светильниками или отдельно, с целью перейти на экономное потребление электроэнергии.
Для офисов и кабинетов светодиоды используются в составе встраиваемых или накладных потолочных светильников. Они дают равномерный рассеянный световой поток со схожими характеристиками на каждом рабочем месте.
В этом случае светодиодное освещение играет важную роль в получении прибыли от продаж, так как представляет товар в удачном ракурсе. С этой целью устанавливают светильники-даунлайты, карданные и модульные модели, трековые на шинопроводе и другие виды.
Светодиоды используют в производственных цехах, на складских комплексах, животноводческих фермах. Такие источники света способны выдерживать агрессивные условия эксплуатации: температуру более 35 ° и влажность более 80 %, чрезмерное запыление, регулярное механическое воздействие.
Как запасной вариант, при отключении основного освещения, светодиодное используют на промышленных и режимных объектах, в медицинских и развлекательных учреждениях, в торговых сетях. Есть полностью автономные модели и те, которые предназначены для подключения к централизованному электропитанию. Также выделяют категорию эвакуационных аварийных светильников, которые указывают выходные пути в экстренных ситуациях (например, при срабатывании пожарной сигнализации).
Светильники со светодиодами устанавливают на трассах и городских улицах, парках и вдоль пешеходных дорожек.
LED-элементы в составе лент и отдельных источников освещения используют для подсветки фасадов зданий и скульптур. Для получения различных эффектов применяют оптические системы, отражатели, светильники с углом рассеивания до 180 °. Для выделения архитектурных объектов прибегают к гирляндам, а медиафасады, изготовленные на основе модульных сеток, используют для трансляции рекламы и другого контента.
Светодиоды являются составными элементами современных прожекторов – приборов дальнего действия с большим охватом: спорткомплексов, паркингов, вокзалов. Количество LED-элементов в них составляет от 30 и более, а мощность варьируется от 20 до 100 Вт. Так достигается высокая концентрация светового потока, позволяющая визуально выделить объекты, расположенные на расстоянии в десятках метров.
По основным характеристикам – сроку службы, экономичности, экологичности и параметрам светоотдачи – светодиодное освещение превосходит люминесцентное, галогенное и накаливания. Диоды становятся дешевле в производстве, совершенствуются их конструктивные элементы и одновременно с этим увеличивается популярность. Можно уверенно утверждать: за светодиодными источниками – будущее.
Комментарии (6)
13.01.2017 в 13:44
В моем магазине использовались светильники с металлогалогенновыми лампами вместе с люминесцентными, сотрудники магазина жаловались на утомляемость, на то, что в помещении жарко, не комфортно находится. Почитал в интернете несколько статей, и ведь действительно, т.к. лампы содержат УФ излучение это крайне отрицательно сказывается на здоровье кожи, волос, глаз, уменьшается работоспособность организма в целом. Поменял все свои светильники на светодиодные, хоть это встало в копеечку, ситуация изменилась в лучшую сторону. Самое главное что я не потерял в освещенности, а даже по моему мнению, освещенность в магазине стала лучше, плюс экономия электроэнергии (теперь плачу меньше за свет). Светильники приобретал у этих ребят, трековые Origi, встройка TURN.
Использование светодиодов стало модным трендом в светотехнике. Но всегда ли их использование дает выигрыш, и что нужно сделать, чтобы он действительно был ощутимым? Применение светодиодов для освещения помещения с некоторых пор вопросов не вызывает — мощности относительно небольшие, поэтому светильники стоят уже недорого и окупают себя. Гораздо более сложная ситуация складывается в наружном освещении. Большие мощности, сложные условия эксплуатации, высокие требования к оборудованию — все эти факторы делают выгоду от применения светодиодов не столь уж очевидной. В этой статье проводится сравнение светодиодов с традиционными источниками света и делаются выводы о преимуществах тех или иных решений для наружного освещения.
В России для наружного освещения широко используется оборудование, в котором установлены следующие источники света:
Люминесцентные лампы без встроенного ПРА (ЛЛ). Привычные всем «трубки». Отличаются высокой светоотдачей. Недостаток — большие размеры светящегося тела, что затрудняет фокусировку потока света в нужном направлении. В России используются в основном для декоративного наружного освещения. При низкой температуре светоотдача ламп снижается, к тому же могут возникнуть проблемы с запуском лампы.
Люминесцентные лампы со встроенным ПРА (КЛЛ). Снабжены стандартными цоколями E14, E27 или E40. Предназначены для замены ламп накаливания. В обиходе такие лампы называются компактными люминесцентными, хотя подобная формулировка не совсем точная. Дело в том, что существуют компактные люминесцентные лампы с внешними ПРА, которые, впрочем, не предназначены для установки в указанные типы цоколей. Люминесцентные лампы со встроенным ПРА обладают теми же преимуществами и недостатками, что и люминесцентные лампы без встроенного ПРА. Область их применения — садово-парковое освещение и декоративная подсветка.
Галогенные лампы накаливания (ГЛН). Для наружного освещения используются прожектора с линейными ГЛН с цоколем R7s. Иногда можно встретить ГЛН со штырьковыми цоколями в садово-парковых светильниках.
Металлогалогенные лампы (МГЛ). В этих лампах сочетаются высокий коэффициент цветопередачи и высокая светоотдача. Основное направление использования — архитектурная подсветка. У МГЛ очень маленький размер светящегося тела, поэтому в уличных светильниках обычной конструкции данный тип лампы практически не используется (если речь идет о понимании термина МГЛ, используемого инженерами-практиками, о чем пойдет речь дальше) из-за большого слепящего эффекта. Чтобы бороться с этим эффектом, используются системы отраженного света. В них прожектор с МГЛ светит в отражатель, представляющий собой лист металла, покрытый белой краской. В более совершенных системах используются фасеточные отражатели.
Ртутные лампы высокого давления (РЛВД). Наиболее массовый вид ламп для наружного освещения. Обеспечивает относительно высокую светоотдачу и приемлемое качество спектра.
Натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Строго говоря, НЛВД является разновидностью МГЛ. Но для практических применений МГЛ, дающие белый свет, и НЛВД считают разными видами источников света, настолько различны их параметры. Наиболее известны отечественные лампы ДНаТ (дуговая натриевая трубчатая), поэтому часто все лампы НЛВД называются именно так. Из всех перечисленных типов традиционных источников света обладают наиболее высокой светоотдачей. Главный недостаток — очень плохая цветопередача, свет имеет специфический желтый оттенок. С середины 80-х годов идет процесс замены РЛВД на НЛВД, в первую очередь в Москве и других крупных городах. Тем не менее, из-за плохого качества спектра НЛВД далеко не везде могут заменить РЛВД. Например, на железных дорогах в России запрещено использование НЛВД.
Когда говорят о светодиодах, то среди преимуществ в первую очередь указывают высокую светоотдачу. Если мы посмотрим таблицу 1, то в настоящий момент светодиоды конкурируют только с НЛВД. Однако здесь все не так просто.
Таблица 1. Сравнение типичных значений характеристик традиционных источников света и светодиодов
| Тип источника света | Светоотдача, лм/Вт | Срок службы, ч | Коэффициент цветопередачи CRI |
Диммируемость |
|---|---|---|---|---|
| ЛЛ | 50…100 | 8000…20000 | 70…85 | до 10% |
| КЛЛ | 50…60 | 8000…10000 | 70…85 | только отдельные модели ламп, до 15% |
| ГЛН | 15…20 | 2000 | 100 | до 0% |
| МГЛ | 70…85 | 10000…12000 | 75…99 | |
| РЛВД | 50…60 | 8000…10000 | 60…80 | не применяется |
| НЛВД | 80…150 | 10000…25000 | 20…30 | только отдельные модели ламп, до 50% |
| Светодиоды | 100…150 | 50000 | 65…90 | до 0% |
Во-первых, НЛВД дает свет во все стороны, а светодиод светит только в одну. Если мы имеем дело с уличным светильником, который светит в одну сторону (на дорогу), то для НЛВД потребуется оптическая система с отражателем, для которой неизбежны потери до 35% светового потока. Светодиоды светят в одну сторону, потребуется линза для перераспределения светового потока и защитный плафон. В лучших моделях уличных светодиодных светильников потери в оптической системе составляют до 25% (стекло плюс оптика). Несложный подсчет показывает, что только за счет этой особенности по энергоэффективности светодиод со светоотдачей 150 лм/Вт при прочих равных условиях будет соответствовать НЛВД со светоотдачей 162 лм/Вт, если бы таковая выпускалась серийно.
Во-вторых, современной тенденцией является экономия не только за счет повышения светоотдачи, но и за счет более эффективного управления источниками света. Например, на дороге, по которой ночью значительно снижается поток машин, можно на это время уменьшить освещенность и сэкономить электричество. Но с НЛВД есть некоторые проблемы. Диммирование допускают только отдельные модели ламп. На практике диммирование возможно только до 50%. При этом потребляемая мощность изменяется в гораздо меньшей пропорции, то есть выигрыш в энергопотреблении практически не наблюдается. При необходимости снижения энергопотребления ночью светильники с НЛВД на дороге просто отключают через один. Такой способ снижения освещенности, хотя и допускается правилами, ухудшает равномерность освещения дорожного полотна. Поэтому с точки зрения безопасности лучше использовать диммирование, а не отключение части светильников. В отличие от НЛВД, светодиоды допускают диммирование вплоть до нулевого уровня. При этом, что очень важно, потребляемая мощность уменьшается приблизительно в той же пропорции, что и снижение уровня освещенности.
Тем не менее, светодиодные светильники пока и не вытеснили светильники на НЛВД с магистралей. Причина в том, что в уличном освещении широко используются НЛВД мощностью 400 Вт. Их световой поток составляет 48000 лм. Светильник с такой лампой дает световой поток около 30000 лм. В то же время как максимальное значение светового потока для серийно выпускаемых уличных светильников на светодиодах пока не превышает 26500 лм. Реально же приобретают и используют светильники со световым потоком до 18000 лм. Примерно такой световой поток дает НЛВД мощностью 250 Вт.
При равном потоке субъективно освещенность объекта и различимость мелких деталей у светодиодного светильника будет выше, чем у светильника с НЛВД. Это связано с более высоким качеством спектра у светодиодов. Данное обстоятельство позволяет некоторым производителям утверждать, что их светодиодные светильники, имеющие световой поток, например, 10000 лм, сопоставимы с аналогами на НЛВД мощностью 250 Вт. Также добавляются рассуждения о меньшей скорости падения светового потока у светодиодов по сравнению с НЛВД. На самом деле, если речь идет об уличном светильнике, то первая же серьезная проверка освещенности контролирующими службами покажет, что такой светильник не может полноценно заменить ДНаТ-250 и не укладывается в нормы. Действующие в России на момент написания статьи правила не дают поблажек светильникам с более высоким качеством спектра, если речь идет о наружном освещения. Коэффициенты запаса, устанавливаемые правилами, также не зависят от типа источников света. Другой вопрос, что можно установить светодиодные светильники с меньшим, чем у натриевых, световым потоком там, где не действуют жесткие нормы, например, на придомовой территории.
В числе преимуществ светодиодов по сравнению с некоторыми другими источниками света следует отметить лучшую цветопередачу. В первую очередь речь идет о значительном превосходстве по данному параметру светодиодов над НЛВД при том, что оба источника имеют сопоставимую светоотдачу. Действительно, если CRI для НЛВД составляет 20…30, то у современных белых светодиодов от ведущих производителей он редко падает ниже 60. Отсюда можно сделать вывод, что применение светодиодов вместо НЛВД может быть целесообразным для архитектурной подсветки, так как позволяет улучшить качество спектра. Исключение составляют те случаи, когда подсветка желтого оттенка, характерного для НЛВД, изначально обусловлена замыслом архитектора.
Если опираться только на такой показатель как CRI, то здесь светодиоды находятся примерно на уровне ЛЛ и КЛЛ и уступают лучшим образцам МГЛ. Серии светодиодов, предназначенных для наружного освещения, как правило, имеют CRI не более 80, что связано с необходимостью обеспечить большую светоотдачу и, следовательно, больший световой поток. Применительно к светодиодам действует простая закономерность — при прочих равных условиях чем выше светоотдача, тем ниже значение CRI.
Отдельно следует рассматривать РЛВД — они по цветопередаче уступают светодиодам, но, это связано не с принципом работы, а с сугубо экономическими причинами. Технология РЛВД являются устаревшей, в ее развитие не вкладываются значительные средства, к тому же уличные светильники на РЛВД зачастую позиционируются в нижнем ценовом сегменте и к качеству цветопередачи ламп для них не предъявляется высоких требований.
Но значение CRI отражает только точность воспроизведения восьми цветов (в расширенном варианте — 14) и не отражает такой показатель, как непрерывность спектра. У газоразрядных источников спектр состоит из отдельных линий. У светодиодов он непрерывен, что является большим преимуществом. Т.е. при равном с газоразрядным источником света CRI у светодиодов субъективно будет наблюдаться лучшая цветопередача. Однако пока что методики, позволяющие оценить цветопередачу с учетом непрерывности спектра, не стандартизированы. Поэтому при проектировании наружного освещения обоснование использования светодиодов вместо МГЛ для повышения качества спектра может базироваться лишь на субъективном мнении. Тем не менее, есть один момент, который делает целесообразным использование светодиодов вместо МГЛ. Речь идет о свойственном МГЛ эффекте изменения цветовой температуры во времени. Наблюдать его может каждый, просто гуляя по вечернему городу. Подсветка зданий, выполненная на МГЛ, со временем приобретает неприятный зеленоватый оттенок. Еще больше портит впечатление, когда изменение цветовой температуры различно у ламп, освещающих одно и то же здание.
Тем не менее, использование светодиодов само по себе не дает светильнику однозначного преимущества по техническим характеристикам в сравнении с его «собратьями», в которых установлены традиционные высокоэффективные источники света. Как видно из таблицы 1, для светодиодов характерен большой разброс параметров в зависимости от типа. Поэтому превосходства над ДНАТ по светоотдаче или над МГЛ по CRI можно достичь, выбирая определенные типы светодиодов.
В качестве примера в таблице 2 приведены характеристики некоторых типов светодиодов, наиболее часто используемых в наружном освещении.
Таблица 2. Параметры некоторых светодиодов, наиболее часто используемых в наружном освещении
| Тип | Номинальная мощность, Вт |
Максимальная мощность, Вт |
Светоотдача, лм/Вт (холодный белый свет, номинальная мощность) | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| Cree XP-G | 1,2 | 4,5 | 139 | |
| Cree XT-E | 1,2 | 4,5 | 148 | |
| Cree XM-L | 6 | 9 | 150 | Напряжение питания 46…55 В |
| Nichia NVSV119A | 1,2 | 4,5 | 127 | |
| Nichia NVSV219AT-H3 | 1,2 | 4,5 | 127 | |
| Philips Lumileds Luxeon Rebel LXML-PWC1-0120 | 1,05 | 4 | 124 | |
| Philips Lumileds Luxeon Rebel LXML-PW31 | 1,05 | 4 | 100 | Цветовая температура 5000K, нормируется |
Из таблицы видно, что наибольшей светоотдачей обладают светодиоды Cree XT-E/XM-L. Если же целью является упрощение конструкции светильника, т.е. уменьшение количества светодиодов, здесь лучше всего подойдет Cree XM-L с высоковольтным питанием. При мощности 6 Вт он заменяет как минимум пять светодиодов мощностью 1,2 Вт.
Следует также отметить, что преимущества светодиодов могут быть полностью раскрыты в уличных светильниках лишь при использовании качественной оптики производства таких ведущих компаний как Ledil, Khatod, LedLink и некоторых других.
Помимо многочисленных преимуществ, у светодиодных светильников есть один серьезный недостаток — высокая цена. Тем не менее, он уже сейчас успешно преодолевается. Примером тому может быть светильник российского производства EcoLight EL-ДКУ-02-050-0021-65Х (рис. 1), цена которого составляет всего 5900 руб.
Рис. 1.
Светильник выполнен на основе светодиодов Nichia, также производитель оставляет за собой право комплектовать его светодиодами Semileds. При потребляемой мощности 50 Вт световой поток составляет 3400 лм. Цветовая температура — от 4700 до 6500K. Светильник предназначен для пешеходных тротуаров и дорог категории В, парков, скверов, парковок и т.п.
Близкий по параметрам светильник РКУ стоит около 1200 руб., поэтому о победе светодиодных светильников над традиционными источниками света говорить преждевременно. Но посмотрим на проблему с другой стороны. Дизайн светильников РКУ слишком традиционен. Если вы устанавливаете светильники на парковке перед бизнес-центром или же в садово-парковой зоне вокруг него, то вам явно захочется установить дизайнерские светильники, цена которых заведомо выше 6000 руб. В то же время, светильник EcoLight EL-ДКУ-02-050-0021-65Х внесет разнообразие в окружающий ландшафт и создаст прогрессивный имидж компании, территорию которой он освещает.
Что же касается светодиодных прожекторов для архитектурной подсветки, то уже сейчас их стоимость сопоставима со стоимостью светильников на МГЛ. Одним из способов снижения стоимости прожектора является использование светодиодов OSRAM с высокачественной первичной оптикой, что позволяет получить направленный световой поток без использования вторичной оптики. При этом получается двойная экономия — на дополнительных линзах и на их установке.
Российская компания «Световод» выпустила светодиодный прожектор Linterna L30 на основе светодиодов OSRAM. Световой поток — 3000 лм, что примерно соответствует прожектору на МГЛ мощностью 70 Вт с учетом потерь в оптической системе. Цена Linterna L30 составляет 5800 руб. Для сравнения, цена 70-ваттного прожектора заливающего света на МГЛ составляет около 4200 руб., стоимость запасной МГЛ с керамической горелкой — 1000 руб. Итого получаем комплект стоимостью 5200 руб.
Специалистам хорошо известно, что лучший светильник — это тот, который специально разработан под конкретный проект освещения. Меньший, чем нужно, световой поток — это плохо. Но не менее плохо, если световой поток больше, чем нужно. При этом идут лишние затраты на производство и установку светильника, происходит световое загрязнение окружающей среды.
Индивидуальное малосерийное производство светильников — дорогое удовольствие, если речь идет о традиционных источниках света. Светодиоды имеют то преимущество, что мощность и световой поток светильника можно менять в широких пределах, просто меняя их количество. Технология производства светодиодного светильника по индивидуальному заказу была создана польской компанией ELGO Lighting Industries (рис. 2). Минимальное количество светильников в партии — одна штука. При этом по цене такие светильники мало чем отличаются от моделей, выпускаемых крупносерийно. Предложенная ELGO Lighting Industries технология производства светильников по индивидуальным заказам, возможно, является для светодиодов именно тем самым killer application, т.е. «убойным приложением», которое позволит потеснить традиционные источники света в уличном освещении.
Рис. 2.
В серию светильников ELGO Adquen, выпускаемых под заказ, входят уличные и тоннельные светильники, прожектора, а также некоторые другие виды светильников. Уличный светильник ELGO Adquen OU предназначен для установки на автомагистрали со средней интенсивностью движения, например, магистральные улицы районного значения. Световой поток для топовой модификации достигает 26500 лм. Светодиодный прожектор ELGO Adquen ON (рис. 3) может использоваться для архитектурной подсветки.
Рис. 3.
Светильники ELGO Adquen могут по желанию заказчика быть собраны на базе светодиодов CREE типов XP-G, XP-E или XR-E. В отличие от большинства аналогов, светильники ELGO Adquen OU, как, впрочем, и другие светильники серии Adquen, имеют плафоны из закаленного стекла, а не пластмассы. Это немаловажно в условиях современного мегаполиса с его загазованной атмосферой и использованием противогололедных химических реагентов. Стеклянный плафон повышает долговечность дорогостоящего светодиодного светильника.
Окупаемость светодиодов основывается на предположении, что они не только потребляют меньше электроэнергии, но и дольше служат, чем традиционные источники света. К сожалению, единой методики определения срока службы светодиодных светильников пока не существует, чем активно пользуются некоторые производители, зачастую указывающие время работы светодиодов до снижения светового потока до 50%. При этом срок службы блока питания в технических характеристиках вообще не указывается.
Другим наглядным примером возможностей, заложенных в светодиоды CREE, является уличный светильник СТРИТ-150 производства российской компании «Планар-Светотехника». В нем используются светодиоды CREE XP-G со светоотдачей 132 лм/Вт. При этом их цветовая температура составляет 5600K. При потребляемой мощности 158 Вт световой поток составляет 13360 лм. Применение оптики компании Ledil позволило добиться правильной формы КСС типа «бабочка», обеспечивающую равномерность освещения дороги. При этом на КСС отсутствуют побочные «выбросы», что снижает слепящий эффект.
Компания Siteco (подразделение OSRAM, производящее светильники) создала светильник Siteco Streetlight 10 Midi LED (рис. 4), предназначенный для магистральных улиц районного значения. Производитель заявляет срок службы всей системы, включая блок питания, не менее 50000 часов. По завершении срока работы световой поток снижается всего до 83% от начального значения. То есть светодиоды должны проработать более 50000 часов, чтобы световой поток уменьшился вдвое.
Рис. 4.
В настоящее время сложно сделать однозначный вывод об абсолютном преимуществе одного типа светильника над другим. В каждом конкретном случае требуется тщательный экономический расчет.
Светодиоды уже достигли такого уровня развития (XM-L, XT-E) что возможно изготовить светильник даже более эффективный, чем изделие, выполненное на натриевой лампе. Конечно, первоначальная стоимость светодиодного светильника достаточно высока, но затраты на эксплуатацию — значительно ниже, и в конечном счете может оказаться экономически целесообразным применение именно светодиодного светильника вместо светильника с натриевой лампой. Принимая во внимание, что развитие светодиодных технологий идет достаточно быстрыми темпами, происходит постоянное снижение стоимости и еще не достигнут предел по эффективности, можно с уверенностью предсказать неизбежное и явное уже в скором времени превосходство светодиодов над традиционными, даже самыми эффективными, источниками света.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Сравнение светодиодов с лампами накаливания и люминесцентными лампами. Производство и рынок светодиодов. Примеры проектов практического применения светодиодов для освещения объектов железнодорожного транспорта, промышленности, коммунального хозяйства.
реферат , добавлен 13.02.2013
Источники тепла и энергий химической природы, их неэффективность. Изобретение восковой свечи и развитие электрических источников света. Создание первой дуговой лампы. Разновидности ламп накаливания и их широкое применение, характеристика светодиодов.
реферат , добавлен 16.01.2010
Исторический обзор развития электрических источников света. Виды электрических источников света, их сравнительные энергетические и технические характеристики, применение. Особенности ламп накаливания, светодиодных, люминесцентных, газоразрядных ламп.
контрольная работа , добавлен 07.08.2013
Спектральные характеристики излучения разных видов производимых ламп – источников света. Принцип действия, срок службы стандартных ламп накаливания, галогеновых, люминисцентных, разрядных ламп высокого давления, светодиодов. Оценка новых разработок.
реферат , добавлен 04.03.2012
Пути решения проблемы благоустройства сельских жителей. Обоснование необходимости автоматизации управления освещением. Расчет удельного суточного количества электроэнергии. Расчет осветительной установки с люминесцентными лампами и с лампами накаливания.
дипломная работа , добавлен 24.01.2016
Видимое излучение и теплопередача. Естественные, искусственные люминесцирующие и тепловые источники света. Отражение и преломление света. Тень, полутень и световой луч. Лунное и солнечное затмения. Поглощение энергии телами. Изменение скорости света.
презентация , добавлен 27.12.2011
Исследование основных первичных источников света. Типичные источники излучения. Прямой солнечный свет. Виды ламп накаливания общего и специального назначения. Сущность и основные показатели световой отдачи. Излучение черного тела. Лампы с отражателем.
презентация , добавлен 26.10.2013
Понимая, что светодиодная лампа – это инновационный источник света, экономный в потреблении, большинство людей при этом не разбирается в маркировке этих изделий. Знать, что означают написанные на лампах буквы и цифры, просто необходимо – это поможет выбрать нужную LED-лампу, подобрать именно те параметры, которые вы желаете.
Светодиодная лампа – это не простой источник света с нитью накаливания, это сложное устройство, имеющее множество модификаций, в зависимости от которых различаются и условия их правильной эксплуатации. Для того они и маркируются, чтобы потребитель мог легко выбрать LED-лампу по нужным ему параметрам.
Маркировка светодиодных ламп проводится для ее стандартизации и вывода параметров источника LED-освещения для потребителей, чтобы проще было понять, какую именно лампу нужно купить. С каждым днем все больше желающих перейти на светодиодное освещение, причины такой заинтересованности понятны: длительность беспрерывной эксплуатации, высокая энергетическая эффективность, скорость реакции устройства на отключение электричества, стойкость к механическим воздействиям, невысокая рабочая температура, стойкость к перепадам напряжения.
При этом эксперты отмечают, что еще недостаточно хорошо изучен вопрос о воздействии светодиодного излучения на зрение, к минусам источника этого света можно отнести потерю яркости свечения после отработки 80% своего временного ресурса.
Классификация параметров LED-источника освещения до потребителя доносится маркировкой изделия на упаковке:
Кроме этих основных параметров существуют и другие факторы, влияющие на классификацию лампы. Потребителю важно, какая маркировка выносится на упаковку и что она обозначает.
Маркировка светодиодных ламп, расшифровка которых показывает потребителю этого изделия его технические параметры, выполняется по следующим стандартам:
Буквенное обозначение на LED-изделиях
Когда покупатель правильно оценивает возможности источника освещения по его параметрам, указанным в маркировке, тогда его приобретение будет служить ему дольше.
Когда лампа выбирается по назначению: для дома, уличные светильники, освещение склада – во всех случаях обращают внимание на то, как выполнена маркировка ламп, характеризующая ее возможности и технические параметры.
В квартирах и частных домах часто применяются источники LED-освещения с цоколем E27, или же Е14. Часто светодиодное освещение применяется как подсветка определенных зон пространства в дополнение к основному источнику света. Широкое применение из-за конструктивных особенностей и возможностей светового потока получили LED-источники в уличном освещении частной территории, в подсветке архитектурных объектов, а также для эффективного восприятия ландшафтного дизайна в темное время суток.
Применение LED-источников света
Производители делают обозначение ламп по конструктивным особенностям и подразделяют их на следующие виды:
Светодиодное техническое устройство, исходя из назначения, изготавливается с разного вида цоколем. Наиболее часто встречающиеся в продаже и востребованные населением – LED-лампы со стандартным видом цоколя и литерным обозначением «Е», что характеризует резьбовое соединение с патроном. Стоящая рядом с литерой цифра определяет диаметр резьбового соединения, стандартный – Е27, который отлично подходит для замены источников освещения с нитью накаливания в таких светильниках как люстры, бра, настольные лампы. Для соединения «миньон» диаметр соединений меньший, чем у стандартного вида – Е14.
В освещении территории загородного дома в прожекторных устройствах применяются светодиодные источники освещения с цоколем Е40, и, соответственно, сама колба лампы больше.
Прожекторные LED-лампы
Соединение, маркируемое литерой «G» и «U», показывает, что это двухштырьковый цоколь с утолщением: «G» говорит о наличии штырькового соединения, а литера «U» об имеющихся утолщениях на кончиках штырьков. Этот вид соединения светодиодного источника аналогичен стартерному включению в люминесцентных лампах, обозначение «GU10» расшифровывается как двухштырьковое с расстоянием между штырьками в 10 миллиметров и имеющее утолщение по концам соединения. Такие лампы часто устанавливаются в потолочных светильниках.
Потолочные LED-светильники
Производители светодиодных ламп для замены галогеновых источников света выпускают LED-лампы маркировки «GU5.3», они отлично подходят к светильникам точечного освещения пространства.
В линейных изделиях применяется цоколь маркировки «G», который показывает, что он штырьковый, а цифра, стоящая рядом, говорит о расстоянии между ними. Трубчатого вида колба и соединение «G13» дает возможность устанавливать светодиодное освещение вместо люминесцентных ламп.
В современном дизайне помещений и предметах мебельного гарнитура возможно использование подсветки накладными LED-светильниками. Для этих целей, а также для подсветки потолочного покрытия выпускается соединение «GX53».
При правильной организации освещения помещения большое значение имеет комплексность освещения пространства и правильная передача цвета освещаемого объекта. Это зависит от силы светового потока и цветопередачи изделия.
Выбирая нужный источник освещения, потребитель обращает внимание на , а также на обозначение цветовой передачи лампы «Ra». Этот показатель дает понимание о способности источника освещения правильно передать натуральный цвет освещаемого объекта. В качестве эталонной величины экспертами принимается солнечный свет – 100 Ra, а LED-источники освещения имеют параметры 90 Ra. Справедливости ради надо отметить, что источники света с нитью накаливания имеют также 90 Ra, но они не настолько эффективны в других показателях.
Световой поток LED-источника освещения измеряется в люменах, этот параметр важен, он показывает мощность свечения. Кроме этого световой поток характеризуется высокой эффективностью, другими словами, отношением мощности свечения (люмен) к потребляемой мощности LED-устройства (ватт), это лм/Вт, что показывает, насколько выбранная модель лампы экономична.
Для сравнения светимости LED-источников с лампами, имеющими нить накаливания, есть специальные таблицы. Источник света мощностью в 40 ватт создает световой поток в 400 люмен. Производители на упаковке указывают мощность светового потока, у светодиодных ламп этот показатель в разы выше, чем у простой лампы. Выбирая лампу по этим параметрам, необходимо принимать во внимание, что светодиодный источник света уменьшает свою яркость свечения, когда время его эксплуатации вырабатывается.
В отличие от простой лампы с нитью накаливания, которая имеет единственный цвет – желтый, LED-источники освещения могут передавать большой спектр цветовой гаммы. Когда строится шкала цветопередачи, в основу берется цвет разгоряченного металла, а за единицу измерения принимаются кельвины. По дневной свет экспертами приравнивается к температуре в пределах 4 000-6 000 градусов по кельвину, а металл, который раскалили – к 2 700 градусов К.
Цвета с температурой больше 6 500 градусов К специалисты относят к холодному свечению с голубоватым оттенком. Выбирая домой лампу, надо всегда принимать во внимание эти параметры, так как при разном освещении пространства по-разному могут отображаться предметы обстановки квартиры, что влияет на чувствительность глаз.
Преимущество светодиодов перед обычными источниками света в том, что они могут создавать направленное освещение, иными словами, светят перед собой. Эта способность хорошо применяется в лампах для ночников, в зональном освещении квартиры.
Для того чтобы добиться равномерного освещения пространства, LED-лампы комплектуются рассеивателем или установкой в лампе светодиодов под разным углом. Световой поток с применением этих способов может распространяться на 60 или 120 градусов.
Аналогично лампам с нитью накаливания светодиодные лампы можно регулировать, для этого нужен диммер, специальный регулятор. В сравнении с люминесцентными экономными лампами это преимущество, так как у тех нет такой возможности. Используя регулятор в помещении, добиваются комфортного освещения. Надо отметить, что такой возможностью обладают не все лампы этого вида, необходимо обращать внимание на маркировку на упаковке.
Каждый покупатель электрической лампочки изначально обращает внимание на мощность изделия и рабочее напряжение. Параметр потребляемой мощности играет значительную роль в потреблении электрической энергии и в квартире, и в уличном освещении.
Рабочее напряжение для светодиодной лампы – важный показатель, обычно это 12 вольт постоянного напряжения, его обеспечивает драйвер при помощи преобразования 220 вольт и переменного тока в нужные параметры. Благодаря драйверу лампы этого типа работают от сети 220 вольт. Параметр питания светодиодного источника может быть разный – от 12 до 24 вольт, а также ток может быть переменным или постоянным. Все данные указываются на маркировке изделия.
Специалисты не рекомендуют устанавливать LED-источники освещения в детских комнатах, они имеют даже при теплом свете оттенки синего, что тонизирует поведение детей. Всегда обращайте внимание, выбирая лампу, на маркировку соединения, оно должно быть таким же, как на патроне.
К сожалению, достаточно часто изготовители светодиодных ламп завышают срок гарантийной эксплуатации. Поменять лампу можно по чеку из магазина. Также надо вернуть обратно лампу, имеющую пульсацию в свечении, даже малозаметная, она может навредить зрению. Проверяется это просто – надо камеру вашего смартфона навести на источник света, если появится мигание, значит, есть пульсация.
Хороший производитель светодиодных ламп всегда на упаковке оставляет свои контакты, если таких нет, то надо отказаться от приобретения данного изделия.
Качественная работа выбранной вами светодиодной лампы во многом зависит от параметров вашей электрической сети: чем меньше колебаний, тем дольше будет работать источник света. LED-лампы не относятся к дешевой покупке, по этой причине надо всегда обращать внимание на имеющуюся маркировку на упаковке, учитывать все параметры, которые может дать источник света.
