Светодиодное освещение. Экономия или миф?

Лампы накаливания или светодиоды. Отличия

Все знают,что традиционные лампы накаливания имеют почти незаметное,еле уловимое для глаз человека,но,вместе с тем,очень раздражающее мерцание. А вот,например,светодиодные светильники для стен такого побочного эффекта не имеют,как,впрочем,и светодиодные светильники,которые вмонтированы в потолок. Благодаря отсутствию регулярного мерцания,а также,вредных для глаз излучений – ультрафиолетового и инфракрасного,современные светодиоды не могут наносить никакого вреда зрению человека,оно не будет снижаться,а глаза будут надёжно защищены от переутомления. Эти факторы особенно важны,когда речь идет об общем освещении любой комнаты,в которой человек находится постоянно –работает за компьютером,читает,вяжет или смотрит телевизор. Излучение тепла в светодиодных светильниках самое минимальное,в связи с этим они практически не нагревают окружающие элементы декора и сам светильник,а ещё не сушат воздух в комнате.

Светодиодный светильник

Стоимость светодиодных светильников несколько более высокая,чем стоимость обычных приборов освещения,но всё искупает изящество их дизайна и абсолютная экономичность,показатель которой гораздо более высок,чем у светильников с традиционными лампами накаливания. Если вы купили светодиодные светильники,то можете считать,что,прежде всего,перешли к разумной экономии – снизили расход по потреблению электроэнергии. Сегодня во многих развитых европейских государствах регулярно действуют специальные программы по внедрению в быт светодиодных или,как их чаще называют,энергосберегающих ламп. Меры,принимаемые в рамках этих программ самые разнообразные –вплоть до полного запрета на обычные лампы накаливания. Даже,если сравнить светодиодные светильники с «лампами дневного света» –люминесцентными лампами,то окажется,что светодиоды в несколько раз экономичнее. Например,светодиодный светильник,вмонтированный в потолок и прекрасно освещающий комнату,имеет мощность всего 15 ватт,но обеспечивает светоотдачу,эквивалентную 120 ваттам традиционной лампы накаливания. Помимо этого,низкий уровень напряжения,который необходим для нормального питания светодиодного светильника,предназначенного для стены,да,впрочем,и любого другого типа,обеспечивает повышенную пожарную безопасность. Дополнительным,достаточно веским преимуществом является и то,что у светодиодов,обычно,достаточно длительный срок эксплуатации.

Современные светодиодные светильники могут быть сделаны в самых различных,иногда,даже неожиданных,вариациях,причём,это относится,как к дизайну в целом,так и к частностям – форме,цвету и так далее. Благодаря большому разнообразию форм,расцветок и конфигураций,современные светодиодные лампы могут быть использованы,как для основного освещения,так и для дополнительной – декоративной подсветки. В точках продажи можно найти великое множество светодиодных светильников:для потолков,стен,а для оригиналов продаются светильники,встроенные в пол.

Внимательно рассмотрев все плюсы этого типа светильников,любой потенциальный покупатель приходит к логическому выводу,что от вредных и неудобных электроприборов,имеющих лампы накаливания,нужно обязательно избавиться,а потом,конечно же,купить современные светодиодные светильники – стильные,изящные и лёгкие.

Все понимают,что у светодиодов есть 2 главных преимущества перед традиционными источниками света – это высокая светоотдача и долговечность при соблюдении рекомендуемых производителем рабочих параметров. Одним из основных параметров влияющего на срок службы и одновременно на светоотдачу является рабочая температура кристалла и p-n- перехода влияющая на деградацию кристалла и люминофора. Вначале эксплуатации потребитель не замечает проблем в светильнике,но вследствие перегрева через определенное время начинается спад интенсивности свечения до 15-30% на каждые 10000 ч работы.

Выбор светодиодного светильника. Основные моменты

Немаловажно обратить внимание при подборе светодиодного светильника на его характеристики. Светодиодные устройства продаются во всем мире,причем количество производителей невероятно высоко,и поэтому те заказчики,кто хотят знать о светодиодах больше,получают информацию о продукции в огромных объемах. Условно разделяют три основных типа производителей:

- российские поставщики;

-поставщики из Средней Азии и Китая;

-поставщики из США и Европы.

Подсветка зданий светодиодами

Итак, выбирая светодиодный светильник,стоит обязательно акцентировать свое внимание на характеристики,являющиеся самыми важными в процессе эксплуатации,а именно:

1. Следует уточнить,кто является производителем светодиодов,и каковы их предельные характеристики (это,например,мощность,угол,температурный режим,деградация,показатели яркости и т.п.). Например,на сегодняшний день ведущими производители светодиодной продукции являются  Philips,Cree,Semileds,Osram,Nichia,а еще много других. Причем,как известно,чем популярнее производитель,тем  выше вероятность того,что составленные характеристики соответствуют действительности. Исходя из опыта,известно,что недовольство работой светодиодов бывает,прежде всего из-за того,что характеристики,предоставленные производителем,в той или иной мере не соответствуют реальным показателям.

2. Внешний вид светильника и возможные конструктивные проблемы. Перед тем,как выбрать ту или инуюсветодиодную лампу,кроме ее характеристик,необходимо оценить ее конструктивное исполнение,в зависимости от которого,возможно,будет зависеть и работа Вашего объекта. Например,могут появиться  проблемы в работе со светодиодами. Это может быть  плохая теплопередача,возникшая из-за плохо продуманной конструкции корпуса,из-за чего платы,содержащие светодиодные элементы,буду перегреваться,и,как следствие,деградировать. Или неудачно продуманная влаго-  и пылезащита. Словом,необходимо просмотреть все аспекты,начиная от коэффициента теплопроводности.

3. Обязательны к прочтению и изучению свойства блоков питания и их характеристики. Здесь стоит обратить внимание на аспект,касающийся низкотемпературного режима,а так же необходимо узнать,каковы характеристики во время резкого спада\подъема напряжения,что представляют собой требования по хранению продукта,есть ли гарантийное обязательство и каким образом оно работает,если это будет необходимо. Еще  следует узнать,как перевозить светильник,как устанавливать и как пользоваться,чтобы не сделать чего-то лишнего,что может повлечь его преждевременную поломку.

Светодиод с цоколем G5,5

4. Даже если производитель на 100% уверяет,что срок эксплуатации его светильника составляет десять лет,ввиду бытовых причин,возможно,Вам,все-таки,понадобится чинить прибор. По поводу замены перегоревших диодов,либо,если сгорел блок питания, лучше всего обратиться к мастерам,поэтому необходимо точно узнать,возможно ли будет починить прибор на месте,заменив сгоревшую деталь на новую,либо будет острая необходимость увозить устройство на технологическую экспертизу для точного выяснения причины поломки и осуществления ремонта,как гарантийного,так и послегарантийного….?

5. Каждый производитель,относящийся к своему детищу и репутации с должным уважением,имеет специальные светотехнические файлы,показывающие  действительные характеристики изделия.  Эти файлы разработаны в программе Dialux,с помощью которой разработчики смогли спроецировать трехмерный объект,причем это может быть не только здание,но и улица,какое-либо помещение,сооружение,и т.п.,и произвели расчет освещения на поверхности. Все замеры произведены,учитывая настоящие положения СНИП «Естественное и искусственное освещение».

К сожалению,исходя из опыта,во многих случаях имеют место поддельные факты,которые производители вкупе с продавцами  используют,чтобы преподнести свой продукт в более выигрышном свете.  Например,это могут быть следующие характеристики:

- Реальная мощность светодиодной лампы;

- освещенность светильником поверхности;

- угол раскрытия луча света;

- цветовая температура лампы;

- показатели яркости светового потока лампы;

Чтобы выяснить,что же на самом деле будет представлять выбранный Вами светильник процессе эксплуатации,и действительны ли все заявленные характеристики,необходимо обратиться в специальную лабораторию,или узнать все с помощью обыкновенных испытаний и расчетов. Следовательно,при покупке изделия,обязательно выясните,какая лаборатория проводила испытания прибора,все расчеты и замеры,в том числе электрические и светотехнические.

Эффективность применения в промышленных масштабах

1. При строительстве новых объектов и дорог,самой затратной статьей расходов является  установка трансформаторных подстанций. При использовании традиционных источников света (лампы ДРЛ,ДНАТ,МГЛ)- на 1 километр в среднем устанавливается около тридцати опор освещения,для электропитания которых требуется один трансформатор. Установка светодиодных светильников позволит добиться экономии на  мощности трансформатора в 4 раза,ввиду того что он потребляет в 4 раза меньше энергии.

Подсветка светодиодами

2. Возможно эффективное применение светодиодных светильников в изношенных электросетях. Многие сети в виду своей изношенности часто выдают вместо 220 В только 160 В. Поэтому,если на улице установлены старые ламповые источники света,то в цепочке из нескольких десятков светильников при напряжении 160 В произойдет падение уровня освещенности данного типа светильников. А светодиодные светильники при таком уровне напряжения уровня освещенности не теряют.

3. На многих объектах есть нехватка мощностей электрических сетей,решить эту проблему можно оптимизацией электропотребления. Применение светодиодных источников освещения позволит снизить потребление энергии в 10 раз,что позволит эффективно использовать электрическую сеть с низким уровнем мощности.

4. Светодиодные фонари и светильники полностью виброустойчивы. Многие промышленные объекты подвержены различным вибрациям (бурительные установки,насосные станции,краны,мосты,и т.д.),это ведет к быстрому выходу из строя традиционных ламп накаливания и люминесцентных ламп и  требует их частой замены,что может доставить существенные трудности (выключение оборудования,перекрытие автодороги и т.д.).

5. Светодиодное освещение полезно для глаз и не подвержено мерцанию. Широко известно,что мерцающий свет вреден для глаз. Во многих зданиях и офисах вы могли видеть,как старые люминесцентные лампы неприятно мерцают,что мешает работе и увеличивает утомляемость сотрудников.

6.  В отличие от энергосберегающих люминесцентных ламп – светодиодные лампы абсолютно безвредны для здоровья людей и не требуют специальной утилизации. Все люминесцентные лампы содержат ртуть,которая причиняет  вред здоровью людей,если лампа разбилась или нарушилась ее герметичность. По окончанию срока службы люминесцентные лампы необходимо специальным образом утилизировать,для светодиодных же ламп такой необходимости нет.

Преимущество светодиодных ламп в бытовых условиях:квартиры,дома,офисы.

Сравним светодиодные лампы и «лампы Ильича». Двумя десятилетиями ранее для улучшения освещенности домочадцы заменяли,к примеру,100 Вт лампу с нитью накаливания на более мощную 150–200 ваттную или же устанавливали светильники с несколькими патронами,в любом случае увеличивая потребление электроэнергии. Соотношение между потребленной электроэнергией и световой отдачей у ламп накаливания составляет 1 ватт порядка 12 люмен. Повысить светоотдачу таких ламп можно лишь путем повышения температуры нагрева вольфрамовой нити,однако это серьезно понизит их и без того короткий срок службы — обычная 100 Вт лампа не может светить больше 1000 часов,т.к. нагрев разрушает нить накаливания. Единственный способ увеличить срок службы — понизить и без того низкий КПД,не превышающий 15%. К примеру,понизив значение КПД до 4% путем уменьшения потребляемого лампой напряжения,можно увеличить срок ее службы тысячекратно — но светить такая лампа будет совсем тускло.

Светодиодный светильник армстронг

Современные светодиодные светильники на каждый потребленный ватт электроэнергии выдают не менее 100 люмен,интенсивность генерируемого ими светового потока превышает аналогичные показатели ламп накаливания примерно в 10 раз. К примеру, светодиодные прожекторы более эффективны и менее энергозатратны,чем их аналоги с лампой накаливания. Световая отдача светодиодной лампы зависит от типа и температуры нагрева светодиодов,характеристик блока питания,а также от ее конструкции — оптические и светорассеивающие элементы,расположенные на цоколе лампы.

Для достижения максимальной светоотдачи оснащения лампы только лишь высококачественными светодиодами недостаточно. Производитель должен выстроить наиболее эффективный тепловой режим внутри нее — если температура светодиодов в активной области (зона рекомбинации электронов на поверхности кристалла) возрастает на 10°С,то световой поток такой лампы понизится на 2,5%. Другими словами,генерирующая световой поток в 100 люмен светодиодная лампа,с нагревом в зоне рекомбинации электронов около 25°С,после установки в закрытый светильник может разогреться в активной зоне до 100°С — интенсивность ее светового излучения в этом случае снизится до 80 люмен.

Направленность светового излучения. Лампы накаливания и люминесцентные,будучи установленными в светильники,генерируют равномерный световой поток по всем направлениям — сфокусировать такое освещение в одном направлении можно лишь при помощи абажура или рефлектора. Световое излучение светодиодов всегда направлено лишь в одну сторону,поэтому светодиодные лампы оснащают оптическим элементом (вторичной оптикой),изменяющим линейное направление светового потока от каждого светодиода на требуемый угол,что позволяет получить некоторое рассеивание света.

Линейность светового потока,производимого светодиодной лампой,является одновременно достоинством и недостатком ламп такого типа — с одной стороны,люмены не растрачиваются попусту и освещают лишь необходимые зоны,что позволяет установить в светильники лампы меньшей мощности. С другой стороны,к построению освещения светодиодными лампами нужно отнестись особенно ответственно,ведь неверное размещение осветительных приборов приведет к образованию излишне засвеченных и слишком темных участков в помещении.

Как долго прослужит светодиодная лампа

Различные производители говорят о сроке службы в 30000–100000 часов,т.е. в первом случае лампа прослужит более 8 лет,во втором — свыше 27 лет,при условии ежедневной эксплуатации лампы в течение 10 часов. Как уже упоминалось выше,срок службы светодиодных светильников зависит от аналогичных характеристик светодиода — рассмотрим их подробнее.

Первым критерием,влияющим на срок работы светодиода,является качество светодиодного кристалла,однородность его структуры. В процессе эксплуатации кристалл деградирует по двум причинам — в результате множественных нарушений кристаллической решетки и из-за миграции атомов металлов,образующих электроды.

В тех участках кристалла,где кристаллическая решетка понесла наибольшие повреждения,электроэнергия потребляется только с выделением тепла,т.е. без светового излучения. Точные причины возникновения данного дефекта не установлены,предполагается,что их вызывает статическое электричество.

Атомы металлов,проникающие в структуру кристалла из электродов,вызывают токи утечки — движение тока в кристалле по металлическим включениям на атомном уровне,свет при этом не производится. При повышении силы тока и температуры,процесс проникновения атомов металлов в кристалл светодиода резко возрастает,в то время как световое излучение и напряжение падают — такой светодиод быстро выйдет из строя. Этот недостаток свойственен недорогим «разогнанным» светодиодным лампам,имеющим большую яркость при недостаточно эффективном отводе тепла — недобросовестные производители предпочитают таким,наиболее дешевым способом повысить световые характеристики своей продукции за счет относительно короткого срока службы изделия.

Однако в повышении температуры внутри светодиодной лампы и,как следствие,в быстром износе,часто виноват не только производитель,но и пользователь. Радиатор,отводящий тепло от светодиодов,должен отдать его окружающему воздуху либо стене,к которой крепится светильник. Если же установить несколько светодиодных ламп в подвесной потолок или закрыть их колбу близко прилегающим материалом,то даже самая качественная лампа быстро перегреется ввиду недостатка пространства для отвода тепла. Кстати,в подвесной потолок правильным будет устанавливать светодиодные потолочные светильники Армстронг,выполненные в виде панелей.

Некачественный отвод тепла в процессе работы светодиодной лампы также влияет на покрывающий светодиодный кристалл люминофор и на оптическую систему,встроенную в светодиод. Признаком износа люминофора становится синеватый оттенок светового излучения,вызванный преобладанием непосредственного излучения кристалла. Оптическая система,выполняемая в основном из силикона либо пластмассы,утрачивает прозрачность,что понижает светоотдачу светодиодов.

Следует отметить,что светодиоды четырех крупнейших мировых производителей в этой области,а именно японской компании Nichia,голландской Philips,американской Gree и немецкой Osram,обладают наиболее высокими эксплуатационными характеристиками и долгим сроком службы. В отношении срока службы светодиодных светильников необходимо отметить,что генерировать световое излучение они могут в течение нескольких десятилетий,однако интенсивность этого излучения по описанным выше причинам будет постепенно понижаться. По прошествии 25000 часов (при работе 10 часов в сутки — 6,5 лет) эксплуатации,интенсивность светового потока понизится на 25–30%,что,впрочем,соответствует требованиям современных нормативов.

Виды светодиодных светильников

В зависимости от своего назначения,светодиодные светильники подразделяются на уличные,производственные и бытовые.

уличный светодиодный светильник

Уличные светодиодные светильники,излучающие белый свет,предназначены для освещения дорог,парков и различных архитектурных сооружений,они не имеют заменяемой лампы. Их корпус служит двум целям — обеспечению максимальной защиты от пыли и влаги,а также выполнению функции радиатора,отводящего тепло в атмосферу.

Светильники для офисов (белый свет),объектов жилищно-коммунального назначения и производственных цехов также не имеют каких-либо сменных элементов и практически не нуждаются в обслуживании. Они отличаются от уличных светильников тем,что соответствуют более жестким требованиям,предъявляемым к качеству освещения,стабильной цветопередаче и эксплуатационным условиям.

Бытовые светодиодные светильники (желтый свет) имеют невысокую мощность (до 20 Вт),их конструкция и характеристики отвечают ряду требований по качеству освещения,пожаро- и электробезопасности,они отличаются декоративным видом. Как правило,бытовые светильники оснащены сменными светодиодными лампами. Эта группа светильников наиболее разнообразна по своей конструкции и месту установки — их можно встраивать в потолок,пол,стены,предметы мебели,подвешивать,использовать для настольного освещения,в качестве ночника,точечной подсветки и т.д.

Выбор светодиодной лампы — подробности

Срок жизни светодиодной лампы зависит от ряда характеристик,заложенных в нее при производстве,поэтому наименование производителя имеет важное значение при выборе — т.е. только ценовой критерий не определяет ее качество. Перейдем к выбору — как не совершить ошибки,приобретая вовсе не дешевую светодиодную лампу?

Привычный критерий выбора — мощность лампы в ваттах — в отношении светодиодных ламп не совсем показателен,т.к. сообщает лишь ее энергопотребление за единицу,а нам необходимо знать величину светового излучение.

Световое излучение,измеряемое в люменах (лм),характеризует способность данной лампы освещать комнату. В ряде случаев производитель «забывает» указать величину светового потока на упаковке лампы,приводя лишь сравнение с лампой накаливания определенной мощности — мол,эта светодиодная лампа полностью ей соответствует по качеству освещения. Предлагаю воспользоваться нижеприведенной таблицей,позволяющей определить связь светового излучения с мощностью лампы:

Казалось бы,этих данных достаточно,чтобы осуществить выбор светодиодной лампы,однако это не так — следует учесть,что светодиодные лампы излучают узконаправленный свет,в отличие от люминесцентных и ламп с нитью накаливания. Производители расширяют угол освещения лампы при помощи оптического элемента,указывая угол расходимости светового пучка на упаковке. Если угол расходимости составляет 120°,то это означает следующее — излучаемый лампой световой поток уменьшается вдвое по мере отклонения потока света от центральной оси на 60°. Диаграмма направленности светового излучения при расходимости 120° достаточно широка — пространство под таким светильником будет освещаться на большой площади практически с одинаковой яркостью. Светодиодные лампы с углом расходимости от 20° до 30° подходят лишь для зонального (акцентного) освещения,для обычного освещения комнат они не годятся.

Отлично,подумаете вы,следует выбирать именно светодиодные лампы со 120° расходимостью — как бы ни так! Широкоугольное освещение создает другую проблему — высокую яркость под широким углом,что может вызвать дискомфорт для глаз домочадцев. По этой причине лампы с широким углом расходимости можно устанавливать лишь в потолочные и настенные светильники,в которых соблюдено требование в отношении защитного угла. Поясню:защитный угол светильника представляет собой наибольший угол,под которым сам источник света (лампа) не попадает в прямую видимость человеческого глаза,т.е. не засвечивает глаза. Защитный угол в светильниках создается при помощи решетчатых экранов,выставляемых на некоторой дистанции от колбы лампы.

Следующий показатель — цветовая температура или,говоря иначе,цветовой оттенок светового излучения,генерируемого данной лампой. Если с лампами накаливания все было просто — их свет был только желтым,то в случае люминесцентных и светодиодных ламп это не так. При выборе лампы обязательно обратите внимание на температуру цвета,указанную на упаковке в градусах по Кельвину:

• от 2700 до 3500°К — так называемый «теплый» свет с желтым оттенком,подобный световому излучению от ламп накаливания. При этом лампы с цветовой температурой 2700°К излучают выраженный желтый свет,но их световой поток не такой сильный,а имеющие цветовую температуру 3500°К отличаются более мощным световым излучением с меньшими оттенками желтого (они производят скорее белый свет,чем желтый);
• от 4000 до 5000°К — нейтрально-белое световое излучение,обеспечивающее яркое освещение. Такие лампы обычно используются в офисах,предприятиях и общественных учреждениях;
• более 6500°К — холодный белый свет с высокой световой отдачей. Эта группа ламп применяется только для уличного освещения.

Наконец,обязательно обратите внимание на индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи),указанный на упаковке лампы — его числовое значение характеризует,насколько цвет объектов,освещаемых данной лампой,будет соответствовать своему естественному цвету. Оптимальным значение этого показателя будет индекс цветопередачи от 70 и выше (или степень цветопередачи не ниже 2А). Лампы для уличного освещения могут иметь более низкое значение индекса — 60 (или 2B),но не ниже.

Строительство бани из бруса начинается с проекта. Хороший проект бани с бассейном выбрать трудно. Лучший проект бани с бассейном именно для вас может быть выбран только с учетом особенности участка под строительство.

Похожие статьи: