Подпишитесь

Светодиодное освещение — нюансы

Разберемся со светодиодным освещением, ведь вскоре эти лампы будут установлены в большинстве светильников внутри и возле наших домов.

Светодиодное освещение — нюансы

По сравнению с привычными бытовыми лампами — с нитью накаливания и люминесцентными — о светодиодном электрооборудовании большинству из нас известно очень мало. Нет, обычные светодиоды присутствуют в быту давно, сообщая нам о включении бытовой техники или сверкая разноцветными огнями на новогодней ёлке, однако разве можно ими освещать помещение или улицу — светодиоды ведь так малы?  

Светодиодные лампы

  • Затраты электроэнергии меньше — света больше
  • Как долго прослужит светодиодная лампа
  • Виды светодиодных светильников
  • Выбор светодиодной лампы

Затраты электроэнергии меньше — света больше

Любые электрические светильники преобразуют поступившую к ним электроэнергию в световое излучение, видимое человеческим глазом и измеряемое в люменах. Чем выше световая отдача, тем более эффективны данные светильники.

Светодиодное освещение — нюансы

Сравним светодиодные лампы и «лампы Ильича». Двумя десятилетиями ранее для улучшения освещённости 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 потреблённой электроэнергией и световой отдачей у ламп накаливания составляет — 1 ватт порядка 12 люмен. Повысить светоотдачу таких ламп можно лишь путём повышения температуры нагрева вольфрамовой нити, однако это серьёзно 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% путём уменьшения потребляемого лампой напряжения, можно увеличить срок её службы тысячекратно — но светить такая лампа будет совсем тускло.

Светодиодное освещение — нюансы


 Современные светодиодные светильники на каждый потреблённый 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 её 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 неё — 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 её 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.

Светодиодное освещение — нюансы

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 приведёт к образованию излишне засвеченных и слишком тёмных участков в помещении.

Как долго прослужит светодиодная лампа

Различные производители говорят о сроке службы в 30 000–100 000 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 решётки и из-за миграции атомов металлов, образующих электроды.


а) конструкция обычного светодиода: 1 — анод; 2 — катод; 3 — проводник; 4 — кристалл; 5 — пластиковая линза б) конструкция мощного светодиода: 1 — корпус; 2 — проводник; 3 — теплоотвод; 4 — кристалл; 5 — линза; 6 — катодСветодиодное освещение — нюансы

В тех участках кристалла, где кристаллическая решётка 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 дешёвым способом повысить световые характеристики своей продукции за счёт 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.

Светодиодное освещение — нюансы

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.

Светодиодное освещение — нюансы

Следует отметить, что светодиоды четырёх 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 25 000 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.

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.

Светодиодное освещение — нюансы

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 жёстким требованиям, предъявляемым к качеству освещения, стабильной цветопередаче и эксплуатационным условиям.

Светодиодное освещение — нюансы

Бытовые светодиодные светильники (жёлтый 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.

Светодиодное освещение — нюансы

Выбор светодиодной лампы

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

Привычный критерий выбора — мощность лампы в ваттах — в отношении светодиодных ламп не совсем показателен, т. к. сообщает лишь её 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.

Светодиодное освещение — нюансы


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 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 создаёт 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 создаётся при помощи решётчатых 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 всё было просто — их свет был только жёлтым, 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 «тёплый» свет с жёлтым оттенком, подобный световому излучению от ламп накаливания. При этом лампы с цветовой температурой 2700 °К излучают выраженный жёлтый свет, но их световой поток не такой сильный, а имеющие цветовую температуру 3500 °К отличаются более мощным световым излучением с меньшими оттенками жёлтого (они производят скорее белый свет, чем жёлтый).
  • 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.  опубликовано econet.ru  

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Источник: https://econet.ru/

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
, чтобы видеть ЛУЧШИЕ материалы у себя в ленте!
Комментарии (Всего: 0)

    Добавить комментарий

    Если Вы хотите что-то тотчас же забыть, запишите, что об этом следует помнить. Эдгар По
    Что-то интересное