Светодиодное освещение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения[1], основанное на использовании светодиодов в качестве источника света.

Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с достижениями в технологии белых светодиодов. Разработаны так называемые сверхъяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.

Преимущества[править | править код]

Качественная светодиодная лампа

В сравнении с обычными лампами накаливания, а также люминесцентными лампами светодиодные источники света обладают многими преимуществами.

При оптимальной схемотехнике источников питания, применении качественных компонентов и обеспечении надлежащего теплового режима, срок службы светодиодных систем освещения при сохранении приемлемых для общего освещения показателей может достигнуть 36-72 тысяч часов[2], что в среднем в 50 раз больше по сравнению с номинальным сроком службы ламп накаливания общего назначения[3] и в 4-16 раз больше, чем у большинства люминесцентных ламп.

Производители светодиодов из-за постоянного обновления и совершенствования продукции не имеют возможности проводить тестирование в реальном времени и указывают прогнозируемый срок службы, используя специальные методики, такие как TM-21 и IESNA LM-80[4]. Большой срок службы в некоторых применениях играет решающую роль. Так, экономия на обслуживании и замене ламп в уличных светильниках зачастую превышает экономию на электроэнергии[5].

Недостатки[править | править код]

Низкий cosφ и пульсации
  1. Высокие требования к качеству теплоотвода, поскольку температура оказывает решающее влияние на надежность[6]. Мощные осветительные светодиоды требуют наличия внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности и не могут без специального теплоотвода рассеять столько тепла, сколько выделяют. Так, для рассеивания 5 Вт тепловой мощности, выделяемой полупроводниковым прибором с возможностью работы при температуре окружающей среды до +40 °C, потребуется радиатор площадью 100 см2[7]. Необходимость использования радиатора удорожает готовое изделие и затрудняет конструирование светодиодных ламп свыше 15 Вт, совместимых с типоразмером цоколя и габаритами ламп накаливания общего назначения.
  2. Дешёвые массовые светодиоды имеют световую отдачу 80—110 лм/Вт, что по экономичности ниже современных натриевых ламп[8]. В связи с чем, несмотря на активное внедрение светодиодных бюджетных светильников в различные производственные и коммунальные сферы бытового обслуживания, в настоящее время для освещения улиц и дворовых территорий одними из самых энергоэффективных и надёжных источников света являются светильники типа ДНаТ (Светоотдача натриевых ламп высокого давления достигает 150 люмен/ватт, низкого давления — до 200 люмен/ватт).
  3. Применяемая в светодиодном освещении синяя компонента спектра негативно сказывается на функционирование пищевых цепей фауны и привлекают беспозвоночных из сельской местности в города.[9]
  4. Светодиодное освещение улиц из-за синего спектра может негативно влиять на зрение и вызывать усталость глаз и повреждение сетчатки[10].

Несоответствие спектра светодиодных светильников естественному солнечному вызывало негативное влияние на здоровье людей, в частности при работе с компьютером в течение длительного времени[11]. Такие источники света негативно влияли на синтез мелатонина, циркадные ритмы; вызывали сонливость и ухудшали производительность труда[12]. Этот недостаток побудил изготовителей светодиодов искать новые технологии, и были разработаны более безопасные светодиодные источники освещения. К сожалению, в РФ, не уделяется достаточно внимания этой проблеме, и в результате экономичные, но небезопасные светодиодные светильники получили широкое распространение, в том числе в образовательных учреждениях - при наличии экономичной и безопасной альтернативы[13].

Применение[править | править код]

Светодиодный прожектор

Светодиодные технологии освещения благодаря эффективному расходу электроэнергии и простоте конструкции нашли широкое применение в светильниках, прожекторах, светодиодных лентах, декоративной светотехнике и особенно в компактных осветительных приборах — ручных фонариках. Их световая мощность доходит до 5000 лм. Светодиодные осветительные приборы подразделяются на уличные и интерьерные. Сегодня их применяют для подсветки зданий, автомобилей, улиц и рекламных конструкций, фонтанов, тоннелей и мостов. Данное освещение используют для подсветки производственных и офисных помещений, домашнего интерьера и мебели.

Светодиодное освещение применяется в светотехнике для создания дизайнерского освещения в специальных современных дизайн-проектах. Надёжность светодиодных источников света позволяет использовать их в труднодоступных для частой замены местах (встроенное потолочное освещение, внутри натяжных потолков и т. д.).

Декоративная светодиодная подсветка в основном применяется для праздничной иллюминации. Используется как новогоднее украшение — светодиодная гирлянда. В период праздников (в большей степени новогодних) их можно увидеть на улицах городов, они украшают деревья, фасады зданий и другие уличные объекты.

Уличное освещение[править | править код]

Светодиодное уличное освещение

Ещё большую выгоду можно получить от замены ртутных ламп высокого давления — до 70 %[источник не указан 289 дней]. Поэтому многие города планируют полный переход на светодиодное уличное освещение. Например в Финляндии, лидером является город Турку, где полностью заменят к концу 2015 года свыше 8000 светильников. Целью является достичь к 2016 году 9 % экономии по отношению к 2005 году, причём света станет больше. Для города такого размера экономия составит 1 386 000 квтч, что сравнимо с потреблением 600—700 двухэтажных зданий за год[14].

Галерея[править | править код]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Светодиоды вместо ламп // Полит.ру, 26.12.2007
  2. Cree® LED Components IES LM-80-2008 Testing Results // Cree Inc., 06.12.2012
  3. Козловская В. Б., Радкевич В. Н., Сацукевич В. Н. Электрическое освещение. Справочник. — Минск, 2007 ISBN 978-985-6591-39-9, стр. 37
  4. IESNA LM-80 and TM-21. U.S. Department of Energy
  5. US DOE Консорциум муниципального освещения. Отчеты
  6. Шуберт Ф. Е. Светодиоды. — М.: Физматлит, 2008. — С. 61, 77—79. — 496 с. — ISBN 978-5-9221-0851-5.
  7. А. А. Бокуняев, Н. М. Борисов, Р. Г. Варламов и др. Справочная книга радиолюбителя конструктора. — Радио и связь, 1990. — С. 369. — ISBN 5-256-00658-4.
  8. Сравнительная таблица светодиодов
  9. Изобретение нобелевских лауреатов оказалось разрушителем мира насекомых: Наука: Наука и техника: Lenta.ru
  10. http://darksky.org/wp-content/uploads/bsk-pdf-manager/AMA_Report_2016_60.pdf
  11. Christian Cajochen, Sylvia Frey, Doreen Anders, Jakub Späti, Matthias Bues, Achim Pross, Ralph Mager, Anna Wirz-Justice, and Oliver Stefani. Evening exposure to a light-emitting diodes (LED)-backlit computer screen affects circadian physiology and cognitive performance (англ.) // American Physiological Society Journal of Applied Physiology. — 2011. — May (vol. 110 (iss. 5). — P. 1432-1438. — ISSN 8750-7587. — DOI:10.1152/japplphysiol.00165.2011.
  12. В.А. Капцов, В.Н. Дейнего. Риски влияния света светодиодных панелей на состояние здоровья оператора (рус.) // ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора Анализ риска здоровью. — Пермь, 2014. — Август (№ 4). — С. 37-42. — ISSN 2308-1155. — DOI:10.21668/health.risk/2014.4.05.
  13. В.А. Капцов, В.Н. Дейнего. Световой рацион. Охрана труда и светодиодное освещение (рус.) // Национальная Ассоциация Центров Охраны Труда (НАСОТ) Безопасность и охрана труда. — Нижний Новгород, 2015. — Сентябрь (№ 3). — С. 77-80.
  14. Турку получит светодиодное освещение улиц. На фото освещение улицы до и после модернизации

Ссылки[править | править код]