Світлодіодне освітлення

Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Світлодіодне освітлення — один із перспективних напрямків технологій штучного освітлення [1] , заснований на використаннісвітлодіодів як джерело світла.

Розвиток світлодіодного освітлення безпосередньо пов'язаний із досягненнями у технології білих світлодіодів . Розроблено так звані надяскраві світлодіоди, спеціально призначені для штучного освітлення.

Переваги

Якісна світлодіодна лампа

У порівнянні зі звичайними лампами розжарювання , а також люмінесцентними лампами світлодіодні джерела світла мають багато переваг.

При оптимальній схемотехніці джерел живлення, застосуванні якісних компонентів та забезпеченні належного теплового режиму, термін служби світлодіодних систем освітлення при збереженні прийнятних для загального освітлення показників може досягти 36-72 тисячі годин [2] , що в середньому в 50 разів більше в порівнянні з номінальним терміном служби ламп розжарювання загального призначення [3] і в 4-16 разів більше, ніж у більшості люмінесцентних ламп .

Виробники світлодіодів через постійне оновлення та вдосконалення продукції не мають можливості проводити тестування в реальному часі та вказують прогнозований термін служби, використовуючи спеціальні методики, такі як TM-21 та IESNA LM-80 [4] . Великий термін служби у деяких застосуваннях грає вирішальну роль. Так, економія на обслуговуванні та заміні ламп у вуличних світильниках найчастіше перевищує економію на електроенергії [5] .

Недоліки

Низький cosφ та пульсації
  1. Високі вимоги до якості тепловідведення, оскільки температура має вирішальний вплив на надійність [6] . Потужні освітлювальні світлодіоди вимагають наявності зовнішнього радіатора для охолодження, тому що мають несприятливе співвідношення своїх розмірів до теплової потужності, що виділяється, і не можуть без спеціального тепловідведення розсіяти стільки тепла, скільки виділяють. Так, для розсіювання 5 Вт теплової потужності, що виділяється напівпровідниковим приладом з можливістю роботи при температурі навколишнього середовища до +40 ° C, знадобиться радіатор площею 100 см 2 [7] . Необхідність використання радіатора подорожчає готовий виріб та утруднює конструювання світлодіодних ламп понад 15 Вт, сумісних з типорозміром цоколя та габаритами ламп розжарювання загального призначення.
  2. Дешеві масові світлодіоди мають світлову віддачу 80-110 лм/Вт, що за економічністю нижче за сучасні натрієві лампи [8] . У зв'язку з чим, незважаючи на активне впровадження світлодіодних бюджетних світильників у різні виробничі та комунальні сфери побутового обслуговування, в даний час для освітлення вулиць та дворових територій одними з найбільш енергоефективних та надійних джерел світла є світильники типу ДНаТ (Світловіддача натрієвих ламп високого тиску досягає 150 люмен/ват, низького тиску - до 200 люмен/ват).
  3. Синя компонента спектру, що застосовується у світлодіодному освітленні, негативно позначається на функціонуванні харчових ланцюгів фауни і залучають безхребетних із сільської місцевості до міст. [9]
  4. Світлодіодне освітлення вулиць через синій спектр може негативно впливати на зір і викликати втому очей і пошкодження сітківки [10] .

Невідповідність спектра світлодіодних світильників природному сонячному викликала негативний вплив на здоров'я людей, зокрема під час роботи з комп'ютером протягом тривалого часу [11] . Такі джерела світла негативно впливали на синтез мелатоніну , циркадні ритми ; викликали сонливість та погіршували продуктивність праці [12] . Цей недолік спонукав виробників світлодіодів шукати нові технології і були розроблені більш безпечні світлодіодні джерела освітлення. На жаль, в РФ, не приділяється достатньо уваги цій проблемі, і в результаті економічні, але небезпечні світлодіодні світильники набули широкого поширення, у тому числі в освітніх установах – за наявності економічної та безпечної альтернативи [13] .

Застосування

Світлодіодний прожектор

Світлодіодні технології освітлення завдяки ефективній витраті електроенергії та простоті конструкції знайшли широке застосування у світильниках, прожекторах , світлодіодних стрічках , декоративній світлотехніці та особливо у компактних освітлювальних приладах – ручних ліхтариках . Їхня світлова потужність доходить до 5000 лм. Світлодіодні освітлювальні прилади поділяються на вуличні та інтер'єрні. Сьогодні їх застосовують для підсвічування будівель, автомобілів, вулиць та рекламних конструкцій, фонтанів, тунелів та мостів. Дане освітлення використовують для підсвічування виробничих та офісних приміщень, домашнього інтер'єру та меблів.

Світлодіодне освітлення застосовується у світлотехніці для створення дизайнерського освітлення у спеціальних сучасних дизайн-проектах . Надійність світлодіодних джерел світла дозволяє використовувати їх у важкодоступних для частої заміни місцях (вбудоване стельове освітлення, усередині натяжних стель тощо).

Декоративне світлодіодне підсвічування в основному застосовується для святкової ілюмінації. Використовується як новорічна прикраса – світлодіодна гірлянда . У період свят (переважно новорічних) їх можна побачити на вулицях міст, вони прикрашають дерева, фасади будівель та інші вуличні об'єкти.

Вуличне освітлення

Світлодіодне вуличне освітлення

Ще більшу вигоду можна отримати від заміни ртутних ламп високого тиску - до 70% [ джерело не вказано 1019 днів ] . Тому багато міст планують повний перехід на світлодіодне вуличне освітлення. Наприклад, у Фінляндії, лідером є місто Турку, де повністю замінять до кінця 2015 року понад 8000 світильників. Метою є досягти до 2016 року 9% економії по відношенню до 2005 року, причому світла побільшає. Для міста такого розміру економія становитиме 1 386 000 квтч, що можна порівняти зі споживанням 600—700 двоповерхових будівель за рік [14] .

Галерея

Див. також

Примітки

  1. Світлодіоди замість ламп // Політ.ру, 26.12.2007
  2. Cree® LED Components IES LM-80-2008 Testing Results Архівна копія від 18 січня 2017 року на Wayback Machine // Cree Inc., 06.12.2012
  3. Козловська Ст Б., Радкевич Ст Н., Сацукевич Ст Н. Електричне освітлення. Довідник - Мінськ, 2007 ISBN 978-985-6591-39-9 , стор 37
  4. IESNA LM-80 та TM-21. US Department of Energy
  5. US DOE Консорціум муніципального освітлення. Звіти
  6. Шуберт Ф. Є. Світлодіоди. - М .: Фізматліт, 2008. - С. 61, 77-79. - 496 с. - ISBN 978-5-9221-0851-5 .
  7. А. А. Бокуняєв, Н. М. Борисов, Р. Г. Варламов та ін. Довідкова книга радіоаматора конструктора. - Радіо і зв'язок, 1990. - С. 369 . - ISBN 5-256-00658-4 .
  8. Порівняльна таблиця світлодіодів
  9. Винахід нобелівських лауреатів виявився руйнівником світу комах: Наука: Наука та техніка: 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 та Oliver Stefani. Досягнення експозиції до 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.М. Дійного. Ризики впливу світла світлодіодних панелей на стан здоров'я оператора // ФБУН «ФНЦ медико-профілактичних технологій управління ризиками здоров'ю населення» Росспоживнагляду Аналіз ризику здоров'ю. - Перм, 2014. - Серпень ( № 4 ). - С. 37-42 . - ISSN 2308-1155 . - Doi : 10.21668/health.risk/2014.4.05 .
  13. В.А. Капцов, В.М. Дійного. Світловий раціон. Охорона праці та світлодіодне освітлення // Національна Асоціація Центрів Охорони Праці (НАСОТ) Безпека та охорона праці. - Нижній Новгород, 2015. - Вересень ( № 3 ). - С. 77-80 .
  14. Турку отримає світлодіодне освітлення вулиць. На фото освітлення вулиці до та після модернізації

Посилання