Практическое применение мощных светодиодов включает освещение жилых, офисных и производственных помещений, архитектурную подсветку, а в последнее время — и уличное освещение. В статье рассказывается об особенностях применения мощных светодиодов, в том числе — о решениях для освещения московских улиц и зданий.
Области применения светодиодов за последние годы существенно расширились
Если раньше светодиоды ассоциировались в основном с индикацией в электронных приборах, то сейчас они уже успешно применяются, например, в транспорте (светофоры, дорожные знаки, индикация в салонах), а также в автомобильной промышленности, где успешно прошло внедрение светодиодов в габаритные фонари и сигналы торможения. Прогресс в технологии разработки мощных светодиодов, позволил светодиодам попасть в сферу интересов светотехники, и можно предположить, что мощные светодиоды в скором времени вытеснят устаревшие источники света.
Развитие светодиодных технологий, результатом которого стало появление новых эффективных мощных светодиодов, в совокупности с растущей потребностью в энергосбережении, открывает новый рынок для светодиодных изделий в освещении. Примером применения светодиодных изделий может быть освещение коридоров и подъездов в домах, освещение технических зон и рабочих мест на предприятиях, освещение складов и хранилищ, и даже освещение витрин и прилавков в магазинах.
Что представляют собой светодиоды
Светодиоды, используемые в освещении, — это мощные светодиоды, которые по таким параметрам как световой поток (лм), световая отдача (лм/Вт), индекс цветопередачи и надежность не уступают, а зачастую и превосходят традиционные источники света, используемые в осветительных приборах. Среди их преимуществ по сравнению с лампами — направленное излучение, срок службы при работе в номинальном режиме не менее 50000 часов.
Светодиоды не содержат ртути, как люминесцентные и разрядные лампы, что существенно облегчает проблему утилизации. Кроме того, время достижения максимального значения светового потока после включения светодиода составляет доли секунды, и есть возможность подбора освещения любого цвета от теплого (под лампу накаливания) до голубовато холодного и белого дневного.
Использование в качестве источников света мощных светодиодов позволит снизить все расходы, связанные с обслуживанием и затратами электроэнергии. Поэтому стоит рассматривать три основных фактора, где существенны преимущества светодиодов:
- экономия электроэнергии,
- отсутствие обслуживания,
- качество света.
Экономия при использовании светодиодов вместо ламп накаливания составляет 95% и 50% экономии при замещении люминесцентных ламп; излучение светодиодов направленное, и нет необходимости использовать отражатели, что также позволяет избежать потерь на отражение, возникающих в ламповых светильниках.
Отсутствие обслуживания подразумевает отсутствие сменной лампы, что приводит к уменьшению затрат в процессе эксплуатации светильника. Величина таких затрат варьируется в зависимости от применения и назначения различных светильников. Например, замена ламп в светильнике в комнате гораздо дешевле, чем замена ламп в автомобильном туннеле, когда требуется перекрыть движение по целой полосе. Во многих случаях затраты на обслуживание могут превзойти по стоимости и значимости первоначальные затраты на приобретение светильника. Мощные светодиоды, используемые для освещения, не перегорают, как обычные лампы. Они продолжают излучать свет в течение длительного времени, с незначительным снижением светового потока.
«Качество света» говорит о целой серии факторов, включая цвет, однородность его распределения, равномерность распределения интенсивности, качество цветопередачи и т.д. Мощные светодиоды, используемые для освещения, производятся в широком диапазоне цветовых температур — от 2600К до 10000К, имеют достаточно высокий индекс цветопередачи (75...85), малые размеры и потребляют значительно меньше электроэнергии, чем традиционные источники света. Следовательно, при разработке можно использовать все эти преимущества для создания осветительных систем различной цветовой температуры, разных размеров, потребляемой мощности и светового потока, что не представлялось возможным при использовании источников света предыдущего поколения.
В 2007 г. был начат ряд серьезных проектов по применению светодиодных источников света в уличном освещении. К таким проектам относится анонсированный в феврале 2007 г. совместный проект компаний Сгее, Lighting Science Group Corporation и правительства штата Северная Каролина под названием «LED City» (Светодиодный город). Проект предусматривает перевод муниципального освещения города Роли на полупроводниковое, включая уличное освещение, освещение подземных гаражей, пешеходных переходов, парков, архитектурной и акцентной подсветки.
Попытки внедрения светодиодных источников света предпринимаются и в нашей стране. В Москве в начале 2004 года была принята трехлетняя программа энергосберегающего освещения на базе светодиодных технологий. Координационный совет возглавил профессор Ю.Б. Айзенберг. Согласно этой программе, предлагалось использовать светодиоды в опытном строительстве, ЖКХ и других областях. Например, светодиодные светильники планировалось устанавливать в подземных переходах, подъездах, на лифтовых площадках, то есть там, где не нужна большая освещенность, но требуется минимум обслуживания и затрат электроэнергии, а также важна высокая вандалоустойчивость.
В последнее время такие попытки стали более регулярными. Появляются так называемые пробные инсталляции светодиодных светильников на различных объектах.
Стоит отметить два проекта с использованием светодиодного освещения. Первый — установка светильников в подземном пешеходном переходе «метро Рижская — Рижский вокзал» в Москве. Взрывобезопасность, 50% экономии потребляемой электроэнергии, отсутствие вредных веществ, антивандальная защита — вот далеко не полная характеристика получившегося изделия.
За год эксплуатации (с сентября 2007 года по октябрь 2008 года) потребление электроэнергии в подземном переходе снизилось примерно на 45%. За указанный период представители компаний Мосгорсвет проводили периодические осмотры первых инсталлированных в подземном переходе светодиодных светильников, выходов из строя светильников зафиксировано не было. «В дальнейшем все используемые сейчас светильники в подземных переходах будут заменены новыми — светодиодными», — отмечают представители Мосгорсвета.
Положительные результаты данного проекта отмечают и представители ГУП «Моссвет»: «При снижении энергопотребления почти на 40% получена та же освещенность, с тем же распределением света, что и при использовании традиционного светильника с лампой ДНаТ. На основе упомянутого светильника разработан светодиодный светильник на пониженное напряжение (48 В) с меньшими габаритами для встраивания в потолок.
Применение сверхнизкого напряжения позволит повысить безопасность электроустановок. А уменьшение габаритов светильника для подземных пешеходных переходов, где каждый сантиметр толщины потолка на счету — вопрос очень актуальный. К тому же при потолочном расположении светильников можно добиться качественного распределения светового потока, лучшей равномерности и избежать слепящего действия».
Второй проект связан с освещением сортировочной железнодорожной станции. В 2008 году внедрение светодиодных осветительных устройств на своих объектах в рамках программы энергосбережения стало проводить ОАО «РЖД».
Были установлены светильники на станции «Новоярославская» Северной железной дороги. В результате внедрения светильников потребление электроэнергии на освещение объекта снизилось в 2,5 раза (по данным представителей Северной железной дороги) при выполнении в целом норм освещенности. Объект находится в опытной эксплуатации с 19 декабря 2008 года, за истекший период отказов или сбоев оборудования не зарегистрировано.
Отдельно надо сказать об уличном освещении светодиодными лампами. По заказу ГУП «Моссвет» в данный момент проводится тестовая эксплуатация светодиодных уличных светильников на проезде Дубовой Рощи в Москве.
Технические трудности использования светодиодов в уличных светильниках заключаются в том, что необходимо решить задачу правильного распределения света в нужном направлении. Большинство отечественных производителей пытаются использовать существующие корпуса светильников, предназначенные под лампы. Этот не совсем правильно.
Светильник с традиционной лампой годами приобретал свое конструкторское решение, основываясь на характеристиках существующих источников света — лампах. Светодиоды изначально отличаются от традиционных ламп, поэтому для получения нужной кривой силы света (КСС) необходимо либо применение вторичной оптики (линз), меняющих направление светового потока, либо расположение источников (светодиодных модулей) уже на криволинейной поверхности, рассчитанной с учетом светотехнических характеристик светодиодов. И те, и другие решения существуют в природе, надо только довести до совершенства конструкцию светового прибора.
Применение в светильниках криволинейных поверхностей для расположения светодиодов влечет за собой увеличение слепящего действия на водителей и пешеходов.
Применение вторичной оптики ведет к снижению светового потока, но есть возможность применения различных линз для освещения того или иного типа улицы.
Помимо экономической эффективности, осветительные устройства на основе светодиодов являются долговечными. Также светодиоды не являются хрупкими, поэтому устройства на их основе антивандальные. Низковольтное питания делает их безопасными, т.е. не являющимися потенциальными источниками возникновения пожара или взрыва. Благодаря этим факторам, а также уровню увеличившейся в последние годы световой отдачи, светодиоды стали очень перспективными источниками света уже сейчас, и будут завоевать все бОльшие сферы применения в ближайшем будущем.
Источник: ledor.ucoz.ru