Интересное

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Кто придумал светодиодные лампочки?

Патент на изобретение светодиодов принадлежит Российскому ученому Олегу Владимировичу Лосеву, который в 1923 году нашёл связь люминесценции в карбиде кремния и p-n-перехода, был сделан первый шаг к созданию современных светодиодов. В 1968 году появились первые индикаторные светодиоды промышленного изготовления, но светили они очень слабо и роль лампочки выполнять не могли. Только в 1990 году ученым удалось создать светодиод с большей светоотдачей, способный полноценно заменить лампочку накаливания.

Светодиодные лампы

 

Главным достоинством светодиодных ламп является, конечно, низкое энергопотребление, большой срок службы (для корпусных светодиодов до 25 000 часов, а для светодиодов типа SMD до 100 000 часов), полная экологическая безопасность, возможность создавать лампы любых форм и размеров (например, для подсветки потолков выпускаются лампы в виде гибких лент с возможностью плавно менять цвет свечения во всем световом диапазоне), устойчивость к сильной вибрации и ударам (актуально при установке в светотехническое оборудование автотранспорта, авиационной и военной техники), возможность устанавливать в светильники вместо лам накаливания. Благодаря малому выделению тепла и пожарной безопасности светодиодных ламп у оформителей интерьеров открылся бесконечный простор для светового дизайна.

Да, в настоящее время светодиодные лампы достаточно дорогие, но технологии совершенствуются, и цена будет снижаться. Первые сотовые телефоны тоже были баснословно дорогими, а сегодня доступны даже детям. Все равно прогресс не остановить и никто сейчас не согласится вместо эклектической лампочки зажигать лучину. Даже при сегодняшней цене каждый может позволить себе купить хотя бы одну светодиодную лампу в светильник, который светит самое продолжительное время и оценить достоинства светодиодной лампочки на практике.

Выбор светодиодной лампы по конструкции

Светодиодная лампа хоть и потребляет мало электроэнергии, но практически вся она выделяется на маленькой площади кристалла светодиода, нагревая его. Для светодиодов малой мощности это не критично. Для светодиодов большой мощности перегрев получается значительный, и их приклеивают на ребристые радиаторы, которые отводя тепло, обеспечивают работу светодиода в допустимом температурном диапазоне. При сильном нагреве кристалла светодиода снижается светоотдача и в десятки раз сокращается срок службы светодиодов.

На фото светодиодная лампочка Е27 с пятью светодиодами, малым углом светового потока и ребристым радиатором.

Некоторые производители радиаторы делают из пластмассы и покрывают блестящей пленкой. Такой радиатор не может в достаточной мере отводить тепло и обеспечить долговечность светодиодной лампы. Для того, то бы проверить, из какого материала сделан радиатор, достаточно постучать по нему легким металлическим предметом, например ключом и по звуку сразу станет все ясно.

Чем больше светодиодов в лампе, тем она надежнее, при этом светодиоды включены таким образом, что при выходе одного из них, остальные продолжают работать и световой поток практически не изменяется. При выходе из строя лампочки, у которой всего пять светодиодов, световой поток уменьшится на 20%, что уже будет ощутимо.

 

 

Выбор светодиодной лампы по габаритным размерам

 

Самое главное, это геометрические размеры светодиодной лампы. На фото 150 ваттная лампа накаливания и аналогичная по яркости светодиодная. Как не трудно заметить, от цоколя у лампы накаливания колба сначала по диаметру практически равна диаметру цоколя и затем плавно переходит в шар. У светодиодной лампы переход от цоколя довольно резкий. Такую светодиодную лампу в некоторые светильники вкрутить будет невозможно. Так что при выборе светодиодной лампы следует осмотреть светильник и оценить возможность ее установки.

Выбор светодиодной лампы по потребляемой мощности

Мы привыкли оценивать освещенность помещения, которую обеспечит лампочка по потребляемой мощности. Но мощность потребления светодиодной лампы не является привычным критерием. Продавцы утверждают, что светодиодная лампа мощностью в 10 раз меньшей, будет светить так же, как и лампа накаливания. Но опыт показывает, что это не совсем так. Светодиоды бывают разной светоотдачи, являются точечным источником света, часть мощности теряется на драйвере (светодиоды нельзя непосредственно включать в электрическую сеть) и, следовательно, величина потребляемой мощности не всегда напрямую зависит от количества излучаемого светодиодной лампой света. Нужно брать коэффициент не более 8. Если Вы решили заменить лампу накаливания 60 ватт светодиодной, то светодиодная лампочка должна быть мощностью не менее 7,5 ватт. При замене 100 ваттной, потребуется уже светодиодная лампа мощностью 12,5 ватт.

Выбор светодиодной лампы по величине светоотдачи

К сожалению, производители не всегда пишут на упаковке величину светоотдачи (измеряется в люменах), и приходиться ориентироваться по потребляемой мощности. Если же информация по светоотдаче есть, то легко определиться с покупкой. Среднестатистическая лампа накаливания имеет светоотдачу 15лм/Вт. Следовательно, лампочка накаливания 100Вт имеет светоотдачу 100×15лм=1500лм, для определения равноценной для замены светодиодной лампы нужно величину ее светоотдачи умножить на мощность. Допустим, светоотдача светодиодной лампочки составляет 200лм/Вт и потребляемая мощность составляет 7,5Вт. Тогда 200лм×7,5=1500лм, получается, что данный экземпляр светодиодной лампочки будет так же освещать, как и 100 ватная лампочка накаливания.

Выбор светодиодной лампы по направлению светового потока

Лампочка накаливания излучает свет практически равномерно во все стороны, светодиодные лампы бываю разных конструктивных исполнений – излучающие свет равномерно во все стороны, как лампочки накаливания и с небольшим углом излучения. Если установить светодиодные лампы, с узконаправленным световым потоком в люстру, у которой плафоны смотрят вверх, то освещаться будет только потолок, а если плафоны смотрят вниз, то только участок пола под люстрой. Лама с узконаправленным световым потоком отлично подойдет для настольной лампы, для бра в месте отдыха и просмотра телевизора.

Выбор светодиодной лампы по цветовой температуре

Если, привычные для нас, лампы накаливания излучают приятный желтоватый свет, то светодиодные лампы, как и компактные, могут иметь разную цветовую температуру свечения и соответственно излучать свет разного оттенка. Оттенок свечения на упаковке обозначается четырехзначной цифрой с буквой К на конце. 2700К – «теплый» светит как лампа накаливания, 3000К – «теплый белый», практически это белый свет. 4500К-5000К – «дневной свет», с которым все хорошо знакомы по люминесцентным лампам дневного света. Я предпочитаю светодиодные лампы с температурой свечения как у ламп накаливания 2700К, но дело конечно вкуса. Надо заметить, что заменив лампу накаливания светодиодной с цветовой температурой 3000К или 4500К-5000К, все предметы и стены в помещении изменят свой цветовой оттенок.

Выбор светильника для уличного освещения

Еще одна разновидность светодиодных лампочек представлена уличными светильниками. Это практически светодиодная лампа, выполненная в специальном конструктивном исполнении, обеспечивающем работу при любых условиях окружающей среды. Светодиодная лампа в виде уличного светильника не боится дождя, снега, мороза и жары.

 

В настоящее время при необходимости замены отслуживших свой срок светильников для уличного освещения с установленными лампами ДРЛ (дуговая ртутная лампа) многие задаются вопросом, а насколько экономически целесообразна их замена на современные светодиодные светильники для уличного освещения. Мне тоже пришлось решать такую задачу. Анализ технических характеристик это хорошо, а сравнительные испытания гораздо нагляднее. Для испытаний были взяты два образца светильников для уличного освещения, не бывших в эксплуатации, светильник РСУ21-250-002 с лампой ДРЛ 250ватт и аналог, светодиодный светильник ДиУС-40-120 (на фотографии выше находится справа). Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

 

 

 

 

Результаты сравнительных испытаний уличных светильников РСУ21-250-002 и ДиУС-40-120
Тип светильника уличного освещения Освещенность, люкс,
на расстоянии, м
Потребляемая мощность, ватт
2 3 4 5 6
РСУ21-250-002 с лампой ДРЛ 250ватт     122 63 34 24 18 264
ДиУС-40-120 светодиодный 360 184 95 68 50 55

 

 

Хотя производитель светодиодного светильника ДиУС-40-120 рекомендует его для замены уличного светильника РКУ 125 (ДРЛ-125), в котором установлена лампа ДРЛ 125ватт, то по результатам сравнительных испытаний, очевидно, что он с успехом заменит с большим запасом даже светильник уличного освещения с лампой ДРЛ 250ватт. Так, как измеренная люксметром освещенность, создаваемая светодиодным ДиУС-40-120 даже на расстоянии шести метров от светильника, превышает в два раза освещенность, создаваемую РСУ21-250-002, при этом потребляется мощность в 4,8 раза меньше.

Для справки привел требования по освещенности СНиП 23-05-95 (Естественное и искусственное освещение) к наружному освещению городских и сельских поселений, изложенные в пункте 7.31 СНиП.

7.31 Среднюю горизонтальную освещенность на уровне покрытия непроезжих частей улиц, дорог и площадей, бульваров и скверов, пешеходных улиц и территорий микрорайонов в городских поселениях следует принимать согласно табл.

 

 

Требования СНиП 23-05-95 к средней горизонтальной освещенности на уровне покрытия
Освещаемые объекты Средняя горизонтальная освещенность, лк
Главные пешеходные улицы, непроезжие части площадей категорий А и Б и предзаводские площади 10
Пешеходные улицы в пределах общественных центров 6
на других территориях 10
Тротуары, отделенные от проезжей части на улицах категорий А и Б 4
В 2*
Посадочные площадки общественного транспорта на улицах всех категорий 10
Пешеходные мостики 10
             Пешеходные тоннели           днем    100
    вечером и ночью     50
          Лестницы пешеходных тоннелей вечером и ночью        20
              Пешеходные дорожки бульваров и скверов, примыкающих к улицам категорий                А        6
   Б         4
  И        2
      Территории микрорайонов            
     Проезды                   основные         4   
     второстепенные, в том числе тротуары-подъезды         2   
        Хозяйственные площадки и площадки при мусоросборниках              2    
       Детские площадки в местах расположения оборудования для подвижных игр               10    
* Норма распространяется также на освещенность тротуаров, примыкающих к проезжей части улиц категорий Б и В с переходными и низшими типами покрытий 

 

 Как видно из таблицы СНиП 23-05-95, светодиодный светильник уличного освещения ДиУС-40-120 можно устанавливать для освещения практически любых территориальных объектов.

При расчетах экономической целесообразности замены уличных светильников с лампами ДРЛ на светодиодные, следует учесть, что срок службы светодиодов составляет 100000 часов, а для ламп ДРЛ максимум 15000 часов. А замена уличного светильника, установленного на высоте не дешевая работа.

Мною были проведены климатические испытания 13 уличных светильников ДиУС-40-120 на устойчивость запуска при низких температурах и сохранении работоспособности при высоких в испытательном центре. После выдержки светильников в камере холода при температуре минус 60˚С в течении четырех часов, все светодиодные светильники устойчиво запустились в работу, а при включенном состоянии в течении четырех часов при температуре 40˚С светили безотказно. Уличные же светильники с лампами ДРЛ согласно технической документации предназначены для работы при температуре минус 30–+30˚С.

Как показали расчеты, срок окупаемости светодиодных светильников уличного освещения составляет около трех лет.

 

 

 

 

Конструктор сайтов
Nethouse