Светодиодное освещение

Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий  освещения, основанное на использовании светодиодов в качестве источника света.
Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с достижениями в технологии. Разработаны так называемые сверхъяркие светодиоды, специально предназначенные для искусственного освещения.

Преимущества

В сравнении с обычными лампами накаливания, а также люминесцентными лампами светодиоды обладают многими преимуществами:

  1. Экономично используют энергию по сравнению с предшествующими поколениями электрических источников света — дуговых, накальных и газоразрядных. Так, световая отдача светодиодных систем уличного освещения с резонансным источником питания достигает 120 люмен на ватт, что сравнимо с отдачей натриевых газоразрядных ламп — 150—220 люмен на ватт. Люминесцентные лампы имеют световую отдачу 60-100 люмен на ватт, а лампы накаливания — 10-24 люмен на ватт (включая галогенные).
  2. 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].
  3. Возможность получать различные спектральные характеристики без применения светофильтров (как в случае ламп накаливания).
  4. Направленное излучение без применения рефлектора, возможность изменения угла излучения при помощи линз (линзы для ламп накаливания при сравнимом световом потоке имеют бо́льшие габариты и стоимость).
  5. Безопасность использования.
  6. Малые размеры.
  7. Высокая прочность.
  8. Отсутствие ртутных паров (в отличие от газоразрядных люминесцентных ламп и других приборов), что исключает отравление ртутью при переработке и при эксплуатации.
  9. Малое ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
  10. Незначительное тепловыделение (для маломощных устройств).
  11. Устойчивость к вандализму.

Среди производителей именно светодиодные источники света считаются наиболее функционально-перспективным направлением как с точки зрения энергоэффективности, так и затратности и практического применения. В основном применяются приборы на белых светодиодах.

Недостатки

  1. Основной недостаток — высокая цена. Отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50 — 100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания. Впрочем, на начало 2011 года в продаже уже появились светодиодные лампы по ценам (за люмен), конкурентоспособным с компактными люминесцентными лампами. На конец 2011 года некоторые фирмы (такие как К2 Leuchten) уже начали адаптацию светильников по технологии LED по адекватным ценам (см. картинку Светильник, адаптированный по технологии LED).
  2. Напряжение питания светодиода значительно меньше напряжения питания обычных ламп накаливания. Поэтому светодиоды соединяют последовательно или используют преобразователи напряжения.
  3. Высокие требования к качеству теплоотвода, поскольку температура оказывает решающее влияние на надежность[6]. Мощные осветительные светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности (физические размеры светодиодов малы при высокой мощности рассеиваемого излучения) и не могут рассеять столько тепла, сколько выделяют (несмотря даже на более высокий КПД, чем у ламп накаливания). 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 15Вт, совместимых с типоразмером цоколя и габаритами ламп накаливания общего назначения.
  4. Невозможность работы при высоких (более 100 градусов) температурах окружающей среды (духовые шкафы, микроволновые печи и т.п.)
  5. Для питания одиночного светодиода от питающей сети необходим низковольтный источник питания постоянного тока, тоже с радиатором, что дополнительно увеличивает объём светильника, а его наличие дополнительно снижает общую надёжность и требует дополнительной защиты. Поэтому многие разработчики ограничиваются выпрямителем, а светодиоды включают последовательно.
  6. Высокий коэффициент пульсаций светового потока при питании напрямую от сети промышленной частоты без сглаживающего конденсатора, при его наличии пульсации малы.
  7. Дешёвые массовые LED имеют световую отдачу 80-110 лм/Вт, что по экономичности равно обычным люминесцентным лампам дневного света.[8]
  8. Спектр отличается от солнечного. Вместе с тем, этот недостаток по сравнению с люминесцентными лампами менее значителен, так как благодаря особенностям человеческого восприятия и при правильно подобранных люминофорах это незаметно.
  9. Немецкие специалисты в процессе тестирования в конце 2009 года обнаружили, что реальный средний срок службы светодиодных ламп для напряжения 220-240 В оказался около 50000 часов против заявляемых производителями 100000 часов.[9]
  10. Несмотря на лёгкость регулировки яркости светодиода изменением питающего его постоянного напряжения, большинство светодиодных ламп, предназначенных для сетевого напряжения, не приспособлены для питания их через диммер для ламп накаливания. Причина в конструкции встроенного в лампу вторичного источника питания. Однако, существуют диммируемые светодиодные лампы, допускающие включение в сеть совместно с диммером для ламп накаливания. Стоимость подобных ламп обычно дороже на 10-30%, а яркость при вращении регулятора диммера регулируется скачкообразно от 20% до номинальной. Такого недостатка лишены диммеры, специально предназначенные для управления светодиодами.

Светодиодные технологии освещения благодаря эффективному расходу электроэнергии и простоте конструкции нашли широкое применение в светильниках, прожекторахсветодиодных 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.).

Добавить комментарий