Светодиодное освещение

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

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

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

Низкий cosφ и пульсации
  1. Светодиодное освещение из-за значительного отличия своего спектра от спектра естественного освещения негативно влияет на здоровье[6], вызывая различные нарушения здоровья. Синее излучение светодиодов может влиять на зрение и вызывать усталость глаз и повреждение сетчатки[7].
  2. Высокие требования к качеству теплоотвода, поскольку температура оказывает решающее влияние на надежность[8]. 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[9]. Необходимость использования радиатора удорожает готовое изделие и затрудняет конструирование светодиодных ламп свыше 15 Вт, совместимых с типоразмером цоколя и габаритами ламп накаливания общего назначения.
  3. Дешёвые массовые светодиоды имеют световую отдачу 80—110 лм/Вт, что по экономичности ниже современных натриевых ламп[10]. 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).
  4. Применяемая в светодиодном освещении синяя компонента спектра негативно сказывается на функционирование пищевых цепей фауны и привлекают беспозвоночных из сельской местности в города.[11]

Несоответствие спектра светодиодных светильников естественному солнечному вызывало негативное влияние на здоровье людей, в частности при работе с компьютером в течение длительного времени[12]. Такие источники света негативно влияли на синтез мелатонина, циркадные ритмы; вызывали сонливость и ухудшали производительность труда[13]. Этот недостаток побудил изготовителей светодиодов искать новые технологии, и были разработаны более безопасные светодиодные источники освещения. 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[14].

Применение

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

Светодиодное уличное освещение

Ещё большую выгоду можно получить от замены ртутных ламп высокого давления — до 70 %[источник не указан 2222 дня]. 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[15].

Галерея

  • Вариант светодиодных ламп, используемых в дизайне помещений

    Вариант светодиодных ламп, используемых в дизайне помещений

  • Разноцветные экономичные лампы

    Разноцветные экономичные лампы

  • Дизайнерский торшер

    Дизайнерский торшер

  • Светильник, адаптированный по технологии LED

    Светильник, адаптированный по технологии LED

  • Влагозащищённый 10 Вт светодиодный светильник промышленного изготовления

    Влагозащищённый 10 Вт светодиодный светильник промышленного изготовления

  • Светодиодная лампа заливающего света GL-BR20

    Светодиодная лампа заливающего света GL-BR20

  • Светодиод SSC P7 на радиаторе (потребляемая мощность 7 Вт) и автомобильная 20 Вт лампа накаливания (включена).

    Светодиод SSC P7 на радиаторе (потребляемая мощность 7 Вт) и автомобильная 20 Вт лампа накаливания (включена).

  • Светодиодная лампа, используемая в дежурном освещении.

    Светодиодная лампа, используемая в дежурном освещении.

См. также

Примечания

  1. ↑ Светодиоды вместо ламп Архивная копия от 11 сентября 2009 на Wayback Machine // Полит.ру, 26.12.2007
  2. ↑ Cree® LED Components IES LM-80-2008 Testing Results Архивная копия от 18 января 2017 на Wayback Machine // 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 (недоступная ссылка). Дата обращения: 20 марта 2013. Архивировано 4 марта 2016 года.
  5. ↑ US DOE Консорциум муниципального освещения. Отчеты. Дата обращения: 20 октября 2012. Архивировано 20 октября 2012 года.
  6. ↑ Капцов В.А., Дейнего В.Н. Эволюция искусственного освещения: взгляд гигиениста / Под ред. Вильк М.Ф., Капцова В.А. — Москва: Российская Академия Наук, 2021. — 632 с. — 300 экз. — ISBN 978-5-907336-44-2. Архивная копия от 14 декабря 2021 на Wayback Machine
  7. ↑ Источник. Дата обращения: 27 июня 2016. Архивировано 5 июля 2016 года.
  8. ↑ Шуберт Ф. Е. Светодиоды. — М.: Физматлит, 2008. — С. 61, 77—79. — 496 с. — ISBN 978-5-9221-0851-5.
  9. ↑ 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.
  10. ↑ Сравнительная таблица светодиодов
  11. ↑ Изобретение нобелевских лауреатов оказалось разрушителем мира насекомых: Наука: Наука и техника: Lenta.ru. Дата обращения: 17 октября 2014. Архивировано 18 октября 2014 года.
  12. ↑ 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. Архивировано 18 августа 2019 года.
  13. ↑ В.А. Капцов, В.Н. Дейнего. Риски влияния света светодиодных панелей на состояние здоровья оператора // 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. Архивировано 18 августа 2019 года.
  14. ↑ В.А. Капцов, В.Н. Дейнего. Световой рацион. Охрана труда и светодиодное освещение // Национальная Ассоциация Центров Охраны Труда (НАСОТ) Безопасность и охрана труда. — Нижний Новгород, 2015. — Сентябрь (№ 3). — С. 77—80. Архивировано 18 мая 2021 года.
  15. ↑ Турку получит светодиодное освещение улиц. На фото освещение улицы до и после модернизации. Дата обращения: 6 июля 2015. Архивировано 7 июля 2015 года.

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Светодиодное_освещение&oldid=12630473