Недостатки светодиодного освещения

Энергосберегающие светильники уличное промышленное освещение светодиодные упру энергосбережение эпра светодиоды

Светодиодное освещение

Светодиоды как источники света начали применяться в шестидесятых годах 20 века. В англоязычных изданиях они обозначаются аббревиатурой LED (Light Emitting Diode – светоизлучающие диоды) и они нашли широкое применение в системах визуализации информации.

Для целей светодиодной подсветки зданий и других объектов создаются специальные светодиодные сборки разного конструктивного исполнения, содержащие множество светодиодов и обеспечивающие требуемые функции и показатели освещения в установках архитектурной подсветки зданий, в качестве световых элементов в системах освещения автомобилей и других транспортных средств, в устройствах праздничной иллюминации, системах аварийного и дежурного освещения и т.п., а также разрабатываются светодиодные устройства для осветительных установок. Разработка в 1994г. в японской фирме Nichia синего светодиода дала толчок для дальнейшего развития светодиодной техники, так как комбинация синего, зеленого и красного способна давать белый свет, а значит и создавать разнообразные оттенки светового излучения.

Принцип действия светодиодов как полупроводниковых приборов основан на преобразовании электрической энергии непосредственно в световое излучение. Механическая конструкция светодиода определяет распределение света в пространстве. При выпуклой поверхности полимерного покрытия в виде линзы световое излучение обеспечивает большую силу света в осевом направлении с небольшим углом обзора (8-60 гр.), т.е. свет с помощью линзы собирается в узкий пучок. При плоской поверхности светодиода свет излучается широким пучком с большим углом обзора (120-130 гр.), но интенсивность излучения в осевом направлении будет ниже и снижение, будет обратно пропорционально величине угла излучения. Для нормального функционирования светодиодов необходимо использование только качественного стабилизатора тока, т.к. повышение напряжения на 0,1 Вольт увеличивает силу тока в несколько раз и тогда светодиод перегорает.

Для обычного освещения интерес представляют только светодиоды с током питания более 100 мА, световой поток которых составляет более 10 лм, которые излучают белый свет. Недавно созданы светодиоды белого света со светоотдачей 90Lm/W, для сравнения и понимания этой величины, приведем данные по светоотдаче газоразрядных ламп высокого давления, она достигает 150 лм/Вт, получается разница в 5-6 раз и хотя обе технологии начинали свой путь в шестидесятых годах 20 века, но говорить об альтернативной замене газоразрядных ламп высокого давления будет еще рановато!

Нередко, особенно в настоящее время в связи с появлением на рынке множества предложений по продаже светодиодных светильников, эксплуатационники систем освещения задают вопрос или просят проконсультировать о возможности использования светодиодных светильников в качестве альтернативной замены светильников уличного и промышленного назначения, применяющих газоразрядные лампы высокого давления. Ответ здесь однозначен, такая замена будет ущербна.

Рассмотрим только лишь некоторые факторы технического и экономического характера при такой замене:

1. При использовании в светильнике светодиодов с выпуклой линзой угол обзора (8-60гр), где высота установки светильника будет более 10 метров, если даже пренебречь правильным распределением света и окажется, что уровень освещения непосредственно под светильником достигает нижних границ нормативов, то при недостаточном кол-ве светодиодов в светильнике получаем в результате неравномерность или пятнистость освещаемой поверхности, а также уменьшение площади освещаемой поверхности. При увеличении стоимости светильника в 4-5 раз и соответственно использования большого количества светодиодов, конечно можно добиться более лучшего освещения, но также произойдет уменьшение площади освещаемой поверхности, что потребует увеличения кол-ва светильников и оборудованных опор в 3-4 раза!! При этом количество потребляемой электроэнергии окажется значительно больше, чем ранее.

2. При использовании в светильнике светодиодов с плоской поверхностью, свет будет излучаться широким пучком с большим углом обзора (120-130 гр.). При высоте установки светильника более 10 метров, уровень освещения не будет соответствовать нормативам, что потребует снижения высоты установки светильника минимум в 2 раза и как следствие, уменьшение площади освещаемой поверхности, необходимость увеличения кол-ва светильников и оборудованных опор в 3-4 раза!! В результате получаем примерно то же, что и в пукте 1.

3. Как известно светодиоды это полупроводниковые приборы, поэтому в зависимости от температуры окружающего воздуха сопротивление полупроводников будет в немалой степени изменяться и влиять на значение протекающего тока, а это значит, что при низких минусовых температурах световой поток от светильника будет значительно меняться, а при высоких температурах светодиоды могут выгорать. Выход из строя одного светодиода, приведет к погасанию уже целой подгруппы светодиодов в светильнике, а это уже не менее 15-50% освещения, создаваемого светильником. При высоковольтных скачках напряжения, например молния, межфазное замыкание или кратковременной импульс или пробой и т.д., светодиоды мгновенно выходят из строя, а также высока вероятность повреждения стабилизатора питания. Из-за перепадов температур происходит образование конденсата на всей поверхности рабочей платы светодиодов, что может привести к паразитному протеканию тока и к выходу из строя светодиодов, т.е. при эксплуатации светодиодных светильников в уличных условиях присутствует существенный фактор уменьшения надежности, необходимость ремонта, увеличение эксплуатационных затрат. Поэтому следует учитывать, что эксплуатировать светодиодные светильники лучше всего только в стабильных климатических условиях. Также, как и у газоразрядных ламп, у светодиодов из-за ухудшения эмиссионных свойств со временем происходит значительный спад светового потока, которое может достигать 50-60% от первоначальных показателей.

4. Светодиоды для освещения это уже давно известный товар и конкуренция в этой части достаточно высока, например Китай и Европейские производители. Поэтому в погоне за все более высокой светоотдачей многие производители таких специализированных светодиодов, а также проектировщики светодиодных светильников, жертвуя надежностью, будут «загонять» их всё в более тяжелые и жесткие режимы работы, что не может не сказаться в результате на их сроках службы. При этом потребителю очень сложно оценить степень риска правильно, потому что у него нет опыта эксплуатации такого светильника, значит вероятность покупки низкокачественного товара, очень высока. Разброс стоимости уличных светодиодных светильников составляет от 5 до 50 тыс.рублей и конечно же их качество и надежность не гарантируются высокой ценой. В дополнение, к стоимости добавятся еще все затраты на внедрение, поэтому такой проект практически никогда не сможет окупиться.

5. Реклама светодиодных светильников обещает «золотые горы» утверждая, что они освсем не требуют обслуживания. Тогда получается, что на их поверхностях вопреки законам физики не оседает ни пыль не грязь и никогда не попадает внутрь, а постоянно действующая вибрация не послабляет контактные соединения проводников и уплотнительные резинки не разрушаются. К сожалению, обслуживание светодиодных светильников обязательно потребуется и возможно даже более частое, чем светильников, работающих с газоразрядными лампами высокого давления. Например одним из факторов будет являться большая степень загрязнения оптики таких светильников, при низкотемпературных режимах работы при увлажнении поверхности светильника. На улице это происходит часто, поэтому количество оседаемой пыли будет увеличиваться, что приведет к загрязнению оптики светильника. При этом чистить придется гораздо чаще, потому что снижение уже изначально менее интенсивного, чем у газоразрядных ламп, светового потока от светодиодов, будет намного более заметным.

6. Основными недостатками использования светодиодных светильников являются следующие факторы:

- низкая надежность в эксплуатации, связанная с необходимостью обеспечения низковольтного питания светодиодных матриц, с учетом преимущественно некачественного питания на объектах веростность выхода из строя многократно повышается

- быстрый спад светового потока и низкая ремонтопригодность, приводящие к необходимости полной замены светильника и как следствие к неизбежности увеличения затрат, направляемых на обеспечение нормативного состояния системы освещения

- нарушение светораспределения, из-за чего происходит ослепление водителей, а также "пятнистость" освещаемых зон, создающая резкие границы света и тьмы, что при движении на автомобиле нарушает нормальную адаптивность зрения при восприятии различных объектов и например появление пешехода в темной зоне дороги может стать для водителя неожиданным

- неестественность освещаемых объектов из-за низкого индекса цветопередачи (Ra)

- высокая чувствительность к перепадам температур, особенно в сторону их повышения, что ведет к выходу светильников из строя

- неконкурентноспособность светодиодных светильников по отношению к светильникам с газоразрядными натриевыми лампам ВД, т.к. основным показателем энергоэффективности является соотношение "Lm/W". Технологический предел светодиодов при условии отсутствия "экстремальных" режимов питания - не превышает 90Lm/W. Для сравнения, тот же показатель у натриевых ламп ВД достигает 150Lm/W

Сравнение характеристик одинаковых СД-прожекторов, один из которых (слева) эксплуатировался в течение 6 месяцев, показало, что освещенность от поработавшего прожектора снизилась практически в два раза, что говорит о крайней ненадежности таких осветительных приборов, т.е. экономия электроэнергии получается "ложная", а вложенные в них средства банально даже не окупаются. На фотографии видно, что у поработавшего СД-прожектора есть затемнение участков светодиодной матрицы, которое наглядно подтверждает быструю деградации кристаллов. (для увеличения изображения - кликните по фото)



Внимание! Вся информация размещенная на данном сайте является авторской и запрещена для копирования без соответствующего разрешения производителя!

Приглашаем к сотрудничеству региональных дилеров, энергосервисные и лизинговые компании.

Адрес для корреспонденции:

455000, г. Магнитогорск, ул. Ленинградская, д. 2, оф. 64

Тел.: 8 (909) 096-17-15

Электронная почта: niiwest@mail.ru