Источник света светодиодные лампы

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.

Содержание

Преимущества [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

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

Несоответствие спектра светодиодных светильников естественному солнечному вызывало негативное влияние на здоровье людей, в частности при работе с компьютером в течение длительного времени [11] . Такие источники света негативно влияли на синтез мелатонина, циркадные ритмы; вызывали сонливость и ухудшали производительность труда [12] . Этот недостаток побудил изготовителей светодиодов искать новые технологии, и были разработаны более безопасные светодиодные источники освещения. К сожалению, 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 [13] .

Применение [ править | править код ]

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.).

Читайте также:  Что значит адрес регистрации карты

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 [ править | править код ]

Ещё большую выгоду можно получить от замены ртутных ламп высокого давления — до 70 % [ источник не указан 359 дней ] . 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 [14] .

Галерея [ править | править код ]

Вариант светодиодных ламп, используемых в дизайне помещений

Разноцветные экономичные лампы

Светильник, адаптированный по технологии LED

Влагозащищённый 10 Вт светодиодный светильник промышленного изготовления

Светодиодная лампа заливающего света GL-BR20

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

Светодиодная лампа, используемая в дежурном освещении.

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.

Содержание

Преимущества [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

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

Несоответствие спектра светодиодных светильников естественному солнечному вызывало негативное влияние на здоровье людей, в частности при работе с компьютером в течение длительного времени [11] . Такие источники света негативно влияли на синтез мелатонина, циркадные ритмы; вызывали сонливость и ухудшали производительность труда [12] . Этот недостаток побудил изготовителей светодиодов искать новые технологии, и были разработаны более безопасные светодиодные источники освещения. К сожалению, 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 [13] .

Читайте также:  Lenovo thinkcentre m71z драйвера

Применение [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

Ещё большую выгоду можно получить от замены ртутных ламп высокого давления — до 70 % [ источник не указан 359 дней ] . 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 [14] .

Галерея [ править | править код ]

Вариант светодиодных ламп, используемых в дизайне помещений

Разноцветные экономичные лампы

Светильник, адаптированный по технологии LED

Влагозащищённый 10 Вт светодиодный светильник промышленного изготовления

Светодиодная лампа заливающего света GL-BR20

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

Светодиодная лампа, используемая в дежурном освещении.

На протяжении многих десятилетий для освещения использовались, в основном, лампы двух типов:

  • лампы накаливания
  • люминесцентные.

Однако со временем выяснилось, что у них есть множество недостатков. Лампы накаливания характеризуются высоким энергопотреблением и низким сроком эксплуатации, и многие страны постепенно отказываются от их производства. В компактных люминесцентных лампах (КЛЛ) применяются пары ртути, поэтому пользоваться ими нужно чрезвычайно аккуратно, к тому же их нельзя просто выбросить в мусорный контейнер, так как они требуют специальной утилизации.

Общая проблема ламп накаливания и КЛЛ – мерцание. Глазу их свет может казаться ровным, однако мозг регистрирует пульсацию света, и это не только способствует повышенной утомляемости и развитию депрессивного состояния, но и оказывает негативное влияние на глазной нерв. Длительное воздействие такого света на глаза ведет к ухудшению зрения.

Современная альтернатива лампам накаливания и КЛЛ – светодиодные источники света, так называемые LED-лампы. Сама технология их производства появилась в 1960-е годы, но только в 2000-х годах удалось настолько снизить их стоимость, что можно было создавать лампочки для использования в быту.

Светодиодные источники света и их применение

LED-лампа чаще всего представляет собой традиционную «грушу» с винтовым цоколем. Внутри ее корпуса размещены плата со светодиодами и электронный драйвер, поддерживающий необходимый для работы уровень напряжения. Благодаря ему пульсация света сводится к минимуму и не только не воспринимается глазом, но и не оказывает негативного влияния на зрение.

К плюсам светодиодных (LED) источников света необходимо отнести:

  • низкое энергопотребление – по этому показателю они превосходят даже КЛЛ, которые в свое время называли энергосберегающими лампами;
  • длительный срок службы – производители говорят о 20-30, а то и о 50 тысячах часов работы;
  • низкий нагрев;
  • стабильную яркость освещения – встроенный блок питания обеспечивает эффективную защиту от колебаний напряжения;
  • экологичность – в такой лампе нет опасных веществ.

Современные технологии позволяют производить светодиодные источники постоянного света с разной цветовой температурой. Благодаря этому в продаже представлены, в частности, LED-лампы с теплым белым и холодным белым светом, и вы можете выбирать вариант, оптимально подходящий для того или иного помещения, а также соответствующий вашим индивидуальным предпочтениям.

Отдельно стоит упомянуть так называемую «умную лампу». Это устройство, различные параметры которого – цвет, яркость, время работы – можно регулировать с помощью приложения, установленного на смартфон либо планшет.

Читайте также:  Как написать на фотографии текст на компьютере

Где применяются LED-лампы? Сфера их использования чрезвычайно широка. В первую очередь, это, конечно, освещение различных помещений – жилых, офисных, административных, производственных и т. д. Как говорилось выше, вы можете подбирать лампы с разной цветовой температурой в соответствии с назначением того или иного помещения. Например, теплый белый свет лучше подходит для жилых комнат, а холодный белый – хороший вариант для склада или производственного цеха.

Светильники со светодиодными источниками света обеспечивают освещение улиц, дорог и парков. Здесь особенно важны низкое энергопотребление и длительный срок службы LED-ламп.

Такие светильники хорошо подходят для освещения общественных мест, лестничных площадок в жилых зданиях и т.д. Их часто дополняют датчиками, реагирующими на движение, что позволяет существенно сэкономить на электроэнергии.

Недостатки светодиодных источников света

Долгое время считалось, что основным минусом LED-ламп является их сравнительно высокая стоимость. Цена таких источников света стабильно снижалась, и многие люди, не только рядовые пользователи, но и специалисты, стали считать, что недостатков у них вообще нет. Но оказалось, что это не совсем соответствует истине.

Ученые, работающие в Мадридском университете Комплутенсе, провели исследование, показавшее, что при сравнительно длительном воздействии света LED-ламп возможно негативное влияние на глаза из-за синего свечения, содержащегося в их спектре. Подобные результаты получили специалисты из других стран, в том числе из России. В чем же проблема?

Дело в том, что у большинства светодиодных ламп, представленных сегодня в продаже, есть общая конструктивная особенность. В них используется светодиод синего цвета и специальное покрытие: синий свет проходит через него, частично трансформируется в желтый и красный, а затем сочетание синего, красного и желтого обеспечивает белое свечение. Именно такой вариант был предложен японскими учеными в 1990-х годах как сравнительно экономичный: лампочки, в которых белый свет получается в результате трех отдельных светодиодов – красного, зеленого и синего – и сегодня стоят весьма дорого.

Характерная особенность описанного выше решения – наличие в спектре синего пика с длиной волны 450-460 нм и провалов в области голубого света с длиной волны 480 нм. Ни того, ни другого нет в естественном солнечном свете, к которому за многие тысячи лет эволюции привык человеческий глаз. Поэтому синее свечение оказывает негативное воздействие:

  • фотомеханическое – посредством ударной энергии световой волны;
  • фототермическое – облучение вызывает нагревание ткани сетчатки;
  • фотохимическое: фотоны синего и фиолетового света могут вызывать химические изменения в структурах сетчатки.

При этом фотохимическая реакция, начавшись, уже не останавливается и вызывает необратимые изменения в сетчатке глаза.

Все это особенно опасно для детей и подростков, у которых зрительная система еще не сформировалась. Однако у взрослых тоже могут возникнуть серьезные проблемы со зрением. К тому же оттенок синевы влечет за собой повышенную утомляемость, и обычные LED-лампы способствуют подавлению выработки мелатонина – гормона, отвечающего за качество сна и регенерацию организма.

Существуют ли безопасные светодиодные источники света?

Некоторое время назад компания Toshiba представила миру инновационную технологию производства светодиодов TRI-R. Светодиоды, произведенные по этой технологии получили название Sunlike — «подобный Солнцу». Так ее создатели подчеркивают важную особенность своего изобретения – индекс цветопередачи, достигающий 97-99 RA. Это означает, что их свет максимально приближен к солнечному, который воспринимается нашими глазами как естественный.

В таких источниках света применяются фиолетовый светодиод и особое трехкомпонентное покрытие. Благодаря этой конструктивной особенности удалось избежать описанного выше недостатка: пика синего света и провала в области голубого света. Как следствие, продукция с установленными светодиодами Sunlike не оказывает на человеческое зрение негативного воздействия и подходит детям и взрослым.

Основные достоинства технологии SunLike:

  • приятный для глаз свет, не оказывающий негативного воздействия на зрение;
  • соответствие естественным биологическим ритмам человека, что означает качественный сон, отсутствие повышенной утомляемости, улучшение работоспособности и общего самочувствия;
  • отличная цветопередача – натуральные цвета и четкий контраст окружающих предметов.

Теперь вызнаете, на что обратить внимание при выборе LED-ламп и как обеспечить себе, своим родственникам или сотрудникам предприятия, на котором вы работаете, комфортные условия для труда и повседневной жизни.