Как измерить и улучшить КПД светодиода

Теоретические основы

Перед тем, как сравнить два светильника, неплохо бы рассмотреть, какие теоретические основы процесса и конструктивные особенности есть у каждого. Но сначала придется ввести некоторое уточнение или пояснение. Дело в том, что под термином «энергосберегающие» с позиции простого обывателя скрывается не что иное, как компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Они действительно имеют более низкое потребление электричества, чем у ниточных, вольфрамовых аналогов при одинаковом уровне освещенности и лучше для дома. Но с точки зрения науки, технологии также справедлив термин «энергосберегающие светодиодные лампы». У них совершенно иной принцип и теория действия, но базовые цели те же. В этой статье мы не будем стараться поставить все на свои места в плане терминологии, поскольку в маркетинговом отношении она уже устоялась.

Итак, люминесцентной, компактной люминесцентной или энергосберегающей принято называть целую группу искусственных газоразрядных источников света. Принцип их действия базируется на создании и пропускании электрического разряда в замкнутом пространстве, заполненном, чаще всего, парами ртути. Это приводит к генерированию ультрафиолетового излучения, но для преобразования его в видимое, направленное потребуется дополнительная реакция.

Оказывается, если внутренние стенки условной колбы, в которой создается разряд, покрыть люминофором, то ультрафиолетовые лучи вызовут в нем химическую реакцию. При поглощении энергии происходит свечение или люминесценция. В качестве реагента обычно используют орто- или галофосфаты кальция, цинка в смеси с другими компонентами. Состав люминофора прямо влияет на оттенок и цветовую температуру, какими характеризуется лампа.

На концах колбы находятся электроды, пропускание тока через которые приводит к термоэлектронной эмиссии – высвобождению отдельных электронов с поверхности катода. Таким образом, поддерживается дуговой разряд в среде инертных газов и паров ртути.

Светодиодные лампочки имеют совершенной иной принцип действия. Он базируется на свойствах полупроводников, чем, собственно говоря, диоды и являются. В классическом варианте, когда граница или p-n-переход разделят кремниевый и германиевый элементы, происходит перераспределение дырок и электронов, то есть однонаправленный электрический ток. Но если, применить другие материалы, например, нитрид и арсенид галлия (GaN и GaAs), то рекомбинация элементарных частиц будет связана переходом между энергетическими уровнями и выделением фотонов, то есть свечением. Уже на основании одного этого факта, можно судить о том, что в сравнении с люминесцентными, такие лампы лучше для дома, более безопасны, ведь не используют в работе ртуть.

Особенности и разница

Выяснить, какие лампы лучше выбрать для дома, поможет сравнение их по общим структурным элементам, принципу работы и различиям в эксплуатационных характеристиках (по функционированию, сроку службы, яркости света, потребляемой мощности, безопасности, удобству, экономической выгоде).

По функционированию

Светодиодные лампочки различаются от энергосберегающих их принципом работы. Освещение первых совершается благодаря свечению ярких светодиодов. Под воздействием тока полупроводниковым диодным переходом осуществляется излучение синего света. Для формирования окраски свечения на излучающие кристаллы наносят слой люминофора.

Энергосберегающие лампочки наполнены парами ртути, благодаря которым колба начинает сверкать в незаметном для зрения диапазоне, под действием электрического разряда между электродами. Воздействующие на люминофор ультрафиолетовые лучи, формируют светящийся эффект разнообразных цветов.

Энергосберегающая лампочка. Фото OZON

По сроку службы

Разработчики гарантируют срок службы ЭСЛ — 10000 — 15000 часов (приблизительно на 3-4 года непрерывной работы по 8-10 часов в день).

Справка!
Светодиодная (LED) не подвержена выходу из строя из-за частых включений. Срок службы 45000-60000 часов (примерно 7 лет работы).

По экономичности

Энергосберегающие лампы электричества потребляют меньше в 5 раз ламп накаливания. Например, лампа накаливания в 100 Вт полностью соответствует ЭСЛ-лампе на 20 Вт. Т.е. горят они с одинаковой мощностью, а энергию потребляют по-разному.

Светодиодная лампа экономична более чем в 2 раза по сравнению с энергосберегающей. При сравнении с обыкновенной лампой накаливания, энергопотребление уменьшается в 12 раз. Эти лампы считаются самыми высокотехничными и экономичными в плане энергопотребления.

Соотношение по мощности КПД

Различие энергосберегающей лампы заключается в том, что в светодиодной никаких дополнительных трансформаций энергии не совершается, благодаря этому КПД таких ламп больше.

Отличия в значении КПД:

  • для ламп накаливания — 5-6 %;
  • для LED — 20-25%;
  • для ЭСЛ — до 99%, (полного комплекта светильника — до 90-95%).

Важно!
Чем КПД источника выше, тем меньше потребляемой энергии расходуется в виде тепла.

Сравнительная таблица лампочек накаливания, ЭСЛ и LED

Лампы накаливания

(Вт)

LED

(Вт)

ЭСЛ

(Вт)

Световой поток

(лм)

205-72-3250
4010-134-5400
6015-166-10700
7518-2010-12900
10025-3012-151200
15040-5018-201800
20060-8025-302500

По размеру и внешнему виду

Многие используют популярные по внешнему виду и размерам лампы накаливания: грушевидную форму колбы, цоколь 14 или 27 мм. В связи с этим разработчики вынужденно подстраиваются под стремления потребителей и нынешний стандарт цоколей.

LED лампочка. Фото OZON

У LED основная проблема — размеры. Для эффективного отвода тепла от платы этой лампе необходимо свободное пространство, поэтому для замены обычной лампочки светодиодной той же яркости, ее габариты будут больше.

Мощность ЭСЛ, которая влечет на разрабатываемую длину трубки, определяет размеры с формой: нужную длину приходится завертеть в спираль, либо придать U-образную форму. Эти лампы используют для светильников с закрытыми плафонами.

По стоимости

Цены на энергосберегающие лампы:

ЦокольМощность, ВтЦена минимальная, руб.Максимальная
Е271139150
Е271575200
Е2725145450
G13, Линейная1845150
G13, Линейная3668200

Средняя стоимость светодиодных ламп:

  • 6 Вт. — 75-150 руб.
  • 8 Вт. — 80-200 руб.
  • 15 Вт. — 100-200 руб.
  • 20 Вт. — 150-450 руб.

По безопасности и удобству

Энергосберегающие лампы могут разогреться до 81,7° C из-за теплоты нити накала. Светодиодные накаливаются не больше 30° C. Следовательно, у последних пожароопасность намного меньше. По причине отсутствия нити накала и тонкого стекла колбы, механическая прочность, ударопрочность, вибростойкость у LED-лампы намного выше.

Колба LED (если она есть), произведена из ударопрочного пластика, ЭСЛ — из стекла. При случайном повреждении трубки, лампочка перестает гореть. Многие лампы низкой стоимости содержат пары ртути, поэтому сломанная стеклянная трубка с люминофором может причинить существенный вред здоровью.

Внимание!
Светодиодные осветительные устройства не содержат ядовитых для окружающей среды веществ.

По особенностям использования

Многие пользователи ЭСЛ знают, что для достижения максимальной яркости им необходимо время — около 1 минуты (люминоформ светится при определенных условиях, на создание которых уходит время). LED-лампы «загораются» мгновенно после включения, поэтому они удобнее.

 Загрузка …

Виды ламп освещения и их основные характеристики

Многообразие ламп освещения затрудняет процесс их выбора, но без знания особенностей каждой разновидности приступать к проектированию систем освещения просто опрометчиво. При грамотном подходе все характеристики изделий учитываются в комплексе и сравниваются с показателями других групп.

По принципу действия и конструктивному исполнению выделяют:

  1. Лампы накаливания, излучающие свет за счет нагрева вольфрамовой нити, размещенной в вакууме, инертных или галогеновых газах. Тип наполняющего газа оказывает прямое влияние на долговечность и КПД изделий – в запаянных колбах с вакуумом, вольфрам сгорает в 2-3 раза быстрее, чем в лампах с криптоном или галогеном.
  2. Газоразрядные разновидности, выделяющие свет при прохождении электрического разряда через газ в герметично запаянных колбах, после запуска встроенного или отдельного пускорегулирующего механизма. В зависимости от вида используемого газа в системах освещениях данная группа представлена ртутными (ДРИ, ДРЛ, люминесцентные), натриевыми и инертными (неоновыми, аргоновыми или ксеноновыми) газоразрядными лампами.
  3. Светодиодные или LED-светильники, выделяющие свет при пропускании тока через полупроводниковые кристаллы.

В бытовых и промышленных системах освещения, при прокладке проводки в доме чаще всего используются и сравниваются четыре основные группы, включая вакуумные и галогенные лампы накаливания, люминесцентные лампы дневного света, представленные как обычными, так и улучшенными энергосберегающими видами и LED-светильники. Рабочие характеристики каждой подгруппы представлены в таблице ниже:

ЦокольВозможная мощность одного изделия, ВтСветооотдача лм/ВтЦветопередача RаСветовая t, КСрок службы, ч
Лампы накаливания
ВакуумныеЕ5-5007-17>90До 2700500-1000
КриптоновыеЕ8-191000-2000
ГалогенныеЕ или G20-150014-3037002000-4000
Газоразрядные виды
ДРИ (они же – металло-галогенидныеЕ27, Е40 или R7S20-200070-95>903500-60008000-10000
ЛюминисцентныеG,

G и Е

4-14040-90Зависит от типа, от 60 до >903000-6000До 30000
НатриевыеЕ24, Е4050-100150-200Зависят от типа, до 59 и менее 39
LED-светильникиЕ или G2-200040-12060-894000-600030000-50000

Пояснения к таблице

Приведенные показатели обязательно учитываются при выборе ламп для систем освещения, начиная с типа патрона. Коэффициент светоотдачи показывает величину отдаваемых люменов света на 1 Вт мощности лампы, и учитывается при расчете количества ламп на площадь помещения. Лучшие показатели в этом плане имеют натриевые, светодиодные и люминесцентные виды, но первые практически не применяются в быту.

Коэффициент цветопередачи характеризует качество света, чем он выше, тем сильнее излучение ближе к солнечному и естественному. Так, очень хороший свет вырабатывают лампы с Ra >80, отличный – свыше 90. Нужное значение выдают все лампы накаливания, светодиодные виды и ряд люминесцентных светильников. Показатель в пределах 60-79 считается хорошим, 40-59 – достаточным, менее 39 – низким.

Цветовая температура указывается в кельвинах и отражает градиент и теплоту оттенков света. Излучение в пределах 2700-3200 воспринимается как теплое белое и считается оптимальным для освещения гостиных, столовых и спальных, 3200-4500 – нейтральным белым (дневным), улучшающим концентрацию, 4700-6000 и выше – холодным белым, выбираемым при освещении рабочих зон кухонь, ванн и аналогичных зон.

Заявленный срок службы осветительных колб на деле не является показателем их долговечности, из-за хрупкости или зависимости от внешних условий производители не указывают его в качестве гарантийного.

Разновидности и особенности LED-осветителей

Светодиоды поставляются в упаковках с детальным описанием, отображающим основные технические характеристики светодиодных ламп, такие как:

  • класс энергоэффективности;
  • срок службы;
  • мощность;
  • диапазон температур окружающей среды (при какой температуре работают);
  • тип цоколя;
  • величина светового потока;
  • цветовая температура (цветопередача);
  • коэффициент пульсации (выраженность мерцания).

Все современные светодиодные лампочки представляют собой осветительные приспособления с высоким показателем энергоэффективности категории «А» («А+», «А++»). Это означает, что для получения максимально яркого светового потока LED-устройству требуется минимально возможное количество электроэнергии. Причем производители предлагают лампы, работающие при температурах от -35˚C до +90˚C, что также отображается на упаковке. Эти особенности являются главными достоинствами LED-изделий.

При соблюдении рекомендованных производителем условий эксплуатации срок службы основной массы светодиодов достигает 50 тыс. часов непрерывной работы. Мощность лампочки исчисляется в Ваттах (Вт). Значения этого параметра находятся в диапазоне 1–25 Вт, где 1 обозначают самые тусклые источники света, а 25 — самые яркие.

Помимо основных технических показателей на упаковке светодиодных излучателей указывают степени защиты изделия от влаги и пыли, а также уровень напряжения питания, который у большинства ламп составляет 12 или 220 В. Некоторые приборы китайского производства функционируют от напряжения в 110 В.

Сравнительная характеристика лампы накаливания и светодиодной

Разница «в возрасте» этих типов ламп составляет почти сотню лет. Тем не менее, «старушка» с вольфрамовой нитью в колбе до сих пор остается самой востребованной на рынке.

Светодиодные лампы Navigator Filament

Давайте проведем небольшой сравнительный анализ основных технических характеристик двух типов ламп – накаливания и светодиодной. Ведь не только мощностью отличаются равные по световому потоку изделия.

Светоотдача

Светоотдача лампы определяется как отношение светового потока к мощности. Измеряется этот параметр в Лм/Вт. Светоотдача лампы накаливания колеблется в пределах 8-10 Лм/Вт. Ее светодиодный сородич имеет диапазон 90-110 Лм/Вт. Следовательно, эффективность последнего явно выше.

Цветовая температура

При проектировании освещения дома или офиса специалисты рекомендуют руководствоваться следующей таблицей:

Площадь помещения, кв. м

Требуемая мощность лампы, Вт

Накаливания

Светодиодная

Менее 615018
1025028
1230033
2050056
3070080

Теплоотдача

Не менее важной характеристикой, подлежащей сравнению, является теплоотдача от изделия. Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов

Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов.

Правда, в основном этот параметр держится в пределах 170 градусов.

Разогретая стеклянная колба является потенциальным источником пожара, поэтому при монтаже осветительной сети в деревянном доме использовать традиционную лампочку не рекомендуют.

В этом плане светодиодная ламп находится в более выигрышном положении: она может нагреться не выше 50 градусов. Следовательно, никаких ограничений в ее применении не существует.

В этой статье речь идет об общих случаях. Для помещений категории повышенной взрыво-пожароопасности выпускаются соответствующая продукция, имеющая высокую степень защищенности.

Срок службы

Светодиодные лампы характеризуются отменной живучестью. Производители утверждают, что прослужить их изделие может более 50 тысяч часов. Лампы накаливания живут намного меньше – всего 1000 часов. Поэтому гораздо выгоднее один раз купить дорогую лампочку, которая прослужит несколько лет, чем каждые 3 месяца менять дешевую.

Типы светодиодных ламп

Однако долговечность светодиода не отражает одного прискорбного факта: со временем интенсивность его свечения снижается. Примерно через 4000 часов работы свет от него заметно потускнеет.

Деградация светодиода тем выше, чем ниже его качество. Много нареканий в этом плане возникает у потребителей к китайской продукции.

КПД

Коэффициент полезного действия ламп освещения говорит о том, какой процент потребленной электроэнергии превращается в свет, а какой – в тепловую энергию. КПД светодиодов составляют примерно 90%, лампа накаливания может похвастаться лишь семью-девятью процентами.

Thomson Filament — светодиодные лампы нового поколения

Цена

В интернете бурно спорят противники и сторонники светодиодов. Предмет их спора – стоимость. Ведь стоят светодиодные лампы более чем в 10 раз выше обычных. В пользу первых говорит малая мощность, а, следовательно, низкое энергопотребление.

Для наглядности сведем показатели экономичности ламп разного типа в таблицу:

Наименование показателяЛампа накаливанияЛюминесцентная Светодиодная 
Мощность, Вт60125
Стоимость изделия, руб.30150300
Энергопотребление за год, кВт*ч1753514
Стоимость потребленной энергии*, руб./год52610544

Таблица составлена на основе следующих исходных данных: в среднем лампочка горит около 8 часов в сутки или 8 х 365 = 2920 часов; стоимость 1 кВт*ч принята за 3 рубля.

Из таблицы видно, что даже без учета долговечности ламп светодиодная по сравнению с лампой накаливания занимает явно выигрышное положение.

Прочие характеристики

  • силе тока;
  • механической прочности;
  • цветовой температуре и некоторым другим показателям.

Давайте сравним две лампы:

  • светодиодную мощностью 9 Вт;
  • накаливания на 60 Вт.

Результаты сравнения сведем в таблицу:

Наименование параметраСветодиодная, 9 ВтНакаливания, 60 Вт
Сила тока, А0,0720,27
Эффективность светоотдачи, Лм/Вт53,410,3
Световой поток, Лм454,2612
Цветовая температура, К5500-70002800
Рабочая температура, С70180
Чувствительность к низким температурамотсутствуетПрисутствует у некоторых ламп
Чувствительность к влажностиотсутствуетПрисутствует у некоторых
Механическая прочностьВысокая – можно трястиНизкая – при сотрясении может оборваться нить или лопнуть стекло
Тепловое излучение, БТЕ/ч3,485

Все вышеприведенные таблицы позволяют составить общее представление о преимуществах и недостатках светодиодов и лампочек накаливания.

Лампы накаливания

Лампа накаливания — источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника (вольфрамовой нити). Эти приборы предназначаются для бытового, местного и специального освещения. Последние, как правило, отличаются внешним видом — цветом и формой колбы. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания составляет около 5-10%, такая доля потребляемой электроэнергии преобразуется в видимый свет, а основная ее часть превращается в тепло. Любые лампы накаливания состоят из одинаковых основных элементов. Но их размеры, форма и размещение могут сильно отличаться, поэтому различные конструкции не похожи друг на друга и имеют разные характеристики.

Существуют лампы, колбы которых наполнены криптоном или аргоном. Криптоновые обычно имеют форму «грибка». Они меньше по размеру, но обеспечивают больший (примерно на 10%) световой поток по сравнению с аргоновыми. Лампы с шаровой колбой предназначены для светильников, служащих декоративными элементами; с колбой в форме трубки — для подсветки зеркал в стенных шкафах, ванных комнатах и т. д. Лампы накаливания имеют световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт и срок службы около 1000 часов. Они относятся к источникам света с теплой тональностью, поэтому создают погрешности при передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. В интерьере, где требования к цветопередаче достаточно высоки, лучше использовать другие типы ламп. Также не рекомендуется применять лампы накаливания для освещения больших площадей и для создания освещенности, превышающей уровень 1000 Лк, так как при этом выделяется много тепла и помещение «перегревается».

Несмотря на эти ограничения, такие приборы все еще остаются классическим и излюбленным источникам света.

Какие бывают виды светодиодных лампочек?

  • Стандартные. Это самые обычные лампочки, чаще всего они по форме напоминают лампы накаливания. Выпускаются с разными типами цоколей, подходят для любых светильников, в том числе потолочных и встраиваемых.
  • RGB-лампы. В такие лампы встроены светодиоды трех оттенков — красного, зеленого и синего (англ. red, green, blue). У пользователя есть возможность при помощи пульта регулировать ток через каждую группу светодиодов, получая огромную гамму оттенков, включая белый свет любой температуры. Основные недостатки RGB-ламп — сильная пульсация, низкий индекс цветопередачи и небольшая яркость. Чаще всего их используют в качестве подсветки.
  • Филаментные лампы. Это одна из последних разработок производителей осветительного оборудования — светодиодные лампы, напоминающие по внешнему виду лампы накаливания. В качестве источника света используется филаментная нить, состоящая из стеклянной подложки, светодиодов и люминифора. У такой лампы нет радиатора: излишнее тепло отводится заполняющим колбу гелием или смесью газов на его основе. Температура филаментной нити не превышает 60 °С. Филаментные светодиодные лампы выпускаются в диапазоне мощностей от 4 до 8 Вт и имеют световую температуру в пределах 2700 К. Они имеют низкое энергопотребление, широкий угол рассеивания и высокое качество света.
  • Аккумуляторные. Это самые дорогие светодиодные светильники, способные работать в автономном режиме. Они бывают двух видов: первые переходят на резервный аккумулятор, только когда пропадает питание от сети, вторые всегда работают от аккумулятора. Главный их недостаток — высокая цена.
  • LED лампы с пультом управления. Они поставляются в комплекте с инфракрасным или радиопультом и позволяют изменять цвет свечения. Минусы у лампочек тоже есть: они дорого стоят и имеют не очень высокое качество освещения.

Типы энергосберегающих ламп

Энергосберегающие светильники бывают нескольких видов. Каждый из них имеет свое предназначение. Например, галогенные редко устанавливают в бытовые приборы из-за ряда недостатков. Так, они сильно нагреваются, что не всегда устраивает. При этом они имеют ряд преимуществ, и их легко подобрать под любой тип плафона.

Люминесцентные

Энергосберегающие лампы делят на 2 вида – компактные и стандартные (линейные). Оба устройства имеют много общего. В обоих случаях конструкция включает стеклянную запаянную колбу с газом (неоном или аргоном) внутри. Также присутствует небольшое количество ртути. Электроды подводятся с помощью регулирующего аппарата.

Рис.2 – люминесцентные лампы.

Пары ртути, смешиваясь с газами излучают ультрафиолет. Чтобы перевести УФ-спектр в дневной свет, колбу изнутри обрабатывают люминофором. Отличие компактной лампы от люминесцентной состоит в следующем:

  • размер. U-образные или спиралевидные имеют одинаковые функции, но более сложную, скрученную форму для уменьшения габаритов;
  • установка. Линейные аналоги монтируют как отдельные элементы, закрепляя в корпусе светильника. Компактные изделия устанавливают в цоколь или колбу.

Рис.3 – U-образный светильник.

Поскольку этот вид имеет те же функции, что и лампы накаливания, они без проблем устанавливаются в любые светильники (люстры и бра). Линейными лампочки называют из-за формы, так как их основа – прямолинейная трубка. В народе их называют «лампами дневного света». В продаже можно найти изделия разных форм – сдвоенные, U-образные и кольцевые. Цоколя в них нет. На трубки устанавливаются металлические стержни, которые подключаются к сети клеммами.

Непрерывного действия

С этим типом энергосберегающих лампочек покупатели знакомы меньше всего.  Такие лампы отличаются лучшей передачей цвета, имея при этом меньшую светоотдачу. Основным достоинством является излучение непрерывного спектра. Такие модели относят к числу самых безопасных.

Специальные цветные

Такие энергосберегающие лампы делятся на:

  • ультрафиолетовые;
  • с цветным люминофором;
  • с розовым люминофором.

Рис.4 – цветные лампы.

Этот тип лампочек не используют для освещения комнат. Главное их назначение – создать праздничную атмосферу. Такие лампы можно встретить в выставочных и концертных залах, клубах, ресторанах, на световых шоу и детских площадках.

Поверхность свечения лампы этого типа больше, чем у других ЛН. Благодаря этому создается более комфортное и равномерное освещение. На прилавках магазинов можно найти лампочки синего, зеленого, желтого и красного цветов. Они работают от сети 220 В, как и обычные. Одно из преимуществ таких ламп –  даже выключенные, они украшают помещение.

Светодиодные

Из-за энергосберегающих свойств светодиодных кристаллов их раньше использовали в радиотехнике как индикаторы.  Позже технологии усовершенствовались, и светодиоды стали применять как сверх-яркие компоненты в схемах подсветки. Они нашли применение практически во всех областях.

Рис.5 – LED-лампочка.

Конструкция состоит из колбы, внутри которой находятся гетинакс, планка, светодиоды и драйвер. Корпус бывает вытянутый, «кукуруза» или спот. Риск механического повреждения снижен благодаря поликарбонатному корпусу.

Лампы подключаются к сети 220 В без необходимости пускорегулирующей аппаратуры. Узкая форма диодных ламп позволяет объединять их в малые и большие группы. По местам установки классифицируются на:

  • офисные и бытовые;
  • промышленные;
  • для установки в уличные прожекторы;
  • автомобильные;
  • фитолампы;
  • для выращивания растений.

Линейные устройства часто используют для подсветки в ландшафтном дизайне. Здесь лучше выбирать лампы с высокой степенью защиты – IP67 или IP65. Форма может быть трубчатой или в виде прожектора. Если это помещение со стандартным климатом, подойдет уровень IP20.

Рис.6 – степени защиты.

Светодиодные лампочки самые продаваемые. Из всех типов ламп они потребляют меньше всего энергии, не требуют специальной утилизации, не излучают тепло и служат до 100 000 часов в зависимости от модели. Качественные устройства могут противостоять перепадам напряжения и резким изменениям температуры. Практически единственным минусом данных ламп является высокая цена.

Недостатки светодиодных ламп

Но при этом светодиодные лампы имеют один существенный недостаток – высокую цену. Зато они обладают другими неоспоримыми преимуществами.

Первое – срок службы. Он колеблется в рамках 20000-50000 часов беспрерывной работы. Это более 6 лет работы без выключения осветительного прибора. Данный показатель в 50 раз выше среднего значения рабочего времени лампы накалывания и в 5 раз превышает срок службы люминесцентной лампы.

Во-вторых, твердотельные источники света – экологически безопасные. А значит – диодные лампы не содержат вредных веществ таких, как ртуть, которые способны навредить человеку и окружающей среде.

В-третьих, современные приборы освещения на базе светодиодов изготавливаются со встроенным блоком питания. Устройство защищает диодный светильник от нежелательного перегрева, или перебоев питания. К тому же светодиоду не будут страшны скачки напряжения.

Рекомендации для светодиодов и CRI

Департамент энергетики США дает следующие рекомендации: проводятся долгосрочные разработки и исследования в области создания обновленной системы для точной оценки качества светового излучения, которая могла бы быть применена к любому источнику излучения. Пока же индекс цветопередачи светодиодных ламп можно считать одним из параметров при оценке их самих и систем, основанных на них. Он не должен применяться для выбора конкретного изделия светотехники без тестирования изделия и предварительных персональных оценок на предполагаемом месте использования.

  1. Определите визуальные задачи, которые, как ожидается, будут выполняться данным источником света при освещении. Если верность цветовоспроизведения имеет критическое значение (например, в пространстве, где ткани или цвета сравниваются и при электрическом, и при дневном освещении), показатели индекса цветопередачи имеющейся метрической системы могут быть полезны и пригодны для применения при оценке светодиодных изделий.
  2. Если более важен внешний вид цвета, а не верность цветовоспроизведения, не стоит исключать белые светодиоды лишь по причине их сравнительно низких показателей CRI. Некоторые изделия с CRI даже столь низкими, как 26, все же могут излучать приятный визуально белый свет.
  3. Коэффициент CRI можно сравнивать, если источники света имеют равную цветовую температуру. Данный тезис применим ко всем источникам света, а не только к светодиодам. Различия в величинах CRI меньше пяти единиц не существенны. Это значит, что источники света, имеющие индексы цветопередачи, например в 82 и 85, практически одинаковы.
  4. В случаях, когда внешний вид цветов или верность цветовоспроизведения являются важными факторами, следует лично оценивать светодиодные системы, и если это возможно, то на предполагаемом месте эксплуатации.

Необходимо отметить, что современные методы компьютерной обработки данных и анализа спектра позволяют полностью автоматизировать измерение индекса цветопередачи, исключив из него использование пластин заданного цвета. Определяется зависимость спектральной плотности светового излучения от длины волны. И по результатам данного исследования с помощью специального алгоритма происходит прямое вычисление CRI.

Яркость и мощность

Давайте теперь сравним яркость разных моделей и посмотрим от чего она зависит и можем ли мы как то на это влиять. Чтобы провести достоверное сравнение, воспользуйтесь обычным куском трубы и люксометром.

Допустим, испытанный ранее качественный образец, обеспечивает освещенность 1100 люкс. И это при потребляемой мощности в 50 Вт.

А если взять более дешевую модель? Данные могут получиться в два раза ниже – менее 5500 Лк.

И это при одинаковой мощности! Получается, что заплатите вы за свет столько же как и в первом случае, а получите его на 50% меньше.

А можно ли получить в 3 раза больше света, затрачивая как можно меньше энергии?

Можно, но для этого понадобится светодиод работающий в немного другом режиме. Чтобы понять как это сделать, нужно провести еще немного измерений.

В первую очередь, вас должен интересовать момент зависимости яркости от потребляемой мощности. Постепенно повышайте мощность и следите за показаниями люксометра.

В итоге вы выйдите на такую вот нелинейную зависимость.

Если бы она была линейной, вы бы получили что-то вроде этого.

Получится еще интересней, если посчитать относительную эффективность светодиода, за 100% взяв значение мощности в 50Вт.

Видите, как прослеживается ухудшение его эффективности. Такое ухудшение с повышением мощности, присуще всем светодиодам. И причин этому несколько.

Как увеличить эффективность

Существует несколько пpaктических способов предотвратить снижение КПД и продлить срок службы светодиоду:

  1. Вместо одного лед-источника подключить два, используя параллельное соединение. Этим будет достигнуто снижение сопротивления вдвое. Таким образом можно получить лучшее освещение, но с меньшими затратами энергии и без перегрева.
  2. Аналогичным способом при наличии свободного места в корпусе светильника можно установить сразу 3 или 4 светодиода.
  3. Монтировать один светодиод, но с большой мощностью, чем рассчитано – если места на установку нескольких нет. Например, вместо 40 Вт поставить на 80 Вт.

Пользуясь такими способами, можно поднять КПД конкретного светодиода в несколько раз. Кроме того, никогда не используя более трети от предельной мощности можно существенно продлить срок службы лед-элемента. Также нельзя забывать о габаритах кристалла – от этого зависит уровень его нагрева и величина внутреннего сопротивления.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий