Долгое время светодиоды использовались для оснащения декоративных светящихся элементов. Наиболее часто их применяли для создания новогодних или светящихся вывесок. Но благодаря преимуществам этих лампочек производители начали задумываться над тем, чтобы оснастить ими полноценное оборудование, и на сегодняшний день это стало вполне возможно. стремительно набирают популярность.

Технология работы LED-ламп

Все модели осветительных ламп, разработанных на сегодняшний день, за исключением диодных, преобразуют постоянный ток, для чего им необходимо больше энергии. Данный процесс также сопровождается выделением большего количества тепла.

На заметку! Сердцем LED-ламп – светодиоды. Благодаря особенностям строения им нужно значительно меньше энергии, и потребляемый ток преобразуется в свет без дополнительных продуктов в виде тепла.

Преимущества и недостатки

Популярность LED растет с каждым днем благодаря массе преимуществ. Сегодня такие лампы предпочитают использовать все больше людей. С чем же это связано?

1. Первое, на что обращает внимание потребитель, это, конечно же, потребление электроэнергии . Как уже было сказано выше, для выработки необходимого количества света ей требуется меньше электричества.
2. Производители также делают акцент на том, что у их продукции довольно широкий спектр температуры света . Это дает возможность подобрать подходящее оборудование как для дома, так и для общественных мест, офиса и даже склада.
3. Не менее важна прочность . Повредить наружную оболочку значительно сложнее. А если даже это и происходит, то не возникает опасных последствий, как в случае с газовыми образцами. Выносливость, в свою очередь, относится не только к физическим повреждениям, но и к перепадам напряжения.

Лампы накаливания

В быту традиционно наиболее распространены лампы накаливания, в которых свет испускает металлическая проволочка (нить), раскаленная добела проходящим по ней током. В бытовых осветительных приборах применяются лампы накаливания мощностью от 15 до 300 Вт, рассчитанные на напряжение 220 или 127 В. Срок службы ламп накаливания любого назначения около 750 -1000 часов, при условии, что напряжение в электрической сети не превосходит указанного на лампе (220 или 127 В). Если же напряжение в сети в силу каких-то причин является повышенным или время от времени повышается даже на короткие промежутки времени, лампа может быстро выйти из строя. С учетом этих обстоятельств, промышленность выпускает, наряду с обычными, также лампы, рассчитанные на повышенное напряжение. Его величина тоже указывается на колбе лампы, например, 235-245 В.ть, благодаря которой она хорошо подходит для регулирования светового потока

Надежная работа при низких температурах и довольно высокий при ее размерах световой выход

Люминесцентные лампы

Применяются для освещения общественных и производственных помещений, таких, как медицинские, образовательные учреждения, вокзалы, учреждения, цеха и т.д.

Ну, а что же такое светодиод?

Наверняка в сознании многих светодиод ассоциируется с « а, эта лампочка которая мигает в моей флэшкарте» или «инфракрасный излучатель в TV-пульте». Все эти ассоциации верны, однако на сегодняшний день светодиод ушел далеко вперед, и может предложить нечто большее!.

Таким образом, систематизируем результаты проведенного сравнительного анализа по следующим критериям:

Главными условиями новых источников являются небольшой размер ламп, долговечность и низкое энергопотребление. Именно светодиоды, отвечающие всем этим требованиям, считаются основным претендентом на замену лампам накаливания и люминесцентным. В то время, как все существующие на сегодняшний день источники освещения достигли своей максимальной световой эффективности, светодиоды приблизились только к 10% своих возможностей.

Основными преимуществами светодиодов перед лампами накаливания является долгий срок службы, более высокий световой выход, безопасность, отсутствие нагревания. Светодиоды испускают чистый белый свет, в то время как лампы накаливания излучают и в инфракрасном спектре. Почти 95% электричества, потребляемого лампами накаливания, уходит в тепло, поэтому для помещений, в которых используется большое количество ламп накаливания, требуется проводить дополнительные работы по кондиционированию и охлаждению воздуха. Лампы накаливания потребляют на 80% больше электроэнергии, чем светодиоды, для них требуется высокое напряжение.

Сравнивая светодиоды с люминесцентными лампами нельзя говорить однозначно о преимуществе первых. На сегодняшний момент световая эффективность белых светодиодов вдвое меньше, чем у люминесцентных ламп, а цена - выше. Здесь в первую очередь следует учитывать тот факт, что для большинства случаев, где применяются в настоящее время люминесцентные лампы, по техническим показаниям и условиям эксплуатации выгоднее и безопаснее использовать именно светодиодное освещение. К примеру, в угледобывающих шахтах используются так называемые "взрывобезопасные" люминесцентные лампы, которые работают от напряжения в 127 В. Если происходит бросок напряжения (рядовой случай для забоев и шахт), люминесцентная лампа гаснет немедленно. Точно так же ведут себя лампы при любом отклонении от норм эксплуатации - при тряске или понижении температуры воздуха.

Кроме того, использованные люминесцентные лампы после завершения срока эксплуатации должны быть подвергнуты обязательной утилизации, как ртутьсодержащие отходы (РСО). Для справки: ежегодно в России на 1 млн. населения приходится около 80000 отработанных люминесцентных ламп (или 16 тонн РСО). Стоимость утилизации 1 т РСО составляет 300 долларов США. Нетрудно подсчитать, что ежегодные расходы только на утилизацию люминесцентных ламп для России должны составлять сумму порядка 700 000 долларов.

На практике срок службы люминесцентных ламп и особенно ламп накаливания оказывается короче срока, указанного изготовителем. Это объясняется тем, что зачастую условия их эксплуатации не соответствуют нормативам - если меняется напряжение в сети или температура окружающего воздуха, либо же осветительные приборы подвергаются неожиданным механическим воздействиям, лампы перегорают или бьются гораздо чаще, чем можно предполагать. Светодиоды, как твердотелые источники света, не содержат стекла, нитей накаливания или сменных деталей, их невозможно разбить, и они не чувствительны к перепадам напряжения в электросетях.

Уверенно можно утверждать, что ближайшее будущее искусственного освещения будет связано с развитием «умных» систем на основе светодиодных светильников и систем управления светом. В дальнейшем наверняка появятся и новые более совершенные и эффективные технологии, но на сегодняшний день нет другой альтернативы светодиодам по эффективности и практичности.

Конструкция мощного (от 1 Вт) светодиода

В отличие от чрезвычайно неэффективной лампы накаливания, которая лишь 5% энергии электрического тока превращает в свет, остальное – на нагрев, светодиоды имеют очень высокую световую эффективность, их светоотдача в 6-10 раз больше, чем у лампы накаливания. К тому же, лампа накаливания недолговечна - её среднее время работы – 1 000 часов. Аналогичный средний показатель у светодиодов – 50 000 часов.

Преимущества и недостатки светодиодов как источников света

большой срок службы (10000..100000 ч.)

высокий КПД

низкое энергопотребление

высокая механическая прочность, устойчивость к вибрации, перепадам напряжений, нечувствительность к низким и очень низким температурам

малые размеры

экологичность (лёгкость утилизации, отсутствует ртуть и других ядовитых составляющих)

изготавливаются на любое напряжение (отсутствует необходимость применения балластных резисторов)

широкие возможности по применению в световом дизайне (за счёт излучения узкого спектра)

отсутствие стробоскопического эффекта (защищает глаза от усталости)

низкие затраты на техническое обслуживание (определяются высокой надёжностью, использованием для монтажа проводов меньшего сечения из-за невысокого рабочего тока)

Развитие технологии и производства светодиодов идёт настолько быстрыми темпами, что уже в ближайшее время многие из указанных недостатков будут полностью преодолены, либо их влияние значительно снизится.

Полезные советы при применении светодиодных светильников

Установка в местах, где освещение требуется постоянно или длительное время

Сохраняйте чек в течение всего гарантийного срока (светодиодные светильники достаточно надёжные приборы, но относительно дорогостоящие приборы)

Что придёт на смену светодиодным светильникам?

Светодиоды имеют ряд очевидных преимуществ по сравнению с другими источниками искусственного света, но даже они не лишены своих недостатков – нет предела совершенству. Новые технологии, которые придут на смену светодиодам, позволят сделать источники света дешевле, ярче, надёжнее.

Нанотрубки

Несмотря на то, что светодиоды сравнительно недавно применяться в повседневной жизни, специалисты уже объявили о технологии, которая придёт им на смену. Речь идёт об углеродных нанотрубках (CNT), которые могут стать преемниками светоизлучающих диодов – они функциональны, надёжны, эстетичны и обеспечивают необходимый уровень освещения. Исследователям удалось изготовить источник света с энергопотреблением всего 0,1 Вт, что в 100 раз меньше, чем у стандартных светодиодных светильников! Внешний вид нового устройства напоминает трубку кинескоп старого телевизора, только меньшего размера. Экран располагается в полости, из которой предварительно откачивают воздух, а к нему подведены нанотрубки, обеспечивающие подачу электроэнергии. На приспособление воздействует электрическое поле, в результате чего трубки выводят пучки энергии на экран, что заставляет его светиться.

Источники полевой эмиссии электронов привлекают внимание учёных благодаря способности генерировать пучки электронов в тысячу раз более интенсивные, чем те, что излучаются обычными нагреваемыми катодами, действующими подобно спиралям в лампах накаливания. Соответственно, полевая эмиссия позволяет с меньшими затратами энергии получать более направленный и лучше контролируемый поток электронов. По яркостной эффективности новинка уступает обычным светодиодам, однако исследователи уверены, что это дело времени. Кроме того, изделие уже превосходит органические светодиоды, обеспечивающие эффективность в 40 лм/ватт. Важнейшим преимуществом специалисты называют низкую себестоимость таких изделий, а также простоту их создания. Время покажет, насколько быстро данная технология может быть применена в повседневной жизни.

Электролюминесцентные полимеры (FIPEL)

Это ещё одна разработанная учёными технология, которая может прийти на смену существующим источникам света – пластиковые лампы и светильники, которые не бьются, не мерцают и, как сообщается, будут работать почти вечно. Эти лампы примерно в два раза эффективнее люминесцентных и, наверняка, станут более эффективными, чем светодиодные. Новые лампы основаны на технологии электролюминесцентных полимеров или FIPEL. Технология FIPEL достаточно старая, предполагает прохождение электричества через полимерные покрытия. Интенсивность излучения не достаточная, чтобы использовать пластик, как лампочки, но полимер дополнен углеродными нанотрубками, что позволило учёным увеличить яркость излучаемого света примерно в пять раз.
Новое устройство состоит из трёх слоёв полимерного материала с углеродными нанотрубками, которые расположены между диэлектрическими слоями. При прохождении электричества электроны возбуждают электролюминесцентный полимер и он начинает генерировать свет. Легирование углеродных нанотрубок увеличивает количество излучаемого света, применяются и другие технические решения, улучшающие свойства материалов.
Экспериментальный источник света FIPEL проработал в течение десяти лет. Одной из вероятных причин такой живучести является то, что FIPEL производит малое количество тепла – почти вся электрическая энергия преобразуется в свет.
Пластиковые трубы являются очень дешёвыми в производстве и не содержат ртути и других токсичных веществ, а качество света, излучаемого лампой FIPEL оптимально и почти идеально соответствует солнечному спектру.

Технология светодиодного освещения сегодня является одним из наиболее перспективных и популярных видов освещения. Рынок светотехники это направление захватывает стремительно - сегодня его распространенность достигает около 20% и растет буквально с каждым годом.

В чем причина его популярности? Прежде всего, в его экономичности по сравнению с другими видами освещения, что сегодня является основной тенденцией. Световая отдача светодиодов составляет 132 люменов на 1 ватт - это примерно столько же, сколько отдают натриевые лампы, и почти в 5 раз больше, чем светоотдача обычных ламп накаливания. Экономия очевидна. Срок службы светодиодных ламп также превышает срок службы обычных - он более, чем в 60 раз выше, чем срок годности ламп накаливания и в 6 раз выше, чем срок службы привычных люминесцентных ламп. В эстетическом плане светодиоды снова в лидерах: для того, чтобы с их помощью достичь разнообразных спектральных характеристик освещения, не обязательно использовать светофильтры, как это делается при применении ламп накаливания.

Светодиоды отличаются абсолютно безопасностью в процессе эксплуатации, а также обладают сравнительно небольшими размерами и отличаются высоким уровнем прочности. Они не выделяют опасные для здоровья пары ртути, как это происходит при использовании других видов ламп, и получить отравление этим вредным веществом невозможно как во время переработки ламп, так и при их использовании в быту. Также светодиоды отличаются небольшим инфракрасным и ультрафиолетовым излучением и низким уровнем выделения тепла.

И еще пара слов об экономичности, и снова в пользу светодиодов - в процессе прогрева мощность, потребляемая ими, падает на 30 процентов, и светодиодные лампы, при этом, не теряют своей яркости, что обусловлено снижением их напряжения. Для сравнения, люминесцентные лампы в процессе прогрева потребляют больше энергии.

Именно благодаря всем своим вышеперечисленным достоинствам, светодиодные лампы сегодня являются самыми перспективными в плане своей функциональности, энергозатрат и в плане широкого спектра применения.

Есть у светодиодов и недостатки. Прежде всего - их высокая стоимость. Если исходить из отношения «цена - мощность», то в случае светодиодов он может быть до 100 выше, чем у обыкновенных ламп накаливания. Второй недостаток - это низкий предельный уровень температуры. Все дело в том, что использование светодиодов подразумевает одновременное использование радиатора для охлаждения, и причина тому - не самое благоприятное соотношение размеров относительно выделяемого тепла, а также невозможность рассеивать ровно столько же тепла, сколько выделяется. Так, например, светодиодная конструкция, имеющая мощность в 10 ватт, подразумевает использование радиатора, подобного тому, что имеется у процессора Pentium. Следовательно, стоимость светодиодного освещения такого типа возрастает, и возрастает площадь места, где планируется разместить все эту конструкцию. Питаться светодиодная лампа может только от низковольтного источника электричества, и, конечно же, одновременно с радиатором - это существенным образом увеличивает нагрузку на сеть, снижает надежность.

Сегодня на светотехническом рынке известно два типа светодиодных ламп - GL-BR20 и GR-BR40. Они используются в осветительных конструкция, в прожекторах, в конструкциях для декоративного освещения, а также в различных ручных фонариках. В целом светодиодные конструкции делятся на две категории- для освещения интерьера и для освещения улиц. Они широко используются в конструкциях для подсветки зданий, для рекламных щитов, для уличного освещения, в интерьере - для освещения помещений больших площадей, а также предметов интерьера.

22 января 2014 в 20:57

Будущее домашнего освещения

• Энергия и элементы питания

Традиционные лампы накаливания с вольфрамовой нитью прослужили человечеству более 120 лет. Компактные люминесцентные (энергосберегающие) лампы были запатентованы в 1984 году, а в обиход вошли лишь десять лет назад.

По всей видимости и те и другие скоро отправятся на покой - с достаточно большой вероятность можно сказать, что уже в ближайшее время для бытового освещения в основном будут использоваться светодиоды.

С момента создания первого светодиода (LED) прошло уже пятьдесят лет. Сначала светодиоды назывались «Свет Лосева» (Losev Light) по имени советского физика Олега Лосева, в 1923 году обнаружившего электролюминесценцию полупроводникового перехода. Первым появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились жёлтые и зелёные светодиоды. Cиний светодиод был создан в 1971 Яковом Панчечниковым в компании RCA, но он был чрезвычайно дорог. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешёвый и яркий синий светодиод.

Ещё 20 лет назад считалось, что белый светодиод создать невозможно, однако, после появления синего светодиода стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB), а в 1996 году появились первые белые люминофорные светодиоды. В них свет ультрафиолетового или синего светодиода преобразуется в белый с помощью люминофора. К 2005 году световая эффективность светодиодов достигла значения 100 лм/Вт и более. Это позволило начать использовать светодиоды для освещения, ведь светодиод является одним из самых экономичных источников света - он в 6-10 раз эффективней лампы накаливания.

Сегодня светодиоды достигли такого качества и яркости, что они могут полноценно заменять лампы накаливания, причём если используются хорошие светодиоды, разницу в освещении заметить невозможно.

Сейчас в большинстве магазинов, торгующих лампочками, на полках уже есть светодиодные лампочки «ретрофиты» под стандартные цоколи E27, E14 и другие. Через пять лет таких лампочек на полках магазинов будет большинство, однако эта ветвь тупиковая. Конечно, такие лампочки ещё долго будут производиться, но будущее не за ними.

Будущее за светодиодными светильниками в которых не будет никаких патронов и цоколей. Хорошие светодиоды живут достаточно долго, поэтому необходимость в их замене отпадает.

Промышленность очень инерционна, однако уже сейчас можно купить офисные светодиодные светильники - аналоги стандартных светильников на люминесцентных лампах-трубках. Причём стоимость этих светильников уже не сильно превышает стоимость светильников на люминесцентных лампах. К примеру, хороший квадратный светодиодный светильник для подвесного потолка с мощностью 32W, заменяющий светильник на четырёх лампах по 18W, стоит всего 2000 рублей. Дешёвый можно найти и за 1200. При том что обычный светильник в комплекте с лампами стоит около 1000 рублей.

По таким же ценам появились светодиодные светильники, заменяющие светильники на люминесцентных лампах-трубках 2x36w.

Начинают появляться светильники, которые можно использовать в помещениях общего пользования. К примеру, вот такой светодиодный светильник, мощностью 22W, имеет яркость 1800 лм и может заменить светильник с двумя лампами накаливания по 75W. При этом стоит он чуть больше 1000 рублей.

А вот светодиодных люстр для жилых комнат пока практически нет, но они обязательно появятся. Возможно, дизайн люстр в связи с этим будет радикально меняться, впрочем нет никаких проблем сделать люстру на светодиодах с вполне традиционным дизайном.

Предполагаю, что довольно скоро продажи любых лампочек станут минимальными - все будут покупать готовые светодиодные светильники и лампочки будут не нужны.

На этом можно было и закончить, но я, пожалуй, тезисно объясню некоторые моменты и возможно отвечу на вопросы, которые могли у вас появится.

Лампа накаливания крайне неэффективна - лишь 5% энергии, приложенной к ней, превращается в свет. 95% - в тепло. К тому же она недолговечна - среднее время работы 1000 часов.

Компактная люминесцентная (энергосберегающая) лампа в пять раз эффективнее лампы накаливания, но у неё множество недостатков: лампа содержит ртуть и представляет реальную опасность для здоровья, если разобьётся; лампа медленно разгорается, а на морозе делает это ещё медленнее; часто лампа имеет неестественный, неприятный для глаз цвет освещения, лампа не позволяет регулировать свою яркость (очень редко встречаются диммируемые КЛЛ, но минимальный уровень яркости у них довольно высок); лампа недолговечна (обычно 8000 часов) и в процессе работы деградирует.

В продаже уже есть светодиодные лампы под стандартные цоколи (ретрофиты), которыми можно полноценно заменить лампы накаливания без ухудшения качества освещения. Эти лампы не мерцают, имеют комфортный цвет и достаточную яркость. При той же яркости их мощность, как правило, в восемь раз ниже мощности ламп накаливания.

Считаю важным заметить, что хоть все эти лампы изготовлены в Китае, почему-то они не продаются в китайских интернет-магазинах. А то, что там продаётся, в подавляющем большинстве имеет очень низкое качество и заниженную мощность. Ни одна из двух десятков светодиодных ламп, купленных мной в китайских интернет-магазинах, не имела достаточного качества для применения в жилых помещениях. Эти лампы мерцали, имели недостаточную яркость, некомфортный цвет. Категорически не рекомендую покупать лампы там.

Производители светодиодных ламп-ретрофитов под стандартные цоколи вынуждены идти на многие компромиссы - в стандартный цоколь нужно как-то запихнуть драйвер (источник питания для светодиодов), да ещё и обеспечить необходимое охлаждение светодиодам. Конечно же, если не быть стеснённым в размерах (в случае светильника) всё это можно сделать проще, лучше и дешевле.