Светодиодное освещение: выбираем экономию и экологичность

Научно-технический прогресс врывается в нашу жизнь не только информационным потоком, но и реальными, вполне материальными устройствами и приспособлениями. За последние годы всевозможные «гаджеты и девайсы» стали обыденностью в нашей жизни. Даже бабушки с мобильными телефонами в руках уже никого не удивляют. Но разве современный прогресс коснулся только высокотехнологичных устройств? Ведь и в быту мы можем изменить простые вещи более современными. Например, освещение.

В нашей статье речь пойдет о светодиодных осветительных приборах, принцип работы которых принципиально отличается от принципа работы самой распространенной и уже традиционной для нас лампочки Эдисона. Замена последних на более современные может иметь огромный экономический эффект и не только.

1. Сравнение разных типов ламп
2. Преимущества и недостатки LED-лампочек
3. Как выбрать светодиодную лампу?

Появление светодиодных технологий случилось не вдруг, над созданием этих технологий трудились и продолжают их усовершенствование ведущие научные центры США, Европы, Японии и других стран. Так в самом начале создания светодиоды могли выполнять лишь индикативные функции, сейчас же стало возможным их использование в качестве приборов для освещения. С историей создания светодиодных технологий, при желании, можно ознакомиться в многочисленной научно-технической литературе и в интернете. У нас другая задача – ознакомиться с преимуществами светодиодных технологий.

Светодиодное освещение в квартирах, офисах, магазинах и на улицах становится все более распространенным и приоритетным, так как решает не только дизайнерские вопросы, но и вопросы экономии электроэнергии, электробезопасности, пожаробезопасности, узкоспециальные вопросы медицины, а также проблемы экологии.

Сравнение разных типов ламп

Давайте сравним три самых распространенных типа ламп – накаливания, люминесцентные и светодиодные.

Принцип  работы лампы накаливания основан на эффекте свечения вольфрамовой нити при прохождении через нее электрического тока. Вольфрамовая спираль помещается в стеклянный баллон, который для увеличения срока службы спирали, заполняется инертным газом. Ток, преодолевая электрическое сопротивление нити, раскаляет ее до температуры  2600 – 3000?С, при этом возникает свечение, которое и воспринимается человеческим глазом, как свет. 

Принцип работы люминесцентной (газоразрядной) лампы основан на преобразовании электрического разряда между двумя электродами. Этот разряд происходит в парах ртути.  В результате чего возникает ультрафиолетовое излучение, которое в свою очередь посредством люминофора преобразуется в видимый свет. 

В основе работы третьего типа ламп, который мы рассмотрим, лежит светодиод. Светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, способный преобразовывать электрический ток непосредственно в световое излучение. По-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.

Сразу хочу отметить, что первые два типа я не рекомендую. Первый – из-за чрезмерной «прожорливости», неэффективности и недолговечности. Вспомните, как в самый неподходящий момент перегорает лампочка, и с какими «приятными моментами» сопряжена ее замена. И это при том, что вы еще и значительно переплачиваете за электроэнергию при использовании такой лампы. Компактные люминесцентные лампы, в народе также называемые «экономками», также уходят в прошлое. По цене они незначительно дешевле светодиодных ламп, потребляют меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, но являются химически опасными ввиду применения ртути при их производстве.  Эксплуатация люминесцентных ламп, при неосторожном обращении, представляет угрозу для окружающих. Да и утилизация отработавшей лампы также представляет собой проблему - такую лампу, как и батарейки, нельзя выбрасывать в мусорный бак для бытовых отходов. Люминесцентные лампы теперь переставляют из квартир в парадные, подвалы и другие нежилые помещения, а взамен их ставят LED-лампы.

Лампы на основе светодиодных технологий лишены вышеуказанных недостатков.

Сравнительные характеристики основных параметров различных типов осветительных приборов приведены в таблице.

Базовые характеристики	Лампа накаливания	Лампа люминесцентная	Лампа светодиодная
Мощность	75 Вт	15 Вт	10 Вт
Световой поток	700 лм	700 лм	800 лм
Световая отдача	0,12 лм/Вт	46,7 лм/Вт	80 лм/Вт
Срок службы	~ 1 000 ч	~ 8 000 ч	~ 50 000 ч
Инфракрасное излучение	Очень высокое	Минимальное	Нет
Ультрафиолетовое излучение	Приемлемое	Очень высокое	Нет
Тепловыделение	Высокое	Среднее	Низкое
Влияние функции включения-выключения	Сокращает срок службы	Сокращает срок службы	Не влияет
Ударопрочность	Низкая (стекло)	Низкая (стекло)	Высокая (пластик)
Экологичность	Да	Нет	Да
КПД	Низкий	Средний	Высокий
Стробоскопический эффект	Минимальный	Высокий	Нет
Инерционность	Низкая	Высокая	Низкая
Устойчивость к перепадам температуры	Нет	Нет	Да
Устойчивость работы при низких температурах	Средняя	Низкая	Высокая
Устойчивость к вибрации	Нет	Нет	Да
Нагрузка на сеть	При пуске	При пуске	Нет
Стоимость	Низкая	Средняя	Высокая

Одной из важнейших характеристик для осветительного прибора является такая характеристика, как световая отдача, которая является показателем эффективности и экономичности источника света.

Световая отдача – это отношение светового потока, излучаемого источником света, к потребляемой мощности. В международной системе СИ измеряется в люменах на ватт (лм/Вт).

Преимущества и недостатки LED-лампочек

Возвращаясь к сравниваемым характеристикам разных типов ламп, видим, что при практически одинаковом значении светового потока, количество потребляемой электроэнергии отличается в разы для различных типов ламп. И с этой точки зрения, явным лидером по энергоэффективности (экономичности) является светодиодная лампа.

Традиционные лампы накаливания при выполнении своих функций по освещению теряют на образование тепловой энергии до 95% электроэнергии, и только 5% – преобразуется в полезную световую энергию. При эксплуатации LED-лампочек 40–50 % электрической энергии преобразуется в световую энергию. Таким образом, КПД светодиодных ламп в 5-10 раз выше, чем у ламп накаливания.

Особого внимания заслуживает стойкость к внешним воздействиям и расширенный диапазон рабочих температур окружающей среды.

Долговечность светодиодных ламп, которая не зависит от количества включений / выключений прибора, также является огромным преимуществом. Наряду с низкой инерционностью, эта характеристика позволяет использовать их в импульсном режиме, для световой сигнализации.

Простота утилизации отработавших свой ресурс устройств, в силу отсутствия в конструктивных элементах токсичных материалов, так же является одним из важнейших положительных  моментов при эксплуатации светодиодов.

Самый большой недостаток LED-лампочек – это их стоимость. Однако, учитывая анонсированный срок службы и постоянное усовершенствование технологий, этот показатель становится незначительным, если учесть тот факт, что использование LED-приборов позволяет экономить до 70% электроэнергии. Особенно впечатляющей становится эта экономия на фоне постоянно растущей потребности в электроэнергии.

Постоянное наращивание энергетических мощностей, в ответ на растущие потребности, в большинстве случаев приводит к загрязнению окружающей среды и другим негативным последствиям. А это тема уже другой дискуссии…

Как выбрать светодиодную лампу?

После того, как мы выяснили все преимущества использования LED-лампочек, можно перейти к следующему этапу – выбор светодиодной лампы. Часто, при выборе лампы, пользователь задается вопросом – какими же должны быть параметры лампы? И как выбрать лампу, которая максимально подойдет для освещения офиса или квартиры?

В случае с лампами накаливания все просто. За долгие годы пользования у каждого потребителя выработался свой алгоритм покупки таких ламп, с учетом пристрастий, привычек и потребностей. В малых помещениях (коридор, санузел, кладовка) обычно используют одну лампу на 60 или 75 Вт. Для освещения более крупных помещений уже используют различные комбинации ламп большой мощности. При этом не надо забывать о том, что материал патрона у современных светильников, как правило, не рассчитан на высокие температуры, что ограничивает пользователя в выборе ламп по мощности. При больших площадях помещений, для получения требуемого освещения, приходится «брать количеством», порой очень большим количеством ламп.  

На фоне светодиодных ламп – это неэкономный вариант из советского прошлого. Со светодиодными лампами можно использовать те же принципы, вот только мощности ламп будут в разы меньше. Например, стандартную лампочку-«шестидесятку» может заменить светодиодная лампа на 7 Вт. Вместо трех «сороковок» – купите три лампы по 5 Вт каждая.

Однако, основной характеристикой при выборе светодиодных ламп, является световой поток. Световой поток — физическая величина, характеризующая количество световой энергии, переносимой излучением через некоторую поверхность за единицу времени, в системе СИ измеряется в люменах (лм или lm). Приблизительное соотношение световых потоков и потребляемой мощности представлено в таблице ниже.

Также не менее важной характеристикой при выборе светодиодных ламп является освещенность.

Освещенность – это физическая  величина,  численно  равная  световому  потоку  Ф,  падающему  на  единицу  освещаемой  поверхности S,  т.е. E=Ф/S.

Единица измерения освещённости в Международной системе единиц (СИ) – люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр).

Ни для кого не является секретом, что уровень освещенности напрямую связан со здоровьем человека. Именно эта характеристика закладывается в строительные нормы и правила, отраслевые и санитарно-гигиенические нормы. Вопросами по регулированию норм освещенности также занимается специальная Международная комиссия по освещенности (CIE). Именно она в 2002 году утвердила на тот момент новый стандарт освещения ISO 8995. Для сравнения требований к уровню освещенности по Международным нормам и по нормам СНГ (СНиП – Строительные нормы и правила, ДБН – Державні будівельні норми) приводим небольшой перечень помещений, которые подлежат освещению. Международные нормы, как видно из представленной таблицы, являются более жесткими, чем распространенные в странах СНГ.

При постройке новых объектов расчетами и проектированием освещения помещений занимаются специалисты. Для обычного потребителя, при выборе любого осветительного прибора, необходимо помнить, что освещенность помещения зависит не только от величины светового потока, который может произвести осветительный прибор, но и:

• от расстояния R до освещаемой поверхности  Е=1/R²;
• от угла,  под  которым  свет  падает  на  поверхность (чем  меньше  угол  падения,  тем  больше  освещенность);
• от  прозрачности среды, в которой распространяется свет, проходя от источника до освещаемой поверхности;
• от назначения помещения.

Такая характеристика, как освещённость, позволяет сравнивать между собой лампы накаливания и светодиодные лампы.

Такие общие данные дадут вам возможность лучше узнать, каким образом можно осветить нужное вам помещение. Различные устройства на основе LED-технологий, светодиодные лампы, светодиодные ленты и прочие товары вы найдете в нашем разделе Энергосберегающие технологии.

Надеюсь, что теперь вы обладаете всей необходимой информацией и сделаете правильный выбор!

Команда Masteram