Світлодіодне освітлення: обираємо економію і екологічність
Науково-технічний прогрес увірвався в наше життя не тільки інформаційним потоком, але й реальними матеріальними приладами та пристосуваннями. За останні роки всілякі «гаджети» та «девайси» стали звиклими у нашому житті. Навіть бабусі з мобільними телефонами у руках вже нікого не дивують. Але хіба сучасний прогрес торкнувся тільки високотехнологічних пристроїв? Адже і в побуті ми можемо змінити прості речі більш сучасними. Наприклад, освітлення.
У нашій статті мова піде про світлодіодні освітлювальні прилади, принцип роботи яких принципово відрізняється від принципу роботи найпоширенішої і вже традиційної для нас лампочки Едісона. Заміна останніх на більш сучасні може мати величезний економічний ефект і не лише.
ЗмістПояву світлодіодних технологій не можна вважати раптовою, над розробкою цих технологій працювали і продовжують їх удосконалення провідні наукові центри США, Європи, Японії та інших країн. На самому початку створення світлодіоди могли виконувати лише індикативні функції, зараз стало можливим їх використання в якості освітлювальних приладів. З історією створення світлодіодних технологій, при бажанні, можна ознайомитись в науково-технічній літературі, або в інтернеті. У нас інша мета – ознайомлення з перевагами світлодіодних технологій.
Світлодіодне освітлення в квартирах, офісах, магазинах, та освітлення вулиць стає все більш поширеним та пріоритетним, позаяк вирішує не лише дизайнерські питання, але й питання енергозбереження, питання пожежної безпеки, вузькоспеціальні питання медицини та проблеми екології.
Порівняння різних типів ламп
Давайте порівняємо три найпоширеніші типи ламп – розжарювання, люмінесцентні та світлодіодні.
Принцип роботи лампи розжарювання оснований на ефекті світіння вольфрамової нитки при проходженні через неї електричного струму. Вольфрамова спіраль поміщається в скляний балон, який для збільшення терміну служби спіралі, заповнюється інертним газом. Струм, долаючи електричний опір нитки, розпалює її до температури 2600 – 3000ºС, при цьому виникає світіння, яке і сприймається людським оком, як світло.
Принцип роботи люмінесцентної (газорозрядної) лампи заснований на перетворенні електричного розряду між двома електродами. Цей розряд відбувається в парах ртуті. В результаті чого виникає ультрафіолетове випромінювання, яке в свою чергу за допомогою люмінофора перетвориться у видиме світло.
В основі роботи третього типу ламп, який ми розглянемо, лежить світлодіод. Світлодіод – це напівпровідниковий прилад, здатний перетворювати електричний струм безпосередньо в світлове випромінювання. Англійською світлодіод називається light emitting diode, або LED.
Відразу хочу відзначити, що перші два типи я не рекомендую. Перший – через надмірну «ненажерливість», неефективність та недовговічність. Згадайте, як в найбільш невідповідний момент перегорає лампочка, і з якими «приємними моментами» пов'язана її заміна. І це при тому, що ви ще й значно переплачуєте за електроенергію при використанні такої лампи.
Компактні люмінесцентні лампи, що в народі називаються «економками», також відходять у минуле. За ціною вони трохи дешевші від світлодіодних ламп, споживають менше електроенергії, ніж лампи розжарювання, але є хімічно небезпечними з огляду на застосування ртуті при їх виробництві. Експлуатація люмінесцентних ламп, при необережному поводженні, становить загрозу для оточуючих. Та й утилізація відпрацьованої лампи також є проблемою – таку лампу, як і батарейки, не можна викидати в сміттєвий бак для побутових відходів. Люмінесцентні лампи тепер переставляють з квартир в парадні, підвали та інші нежитлові приміщення, а замість них ставлять LED-лампи.
Лампи на основі світлодіодних технологій позбавлені вищезазначених недоліків.
Порівняльні характеристики основних параметрів різних типів освітлювальних приладів наведені в таблиці.
| Базові характеристики | Лампа розжарювання | Лампа люмінесцентна | Лампа світлодіодна |
 |
 |
 |
|
| Потужність | 75 Вт | 15 Вт | 10 Вт |
| Світловий потік | 700 лм | 700 лм | 800 лм |
| Світлова віддача | 0,12 лм/Вт | 46,7 лм/Вт | 80 лм/Вт |
| Термін служби | ~ 1 000 год | ~ 8 000 год | ~ 50 000 год |
| Інфрачервоне випромінювання | Дуже високе | Мінімальне | Немає |
| Ультрафіолетове випромінювання | Прийнятне | Дуже високе | Немає |
| Тепловиділення | Високе | Середнє | Низьке |
| Вплив функції вмикання-вимикання | Скорочує термін служби | Скорочує термін служби | Не впливає |
| Ударостійкість | Низька (скло) | Низька (скло) | Висока (пластик) |
| Екологічність | Так | Ні | Так |
| ККД | Низький | Середній | Високий |
| Стробоскопічний ефект | Мінімальний | Високий | Немає |
| Інерційність | Низька | Висока | Низька |
| Стійкість до перепадів температури | Ні | Ні | Так |
| Стійкість роботи при низьких температурах | Середня | Низька | Висока |
| Стійкість до вібрації | Ні | Ні | Так |
| Навантаження на мережу | При пуску | При пуску | Немає |
| Вартість | Низька | Середня | Висока |
Однією з найважливіших характеристик для освітлювального приладу є така характеристика, як світлова віддача, яка є показником ефективності і економічності джерела світла.
Світлова віддача – це відношення світлового потоку, що випромінюється джерелом світла, до спожитої потужності. У Міжнародній системі СІ вимірюється в люменах на ват (лм/Вт).
Переваги та недоліки LED-лампочок
Повертаючись до характеристик, що порівнюються у різних типів ламп, бачимо, що при практично однаковому значенні світлового потоку, кількість спожитої електроенергії відрізняється в рази для різних типів ламп. І з цієї точки зору, явним лідером по енергоефективності (економічності) є світлодіодна лампа.
Традиційні лампи розжарювання при виконанні своїх функцій по освітленню втрачають на продукування теплової енергії до 95% електроенергії, і тільки 5% – перетворюється в корисну світлову енергію. При експлуатації LED-лампочок 40 – 50% електричної енергії перетворюється в світлову енергію. Таким чином, ККД світлодіодних ламп в 5-10 разів вище, ніж у ламп розжарювання.
На особливу увагу заслуговує стійкість до зовнішніх впливів і розширений діапазон робочих температур навколишнього середовища. Довговічність світлодіодних ламп, яка не залежить від кількості вмикань/вимикань приладу, також є величезною перевагою. Поряд з низькою інерційністю, ця характеристика дозволяє використовувати їх в імпульсному режимі, для світлової сигналізації.
Простота утилізації пристроїв, що відпрацювали свій ресурс, з причини відсутності в конструктивних елементах токсичних матеріалів, так само є одним з найважливіших позитивних моментів при експлуатації світлодіодів.
Найбільший недолік LED-лампочок – це їх вартість. Однак, з огляду на анонсований термін служби і постійне вдосконалення технологій, цей показник стає незначним, якщо врахувати той факт, що використання LED-приладів дозволяє економити до 70% електроенергії. Особливо вражаючою стає ця економія на тлі постійно зростаючої потреби в електроенергії. Постійне нарощування енергетичних потужностей, у відповідь на зростаючі потреби, в більшості випадків призводить до забруднення навколишнього середовища та інших негативних наслідків. Але це тема вже іншої дискусії...
Як вибрати світлодіодну лампу?
Після того, як ми з'ясували всі переваги використання LED-лампочок, можна перейти до наступного кроку - вибір світлодіодної лампи.
Часто, при виборі світлодіодної лампи, користувач задає питання - якими ж повинні бути параметри лампи? І як вибрати лампу, що максимально відповідатиме вимогам освітлення офісу або квартири?
У випадку з лампами розжарювання все просто. За довгі роки користування у кожного споживача виробився свій алгоритм купівлі таких ламп, з урахуванням уподобань, звичок і потреб. При цьому не треба забувати про те, що матеріал патрона, як правило, не розрахований на високі температури, що обмежує користувача у використанні потужних ламп. При великих площах приміщень, для отримання необхідного освітлення, доводиться «брати кількістю», часом дуже великою кількістю ламп. На фоні світлодіодних ламп – це неощадливий варіант з радянського минулого.
Зі світлодіодними лампами можна використовувати ті ж принципи, ось тільки потужності ламп будуть в рази меншими. Наприклад, стандартну лампочку-«шестидесятку» може замінити світлодіодна лампа на 7 Вт. На заміну трьох «сороківок» - купіть три лампи по 5 Вт.
Однак, основною характеристикою, при виборі світлодіодних ламп, є світловий потік. Світловий потік – фізична величина, що характеризує кількість світлової енергії, що переноситься випромінюванням через деяку поверхню за одиницю часу, в системі СІ вимірюється в люменах (лм або лм). Приблизне співвідношення світлових потоків і споживаної потужності представлено в таблиці нижче.
| Світловий потік | Лампа розжарювання | Лампа люмінесцентна | Лампа світлодіодна |
| ~ 250 лм | 20 Вт | 5-7 Вт | 2-3 Вт |
| ~ 400 лм | 40 Вт | 10-13 Вт | 4-5 Вт |
| ~ 700 лм | 60 Вт | 15-16 Вт | 6-9 Вт |
| ~ 900 лм | 75 Вт | 18-20 Вт | 10-12 Вт |
| ~ 1200 лм | 100 Вт | 20-30 Вт | 12-15 Вт |
| ~ 1800 лм | 150 Вт | 40-50 Вт | 18-20 Вт |
| ~ 2500 лм | 200 Вт | 60-80 Вт | 25-30 Вт |
Не менш важливою характеристикою при виборі світлодіодних ламп є освітленість. Освітленість – це фізична величина, що чисельно дорівнює світловому потоку Ф, який падає на одиницю поверхні S, що освітлюється, тобто E=Ф/S. Одиниця вимірювання освітленості в Міжнародній системі одиниць (СІ) – люкс (1 люкс = 1 люмен на квадратний метр).
Ні для кого не таємниця, що рівень освітленості безпосередньо пов'язаний зі здоров'ям людини. Саме ця характеристика закладається в будівельні норми і правила, галузеві норми та санітарно-гігієнічні норми. Питаннями з регулювання норм освітленості також займається спеціальна міжнародна комісія з освітленості (CIE). Саме вона в 2002 році затвердила на той момент новий стандарт освітлення ISO 8995. Для порівняння вимог до рівня освітленості за Міжнародними нормами і за нормами СНД (БНіП – Будівельні норми і правила, ДБН – Державні будівельні норми) наводимо невеликий перелік приміщень, що підлягають освітленню. Міжнародні норми, як видно з наведеної таблиці, є більш жорсткими, ніж поширені в країнах СНД.
| Типи приміщень, просторів, видів діяльності | БНіП / ДБН Eср, Лк |
ISO 8995 Еср, Лк |
| Передпокої | 50 | 100 |
| Вітальні | 100 | 200 |
| Коридори | 50 | 100 |
| Сходові прольоти, ескалатори | 50 | 150 |
| Їдальні | 100 | 200 |
| Кімнати відпочинку | 100 | 100 |
| Кімнати для фізичних вправ | - | 300 |
| Гардероби, ванні кімнати, туалети | 50 | 200 |
| Адміністративна частина | 300 | 300 |
| Діловодство | 300 | 500 |
| Конструкторські приміщення | 500 | 750 |
| Приміщення проектантів | 500 | 500 |
| Конференц-зали | 200 | 500 |
| Приймальні | 300 | 300 |
| Архіви | 75 | 200 |
При освоєнні нових потужностей, розрахунками і проектуванням освітлення приміщень займаються фахівці.
Для звичайного споживача, при виборі будь-якого освітлювального приладу, необхідно пам'ятати, що освітленість приміщення залежить не тільки від величини світлового потоку, який може виробити освітлювальний прилад, але і від:- відстані R до поверхні, що освітлюється Е=1/R2;
- кута, під яким світло падає на поверхню (чим менший кут падіння, тим більша освітленість);
- прозорості середовища, в якій поширюється світло, що проходить від джерела до освітлюваної поверхні;
- призначення приміщення.
Отже, така характеристика, як освітленість, дозволяє порівнювати між собою лампи розжарювання і світлодіодні лампи.
Такі загальні дані дадуть вам можливість краще дізнатися, яким чином можна освітити потрібне вам приміщення. Різні пристрої на основі LED-технологій, світлодіодні лампи, світлодіодні стрічки та інші товари ви знайдете в нашому розділі Енергозберігаючі технології.
Сподіваюся, що тепер ви маєте всю необхідну інформацію і зробите правильний вибір!
