Принцип работы и сферы применения световодного освещения

Принципы работы светодиодов и светодиодных светильников

Светодиод – полупроводниковый кристалл, генерирующий свет конкретного цвета. Диапазон спектра излучения светодиода в значительной степени зависит от химического состава использованных полупроводников. Он кардинально отличается от традиционных источников освещения (ламп накаливания, люминесцентных и газоразрядных ламп). В светодиоде нет нити накала и газа, а также отсутствуют хрупкая стеклянная колба и ненадежные подвижные детали.

История развития светодиодов

Первый светодиод с красным спектром излучения создан в 1962 г. Ником Холоньяком в корпорации General Electric. Монохромные красные светодиоды в 60-е годы XX века применялись для производства маленьких световых индикаторов в различных электроприборах. Первые светодиоды испускали слабый свет, имели относительно высокое энергопотребление, однако, данное направление оказалось очень перспективным и получило бурное развитие. В 70-х годах XX века появились светодиоды, излучающие желтый и зеленый свет. Их начали применять в различной мелкой электронике – калькуляторах, часах, аварийных указателях и т.п. Световой поток светодиодов постоянно улучшался, и к 1990 году вырос до значения 1 люмен (Лм).

В 1993 году в японской компании Nichia инженер Суджи Накамура впервые создал первый синий светодиод повышенной яркости. Так как синий, красный и зеленый цвета – главные составляющими света, то после этого изобретения, можно было получить любой цвет излучения светодиодов, в том числе и белый. Первые белые светодиоды изготовлены в 1996 году. В конце 90-х годов светодиодное освещение постепенно сменяет традиционные лампы с вольфрамовой нитью накала там, где необходим окрашенный свет.

В 2001 – 2005 годах световой поток светодиодов значительно увеличился и достиг значений в 100 лм и выше. Белые светодиоды обрели оттенки – теплые и холодные, приближенные к естественному освещению. Высокоэффективные светодиодные источники освещения составили конкуренцию традиционным практически во всех областях, уличное освещение в городах начали переводить на светодиодное. Получили распространение такие изделия как прожектор светодиодный и офисный светодиодный светильник. В настоящее время светодиодные источники освещения производятся различных форм, характеристик и назначения, например, светодиодные прожекторы, офисные светильники, светильники для бытового освещения, промышленные и уличные светодиодные светильники.

Принцип работы светодиодов

Светодиод состоит из одного полупроводникового p-n-перехода. В результате легирования, материал n-типа собирает отрицательные заряды, а материал р-типа – положительные. Атомы в материале n-типа обогащаются дополнительными электронами, а атомы в материале р-типа обогащаются вакантными местами на внешних электронных орбитах атомов.

При попадании диода в электрическое поле, электроны и дырки стремятся к p-n-переходу. При приближении носителей зарядов к p-n-переходу, электроны проникают в материал р-типа. При подключении отрицательного напряжения к материалу n-типа через диод протекает электрический ток в направлении от материала n-типа в материал р-типа, данный эффект назван прямым смещением.

Все светодиоды освещения схожи по строению. Они состоят из полупроводникового кристалла, установленного на подложку, контактов для подключения к сети, соединительных проводников для подсоединения контактов к кристаллу, теплоотводящего элемента, оптической линзы и корпуса.

Индикаторные светодиоды являются маломощными, поэтому все генерируемое в них тепло рассеивается внутри них самих. Осветительные же светодиоды выделяют значительно больше тепла, поэтому им дополнительно требуется корпус с прямым припаиванием к поверхности для обеспечения интенсивного отвода тепла (типичный пример массивного теплоотводящего корпуса – уличный светодиодный светильник)

Основные элементы и строение светодиодных приборов

Для использования в освещении, светодиоды должны быть объединены в единую систему, состоящую из драйвера, оптических линз, источника питания и теплоотводящего материала. Данные компоненты присутствуют в любом светодиодном светильнике.

Типовые светодиодные светильники включают в себя следующие составляющие:

Блок питания, схемы управления и преобразователи напряжения.

Вентиляционные отверстия и радиаторы и другие устройства для отвода тепла.

Оптические линзы для смешивания, направления и рассеивания света.

Также светодиодные светильники включают в себя кабели для подключения к электропитанию. Линейные светильники, например, светильники для подсветки рабочей зоны на кухне, обычно снабжены соединительными элементами и перемычками для установки устройств в различной конфигурации.

Светодиодное освещение

Комплекты подвесов для светодиодных панелей

Подвесы для ультратонких светодиодных светильников в трех вариациях: КПТ, КПП-К, КПП-Д.

Ультратонкие светодиодные светильники

Ультратонкий светодиодный светильник обладает толщиной всего 11 мм, что позволяет его применение в местах с очень маленьким пространством встраивания. Идеален как для встраивания в потолок типа Армстронг, так и для самостоятельного монтажа на горизонтальных и вертикальных поверхностях.

Светильник светодиодный «Армстронг»

Свето диодные светиль ники Армстронг используются для освещения офисных, а также торговых и медицинских помещений. Цветовая температура используемых светодиодов максимально приближена к естественному дневному свету, что в совокупности с отсутствием мерцания, делает данный вид освещения безопасным для зрения.

Суть, виды и преимущества светодиодного освещения

Освещение является важнейшим элементом благоустройства любых зданий или помещений. Без него возможность нормальной эксплуатации исчезает, вне зависимости от назначения или прочих особенностей. В настоящее время приоритетным видом является светодиодное освещение, демонстрирующее значительное преимущество перед всеми альтернативными вариантами.

Что такое светодиодное освещение

Система подсветки любого типа представляет собой комплекс приборов, обеспечивающих внутреннее или наружное освещение зданий, земельных участков, улиц и т.д. Освещение светодиодными светильниками выполняет те же функции, отличаясь только конструкцией ламп. При этом, существует заметная разница в способе организации и обеспечения питания осветительных приборов. Потребление электроэнергии у ЛЕД приборов многократно понижено, чем у традиционных ламп накаливания или люминесцентных конструкций. Это меняет технологии прокладки проводов, а в последнее время появились автономные лампы, питающиеся от собственного источника.

Изначально светодиодные источники света были дороги и использовались только в освещении помещений соответствующего уровня и назначения. Однако, цены быстро упали, сделав LED приборы наиболее эффективными и экономичными. Начался массовый переход с люминесцентных (энергосберегающих) ламп на полупроводниковые устройства, поскольку расходы на содержание и обслуживание подобных систем гораздо ниже, чем у любого альтернативного варианта.

Не менее широко LED освещение используется в наружных системах. Разработаны автономные фонари, снабженные блоком питания от солнечных батарей. Они накапливают заряд в светлое время суток, а при наступлении темноты отдают его светильникам. Такие приборы не нуждаются в проведении кабеля, могут быть перемещены в любое удобное место. Они снабжаются детекторами освещенности, автоматически включающими приборы при падении освещенности до определенного уровня.

Также есть датчики движения, включающие фонарь только при появлении на обслуживаемой территории движущихся объектов достаточно большого размера.

Принцип работы светодиодных источников освещения

Светодиод — это полупроводниковый прибор, способный к преобразованию электрического тока в световой поток. Основным элементом конструкции является светоизлучающий кристалл. Он установлен на алюминиевом или медном основании, фиксируется с помощью слоя силикона. К поверхности кристаллов подведены анод и катод, на которые подается напряжение питания. Сверху установлена линза из силикатного стекла или эпоксидного компаунда (в дешевых моделях). Вокруг кристалла находится рефлектор, формирующий световой поток и определяющий угол раскрытия данного светодиода.

Свечение возникает вследствие рекомбинации электронов и дырок на p-n переходе. Для усиления процесса границу между полупроводниками легируют специальными материалами, увеличивающими эффект. Рекомбинация происходит при ударе электрона о поверхность слоя n, когда возникает т.н. туннельный эффект — электрон ударяется о противоположные границы слоев, и при каждом ударе образуется фотон света.

Важно! Любой дефект поверхности исключает возможность рекомбинации в этой точке. Для получения интенсивного и стабильного процесса используют многослойные кристаллы — гетероструктуры.

Это базовая конструкция светодиода, которая послужила основой для создания множества более мощных и ярких устройств. Для создания таких конструкций изготавливаются матрицы из множества кристаллов, которые излучают световой поток одновременно, демонстрируя высокую яркость.

Характеристики светодиодов

Технические характеристики светодиодов значительно отличаются от привычных видов светильников, что вызывает немало вопросов при выборе нужного прибора. Диодное освещение определяется по другим параметрам, которые необходимо знать при подборе максимально удачного варианта. Характеристики, которые отображают свойства ЛЕД приборов:

  • мощность. Это показатель рассеивания на кристалле. Если надо подыскать аналог традиционной лампе накаливания, следует ее мощность разделить на 8 (например, аналогом 100-ваттной лампочки будет ЛЕД светильник мощностью 100 : 8 = 12,5 Вт);
  • светоотдача. Это значение интенсивности светового потока. Это сложный и малоинформативный показатель, поскольку у 100-ваттной лампы накаливания он равен 100 Лм, а у диодного светильника диаметром 5 мм — 5 Лм;
  • угол рассеивания. Это угол раскрытия конуса, созданного потоком света. Границами считаются линии, в которых яркость свечения падает до половинного значения. Разные устройства имеют угол раскрытия от 20° до 120°;
  • цветовая температура. Этот параметр не имеет никакого отношения к нагреву, определяя оттенок свечения прибора. За эталон приняты цвета побежалости стальной пластины, нагретой до определенных температур в Кельвинах. К наиболее приятным для глаза видам относятся мягкие желтые, красные или желтовато-белые оттенки. Более жесткие синие или фиолетовые светильники способны изменять цвет предметов, находящихся в комнате. Желтый цвет соответствует 2000-2700 К, а жесткий фиолетовый — от 7500 К и выше;
  • цветопередача. Означает степень реалистичности восприятия цвета при использовании того или иного типа светильников. Показатель, важный для художников, фотографов или дизайнеров;
  • срок службы. Светодиоды — весьма долговечные устройства. Их ресурс доходит до 50-100 тыс. часов. По сравнению с лампой накаливания, они способны работать в 50-100 раз дольше.

При выборе светодиодного освещения наиболее важными параметрами считаются цветовая температура и мощность прибора. Для удобства покупателей изготовители на упаковку наносят значение мощности лампы накаливания, соответствующей данному устройству.

Светодиодное освещение создается из LED приборов разных видов и формы. Все устройства принадлежат к одной из двух групп:

  • индикаторные;
  • осветительные.

Первая группа — светодиоды, применяющиеся в различных технических установках для обеспечения визуального контроля за процессами или для наглядной демонстрации работы. Вторая группа — устройства, с помощью которых создаются осветительные приборы разного назначения. Эта группа самая обширная, имеет устройства большой мощности и яркости:

  • SMD. Это светодиоды, предназначенные для монтажа непосредственно на несущую подложку. Из них делают ЛЕД ленты, матрицы мощных прожекторов, лампы с обычным цоколем типа Е27 и т.п.;
  • COB. Это несколько светодиодов типа SMD, интегрированных в одну матрицу. Используются только в осветительных системах, демонстрируют большую яркость и мощность;
  • Super Flux (Пиранья). Это сверхъяркие элементы, внешне похожие на SMD. Отличительной особенностью является наличие 4 ножек, которые не позволяют устройству плотно ложиться на опорную плоскость при монтаже;
  • Straw Hat (соломенная шляпа). Это светильники, корпус которых близок по форме к обычному виду индикаторных приборов, но увеличенного диаметра и уменьшенной высоты. Отличаются большим углом рассеивания. Область их применения — декоративная иллюминация, приборы оповещения, прочая подсветка.

Интересно! Помимо этих видов широкое распространение получили филаментные светодиоды. Они способны полностью имитировать лампы накаливания, в роли нити у них выступают несколько элементов, расположенных на тонкой основе.

Такое расположение источников света позволяет получить лампы для установки в обычные люстры, где важно сохранить форму и общий вид традиционных светильников, получая при этом все преимущества светодиодов. Освещение филаментными лампами не слишком яркое, цветовая температура близка к обычным лампам накаливания.

Читайте также:  Как с помощью цвета определить плюс и минус на проводе

Преимущества и недостатки

К достоинствам светодиодной подсветки следует отнести:

  • низкое энергопотребление;
  • длительный срок службы;
  • большое количество видов светильников;
  • высокая светоотдача;
  • есть возможность подбора светодиодов по цветовой температуре;
  • большие декоративные возможности, позволяющие создавать привлекательные варианты освещения;
  • отсутствие нагрева способствует увеличению пожарной безопасности;
  • есть возможность диммирования (плавного убавления или прибавления яркости с помощью специальных устройств;
  • устойчивость освещения к механическим воздействиям;
  • отсутствие ртути или иных вредных компонентов, экологическая безопасность светильников.

Недостатками светодиодных устройств освещения следует считать:

  • цена. Несмотря на заметное снижение стоимости ЛЕД приборов, расходы на их приобретение еще велики;
  • необходимость использования специального источника питания;
  • непереносимость высоких температур, требующая применения радиаторов и теплоотводов;
  • наличие возрастной деградации светодиодов, вызванной низким качеством теплоотведения.

При покупке следует обращать внимание на качество и конструкцию теплоотводящей пластины. Если она не внушает доверия, лучше выбрать продукцию другого производителя. Даже качественные и яркие элементы быстро начнут тускнеть из-за плохого качества радиаторов, это надо иметь в виду.

Конструкция стандартных светодиодных ламп

Стандартные виды светодиодных светильников изготавливаются для установки в обычные люстры или иные виды светильников. Менять конструкцию или конфигурацию освещения сложно и дорого, поэтому производители пошли другим путем — они максимально подгоняют форму и размер ЛЕД ламп к стандартному виду традиционных устройств.

Конструкция стандартной светодиодной лампы состоит из следующих элементов:

  • цоколь Е27, Е14 или другой размер;
  • имитация колбы — корпус, внутри которого находятся светодиоды;
  • драйвер (блок питания), расположенный внутри корпуса.

Важно! Основной проблемой светодиодного освещения стало наличие угла раскрытия, ограничивающего направление потока в одном направлении. Решением вопроса стала установка нескольких элементов на цилиндрическую основу, позволяющая организовать равномерно распределенное во все стороны излучение.

Кроме этого вида конструкции, имитирующего традиционную лампу накаливания, имеются другие разновидности светильников — линейные, точечные и т.д. Они созданы из одних и тех же светодиодных элементов, только внешне оформлены в другом формфакторе.

Основные выводы

Светодиодное освещение обладает массой важных преимуществ:

  • длительный срок службы;
  • невысокое энергопотребление;
  • яркое интенсивное свечение.

Производители обеспечили выпуск практически всех светодиодных аналогов для установки в существующие конструкции светильников. Это позволило просто поменять одни виды на другие, без необходимости переоформления всей системы освещения зданий.

Полученная экономия обусловила успех и сделала светодиодное освещение наиболее востребованным, экономичным и эффективным. Этому способствовало также и наличие множества вариантов цветового оттенка и прочих параметров светодиодных устройств, расширяющих возможности подсветки.

Качества светодиодного освещения сразу были высоко оценены дизайнерами и оформителями. Декоративный эффект в сочетании с высокими эксплуатационными качествами сделали светодиодное освещение универсальным и многовариантным типом подсветки. Свои варианты организации ЛЕД освещения излагайте в комментариях.

Примеры использования светодиодов

Как только производство светодиодов достигло промышленно значимых масштабов, началось их повсеместное внедрение. Использование светодиодов в наши дни настолько обширно, что если оглянуться вокруг, то почти наверняка на глаза попадется что-нибудь, где есть светодиоды. Чем объясняется такая их популярность?

Все просто: светодиод – это очень эффективный, безопасный, и недорогой источник света, который отвечает многим запросам по освещению, не уступая ни лампам накаливания, ни неоновым лампам, и на самом деле, существенно превосходя их все. Где же используются светодиоды, каковы сферы их применения? Ответ на этот вопрос мы и попробуем здесь дать.

В первую очередь обратим внимание на то, что многие жидкокристаллические экраны, например, экраны телевизоров, мониторов, дисплеи мобильных телефонов, и разнообразных мобильных гаджетов, имеют светодиодную подсветку. Это касается как старых моделей, так и новейших, ибо меняются сами светодиоды, но суть остается неизменной.

Например, подсветка дисплея Retina в ноутбуке Apple MacBook Pro, осуществляется 48 яркими светодиодами, расположенными внизу дисплея, свет которых преобразуется системой рассеивания, благодаря чему дисплей отображает картинку наилучшим для человеческого восприятия образом.

Одиночные светодиоды в качестве индикаторов включения на лицевых панелях различных бытовых приборов давно стали нормой. Здесь можно вспомнить индикаторы режима ожидания телевизора или DVD-плеера, свидетельствующие о том, что прибор включен в розетку. Сюда же относится подсветка жидкокристаллических часов на том же DVD-плеере, и аналогичные подсветки часов на других бытовых устройствах, на кухонной технике, и т.д.

Подсветка приборов в автомобиле заслуживает особого внимания, поскольку это неразрывно связано с обеспечением безопасности жизни людей, как пассажиров, так и пешеходов. Использование здесь светодиодов открывает также широкие возможности для тюнинга, и все ограничивается лишь творческим подходом хозяина автомобиля.

Говоря об автомобилях и об индикации, нельзя не упомянуть светодиодные дорожные знаки. За последние пару лет их все чаще можно встретить как на улицах мегаполисов, так и на широких автострадах.

Что касается светофоров, то в них давно используют светодиоды, и появление мощных светодиодов в последние годы делает свет светофоров более качественным, более комфортным для водителей.

Уличное светодиодное освещение – важный шаг к энергосбережению в масштабах городов. В уличных фонарях используют мощные светодиоды, которые позволяют многократно экономить электроэнергию, а срок их службы существенно превосходит любые другие лампы, достигая 50000 часов.

Пример использования светодиодов в освещении – уличные светильники УСС, которые отличаются совей многофункциональностью и лакончиным дизайном. Средний срок службы таких светильников – около 20 лет.

Мощные светодиоды применяются также в промышленных прожекторах на предприятиях, ими сейчас заменяют индустриальные лампы. Служат они для освещения оборудования, установок, и просто как источники света в больших производственных помещениях, цехах большой площади, и т.п.

Бытовое светодиодное освещение заслуживает особого внимания. В первую очередь важно отметить, что компактные люминесцентные лампы уже могут быть заменены светодиодными лампами, отличающимися повышенной экономичностью и долговечностью. Это касается и потолочных встраиваемых светильников, и ночников, а также декоративной подсветки.

Декоративная подсветка – поистине всеобъемлющее применение светодиодов, а особенно – светодиодных лент. Светящиеся знаки на стенах, узоры на дверях комнат, узоры на стенах, «звездное небо» на потолке, световое зонирование пространства в жилище, – это все далеко не полный список декоративных решений.

Дежурное или ночное освещение, подсветка ступенек, подсветка мебели, делающая обычные предметы интерьера яркими и необычными, подсветка сувениров на стеллажах, и многое другое. Как видим, для светового оформления интерьера светодиоды подходят идеально.

Примечательно и световое оформление интерьеров автомобилей, способное придать индивидуальность каждому салону.

Внешнее светодиодное оформление автомобиля – еще один способ создания индивидуального стиля.

Не обойдутся без тюнинга и фары. Мощные лампы уже могут быть заменены на светодиодные.

При снижении нагрузки на генератор, световой поток остается достаточно сильным, это важное преимущество светодиодной технологии по сравнению как с обычными, так и с галогенными лампами накаливания.

Существование светодиодов основных оттенков (красный, синий, зеленый) создает огромные возможности построения больших рекламных дисплеев для отображения полноценной анимации.

Это и просто светодиодные вывески с графикой различных оттенков и цветов, и гигантские полотна, как огромный экран, простирающийся на 500 метров над главной улицей Лас-Вегаса, состоящий из 12,5 миллионов светодиодов.

Светодиодные бегущие строки и световые коробы, в которых также использованы светодиоды, давно стали привычным рекламным атрибутом магазинов и прочих заведений, где владельцы всегда применяют современные методы визуального привлечения внимания потенциальных посетителей.

Светодиоды применяют для передачи модулированного оптического излучения по оптоволокну, также они успешно работают в высокоскоростных оптронах.

Светодиодные лампы применяются и в растениеводстве. Светодиодные лампы мощностью 8 Вт могут использоваться в теплицах, оранжереях, и садах, где растения по каким-то причинам не получают достаточного количества света.

Светодиодное освещение улучшает фотосинтез растений, поскольку специально предназначенные для них светодиодные лампы обладают более высокой светоотдачей, у них отсутствует тепловое излучение, а главное – это нужный спектр света.

Специальные светодиодные лампы для растений комбинируют две длины волны, состоящие на 1 часть из синего (450-460 нм) и на 8 частей из красного света (650-670 нм), либо на 6 частей из красного и на 3 из синего. Здесь отсутствует ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, поэтому такие лампы абсолютно безопасны как для любых растений, так и для окружающей среды.

Несколько примеров использования светодиодов на практике из других статей на Электрик Инфо:

Выгодные стороны применения светодиодных светильников в промышленности

Светодиодные светильники – новое слово в индустрии светового оборудования, и, в первую очередь, основное направление в этой области направлено на создание качественных и энергоэффективных систем освещения. В наше время светодиодные светильники активно используются для освещения дорог и площадей, фасадов зданий, спортивных объектов, парков и парковок, частных резиденций и офисных территорий. Инновационные технологии завоевали доверие потребителей, крупных компаний и инженеров, проектирующих важные объекты.

Применение промышленных светодиодных светильников в промышленности уже активно развивается, ведь этот способ организации систему освещения наиболее перспективен с экономической точки зрения.

Применения светодиодных светильников в промышленности

В отличие от офисов, магазинов, квартир и экспозиционных объектов, на промышленных предприятиях все системы освещения должны проходить строгий нормативный контроль. Специфика области применения выдвигает такие условия, как надежность, безопасность и экономичность осветительных приборов. Поэтому выбор светодиодных систем освещения в промышленности и на производстве обладает следующими преимуществами:

– Принципы экономичности. При планировании освещения цехов, складов, технологических линий, производственных и подсобных помещений возникает вопрос освещенности огромных площадей. И потребление электроэнергии напрямую сказывается на производственных расходах, что вследствие ведет к повышению себестоимости продукции.

– Высокое качество освещения. Для оптимального освещения рабочей области на производстве чаще всего используются промышленные светильники подвесные и потолочные, обеспечивающие высокие характеристики контрастности и цветопередачи. Это помогает повысить производительность труда и улучшить условия работы для рабочего персонала.

– Долговечность и удобство в эксплуатации. Промышленное осветительное оборудования зачастую подвергается таким неблагоприятным факторам, как вибрация, повышенная влажность и пыль. Настенные и потолочные промышленные светильники устойчивы к воздействию различных внешних факторов, благодаря защищенному корпусу и качественным деталям. В химическом производстве применяются осветительные приборы со взрыво- и пожаробезопасным корпусом, дополнительное преимущество им обеспечивают светодиоды, энергия которых уходит на освещение и не связана с выделением тепла.

Читайте также:  Как отремонтировать светодиодную гирлянду своими руками

Преимущества светодиодных светильников

Большинство промышленных зданий – высотные, поэтому такая банальная процедура, как замена лампочки, перерастает в сложную технологическую операцию. Так бывает с лампами накаливания, но светодиодные светильники не нуждаются в постоянном обслуживании и замене, они могут прослужить более 15 лет и при этом не требуют повышенного внимания.

Это лишь несколько преимуществ, которыми обладают промышленные светильники цена которых хотя и не сравнима со стоимостью ламп накаливания, но вполне оправдана отличными эксплуатационными свойствами. Исходя из потребностей предприятия в освещении, можно добиться максимальной эффективности осветительных приборов, разместив их в заранее запланированных местах.

Проектирование системы освещения предполагает создание максимального уровня освещения всего пространства производственного помещения. Если подобрать несколько светильников на светодиодах большой мощности и оптимально разместить их по всему периметру. то можно добиться снижения расходов на электроэнергию. К примеру, для равномерного распределения потока света используется комбинированная схема освещения, когда свет отражается, как от потолка и стен, так и от зеркальных панелей.

Возможность купить промышленный светильник, снизив будущие расходы, значительно влияет но повышение популярности продукции. К тому же, всегда можно использовать уже существующую схему размещения приборов, значительно повысив качество освещения.

Светодиодное освещение: сферы применения

Благодаря высоким показателям энергоэффективности и эксплуатационной экономичности, уникальным световым, цветовым, экологическим и иным характеристикам светодиодного оборудования, оно используется в самых разных сегментах искусственного освещения.

Светотехническая компания «Центр инновационных решений» поможет реализовать любой проект.

Освещение офисов, административных зданий, учреждений медицины, образовательных учреждений. Современное светодиодное оборудование позволяет создать в этих помещениях систему эффективного, экономичного и безопасного освещения необходимой цветовой температуры и цветопередачи, без пульсации светового потока, обеспечить комфортное пребывание людей на рабочем месте, в переговорных комнатах, зонах отдыха, технических помещениях, холлах и т.п.

Освещение площадей торговых центров, супермаркетов, магазинов и других торговых точек, а также местная подсветка их интерьеров: витрин, зон выкладки товара, примерочных, манекенов, стеллажей и т.п. Возможность регулирования яркости и цветового оттенка, широкий диапазон цветовой температуры светодиодных светильников позволяют создать и даже настроить освещение магазина в целом, а также отдельных его зон с учетом особенностей продаваемого товара. Свет при этом может быть как точечным, так и рассеянным. Светодиодное оборудование отличается очень низким тепловыделением и отсутствием нагрева в зоне свечения, что крайне важно для таких товаров как продукты питания или парфюмерия, а отсутствие у светодиодов ультрафиолетового излучения весьма значимо, например, для одежды, при освещении витрин с ювелирными изделиями или стеллажей с вином. Таким образом, используя светодиодные источники света, можно осуществить оптимальное комплексное решение проблемы освещения любого магазина, обеспечив, при этом, полную безопасность и экономичность.

Промышленное освещение. Это внутреннее освещение производственных и складских помещений, а также открытых производственных площадок, железнодорожных станций, карьеров, территорий и дорог нефтебаз, складских комплексов и т.п. К оборудованию для промышленного освещения предъявляются особые требования: защита от проникновения пыли и влаги, повышенный запас прочности, взрывозащищенность и др. Современные светодиодные светильники в полной мере отвечают этим требованиям и способны обеспечить качественное экономичное освещение.

Освещение гостиниц, ресторанов, кафе, баров. Светодиодное освещение в этих сферах услуг, помимо достижения энергоэффективности, позволит создать ощущение комфортабельности и уюта для гостей, а также неповторимый образ конкретного заведения. Особо значимы для данных заведений такие возможности светодиодного освещения, реализовать которые с использованием других источников света, весьма затруднительно – это полная безвредность для светодиодов многократного включения–выключения, регулировка яркости, динамичное изменение цвета, низкое тепловыделение, высокая степень пожарной безопасности и др.

Освещение театральных и концертных залов, киностудий, клубов, дискотек. Все сказанное выше относительно освещения гостиниц, ресторанов и кафе, в полной мере относится и к данной сфере учреждений культуры, досуговых и зрелищно-развлекательных заведений. В тоже время, для освещения театральных, концертных и т.п. залов особое значение приобретают такие возможности и характеристики светодиодного оборудования как программируемое управление силой света и изменением цвета без применения светофильтров, направленность светового потока, отсутствие эффекта мерцания (это особенно важно при киносъемке).

Освещение музейных и выставочных экспозиций. Здесь, помимо экономичности, безопасности, неограниченных возможностей дизайнерской акцентной подсветки, особо важными факторами светодиодного освещения являются отсутствие нагрева в месте свечения, отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучений, что гарантирует сохранность освещаемых экспонатов от коробления и выцветания (особенно, таких как картины, документы, одежда).

Освещение жилых помещений. Светодиодные светильники используются в жилых помещениях не только для освещения, но и для декоративной подсветки, которая позволяет осуществить оригинальные дизайнерские проекты, придать особенность интерьеру разных по своей функциональности помещений (гостиная, спальня, детская, ванная комната и др.). Светодиодная подсветка может быть встроена в кухонную и комнатную мебель, использоваться для подсветки потолков, штор, зеркал, лестниц, стен и т.д. Она может быть статичной и динамичной. При этом светодиодное освещение всегда будет экономичным и безопасным.

Освещение в сфере ЖКХ: помещения общего назначения и придомовые территории с невысокими требованиями к освещенности, но с серьезными требованиями по вандалоустойчивости, экономичности, электро- и пожаробезопасности (подъезды, подвалы, лифтовые холлы, чердаки и т. д.). Равноценной альтернативы по этим параметрам светодиодным светильникам нет.

Освещение автозаправок и автостоянок, подземных паркингов и переходов, тоннелей и т.д. Низкое напряжение питания, взрыво- и пожарная безопасность, механическая прочность, в совокупности с высокими эксплуатационными и светотехническими характеристиками светодиодных светильников – все это делает их наиболее оптимальным и экономичным оборудованием для использования в данной сфере, где освещение должно быть включено ежедневно на протяжении значительного времени либо вообще круглосуточно.

Освещение спортивных объектов различного назначения – как закрытых, так и открытых площадок. Это могут быть спортивные сооружения, как международного класса, так и объекты различного уровня: стадионы, горнолыжные комплексы, спортивные базы и отдельные спортзалы, трассы, корты, бассейны и т.п. Светодиодное оборудование дает широкие возможности учесть в реализации проектов спортивного освещения особенности того или иного вида спорта, позволяет запрограммировать эксплуатацию осветительной системы для работы в различных режимах, например, при проведении соревнований или тренировок, с учетом наличия или отсутствия телетрансляций и др.

Архитектурное и ландшафтное освещение. Использование светодиодного оборудования в архитектурном освещении позволяет подсветить фасады, сделать контурное освещение зданий, осветить прилегающие к ним зоны (парковки, дорожки, лестницы, дворики и т.д.) подчеркивая, выделяя и даже усиливая неповторимость и уникальность освещаемых объектов. Особо следует отметить самую серьезную проблему архитектурного освещения – это обслуживание установленных светильников, размещенных, как правило, в труднодоступных местах. Именно светодиодное освещение, как никакое другое оборудование, позволяет минимизировать эту проблему (отсутствует необходимость замены ламп, самый длительный срок эксплуатации, низкое энергопотребление).

Уличное освещение. Применение светодиодных светильников для освещения автомобильных дорог и улиц, пешеходных зон и дворов, площадей, парковых территорий и т.п. даст не только большую экономию электроэнергии, но повысит качество освещения и улучшит видимость по сравнению с такими источниками света как ДнаТ и др. Переход на светодиодное уличное освещение является одним из факторов, позволяющих достичь существенного снижения энергодефицита, причем не только в крупных городах, но и в небольших населенных пунктах.

Наружное и внутреннее рекламное освещение. В этой сфере светодиодные технологии получили очень широкое распространение. Малое потребление электроэнергии светодиодными модулями, лентами, трубками и т.п. делает рекламу яркой, красочной, динамичной, эффектной, привлекающей внимание, запоминающейся и, что очень важно, самой экономичной, компактной и безопасной по сравнению с другими источниками искусственного света.

Светосигнальное и специальное взрывозащищенное светодиодное освещение. Это различные светосигнальные (в том числе взрывозащищенные) устройства, заградительные и аэронавигационные огни, сигнальные огни для высотных сооружений и т.п. Особо в данной группе светодиодного оборудования выделяются как переносные аккумуляторные фонари (прожектора), так и стационарные осветительные искробезопасные приборы, предназначенные для эксплуатации в потенциально взрывоопасных зонах, а также в зонах с повышенным содержанием влаги и пыли. Данное оборудование может использоваться на шахтах в горнодобывающей промышленности, в нефте- и газодобывающей промышленности, а также на нефте- и газоперерабатывающих производствах и хранилищах, на химических заводах, на транспорте, в черной и цветной металлургии, в пищевой промышленности, на электростанциях, на всех поднадзорных объектах Ростехнадзора РФ, в подразделениях МЧС, в особых подразделениях спецслужб и в Вооруженных силах. По степени безопасности, безотказности, экономичности и с учетом светотехнических характеристик, светодиодное осветительное оборудование в данной сфере применения является наиболее оптимальным решением.

Что такое светодиодное освещение

Дата публикации: 03 июля 2015 .
Категория: Освещение.

Светодиодные лампы освещения – революция в мире светотехники. Их разработка позволила решить целый комплекс задач: увеличить срок службы приборов освещения и безопасность их использования, снизить потребление электроэнергии, улучшить светоотдачу и так далее. Первый светодиод был разработан еще в 1962 году и выдавал красное свечение. Спустя еще несколько лет появились желтые и зеленые светодиоды, в 1971 году американский инженер создал первый, но дорогостоящий диод синего цвета, а в 1993 году японский физик изобрел ярко-синий светодиод, но уже менее дорогостоящий.

Чтобы использовать светодиоды для освещения и наладить серийное производство, нужно было добиться от них белого свечения. Это удалось сделать в 1995 году, однако уровень освещенности светодиодов был настолько низким, что использовать их приходилось только в качестве декоративной подсветки. Только в 2005 году разработчики смогли добиться от светодиодов светового потока в 100 люмен на ватт и запустить на их базе серийное производство ламп и светильников освещения. В России светодиодные лампы по разным данным появились в период с 2007 по 2010 год. Сейчас этот рынок активно развивается. Основными российскими компаниями по производству ламп являются: “Оптоган”, “Вартон”, “Оптилюкс”, “Новый свет”, “Долгая жизнь света” и некоторые другие.

Конкурентные преимущества светодиодных источников света

Повышенный спрос на светодиодные лампы и светильники возник неспроста. Сравним светодиодные лампы с другими типами ламп и выделим ключевые преимущества:

  1. Увеличенное время работы

Лампа накаливания (которую уже запретили использовать) должна гореть не менее 1000 часов. На деле она перегорает гораздо быстрее из-за перепадов напряжения и низкого сопротивления вольфрама в холодном состоянии на момент включения. Через 750 часов работы лампы ее светоотдача заметно снижается.

Читайте также:  Розетки для наружной проводки: особенности и виды

Галогенная лампа имеет лучшие показатели долговечности, она горит от 2000 до 4000 часов.

Люминесцентная компактная лампа горит 8000-10000 часов. По истечении половины срока ее службы световой поток снижается на 30-35 процентов.

Для сравнения светодиодная лампа горит до 100000 часов! Если переводить в годы, то это примерно 11 лет. Освещение светодиодными светильниками самое выгодное.

Параметр сравненияЛампа накаливанияГалогенная лампаЛюминесцентная лампаСветодиодная лампа
Потребляемая мощность, Вт75451510
НагревсильныйсильныйсреднийНизкий
Прочность конструкцииочень хрупкаяхрупкаяочень хрупкаяпрочная
Срок службы, часов, усредненно10002000 – 25007000 – 1000030000 – 50000
Простота установки, заменыхорошоудовлетворит.отличноотлично
Экологичностьхорошохорошоудовлетворит.отлично
  1. Высокая светоотдача и экономия электроэнергии

90 процентов мощности, потребляемой лампой накаливания из сети, тратится на нагрев, и только 10 процентов – на освещение. Световая отдача лампочки “Ильича” – 7-17 люмен на ватт.

Галогенные лампы тоже сильно “греются”, но их эффективность лучше, чем у ламп “Ильича” на 20-50 процентов. Световая эффективность лампы – 15-22 люмен/ватт, лампы с кварцевым стеклом – 24-28 люмен/ватт.

Люминесцентные лампы дают световой поток при потреблении 1 ватта мощности из сети – 40-60 люмен. 1 ватт компактных люминесцентных ламп (энергосберегающих) равен 5 ваттам ламп накаливания. Это напрямую сказывается на экономии электроэнергии.

Светодиодные лампы дают световой поток 50-100 люмен на ватт. И это опять же лучший показатель среди всех ламп. 1 ватт мощности светодиодной лампы = 3 ваттам компактной люминесцентной лампы (энергосберегающей). Но светодиодные лампы также относятся к классу энергосберегающих, однако по этому показателю они эффективнее компактных люминесцентных.

Базовые характеристикиЛампы накаливанияЛампы люминесцентныеЛампы светодиодные
Яркостьсредняянизкаявысокая
Срок службы, часов10001000050000
Инфракрасное излучениеочень высокоеминимальноеотсутствует
Ультрафиолетовое излучениеприемлемоеочень высокоеотсутствует
Световая отдача, лм/Вт7 – 1740 – 6050 – 80
Начальная стоимостьнизкаясредняявысокая
Потребляемая мощность, Вт/часне менее 25не менее 20от 7 до 21
  1. Экологичность

У светодиодных ламп лучшие показатели экологичности, так как внутри них отсутствуют вредные компоненты и при работе они не излучают инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Поэтому светодиодное освещение дома так востребовано. Самыми вредными лампами являются люминесцентные, в том числе и компактные, так как внутри них содержатся ртуть и ее пары.

Светодиодные лампы самые прочные. Лампы накаливания и галогенные лампы нельзя трясти, у них порвется нить накала. Их стекло, как и стекло люминесцентных компактных ламп хрупкое, и легко разобьется при падении. У светодиодных ламп вместо стекла – пластик, который легко выдержит нагрузку при падении, а внутри конструкции отсутствует нить накала.

Недостатки светодиодных источников освещения

Главный недостаток светодиодных ламп и светильников – высокая цена. Стоимость ламп варьируется в пределах 150-2000 рублей, а светильников – 5000-40000 рублей и выше. Как правило, лампы и светильники по низкой цене плохого качества. Они могут “сгореть” спустя месяц использования и дают неравномерный световой поток. Поэтому целесообразнее отдавать предпочтение продукции ведущих компаний в этой области. С каждым годом технология производства светодиодных источников освещения совершенствуется, поэтому цена на них постепенно снижается. Но даже потратив один раз 500-700 рублей на лампу или купив светодиодные светильники уличного освещения за 10000-15000 рублей, вы точно окупите эти затраты в будущем.

Принцип работы светодиодных источников освещения

Светодиоды – полупроводниковые кристаллы, которые начинают светиться при прохождении через них электрического тока. Каждый кристалл излучает лучи своего спектра (красного, желтого, зеленого). Белый свет получают путем смешения этих спектров или методом покрытия самого яркого светодиода синего цвета слоем желтого фосфора. Изменяя соотношение цветов можно получать либо холодный, либо теплый свет.

Конструкция стандартных светодиодных ламп включает в себя:

  • Пластиковую белую или цветную колбу;
  • Плату со светодиодами;
  • Драйвер, выпрямляющий переменный ток (электронная плата);
  • Радиатор теплоотвода;
  • Цоколь;
  • Нижний и верхний держатель.

Колбы светодиодных ламп бывают разной формы: обычная, как у лампы накаливания и колбы типа “Свечка”, “Шар”, “Эллипс”. Есть еще лампы “кукурузины”, они имеют цилиндрическую форму, а по бокам их корпуса установлены светодиоды.

Плата, в зависимости от требуемого светового потока и потребляемой мощности имеет разное количество светодиодов. Нижний и верхний держатели нужны для того, чтобы удерживать плату со светодиодами и драйвер, с установленными на нем элементами. Радиатор теплоотвода отводит тепло от корпуса лампы, предотвращая его перегрев. Цоколь у светодиодных ламп бывает разным, основные типы это:

  • Е27. Классический цоколь, такой же у ламп накаливания, поэтому светодиодные лампочки можно смело использовать на их месте;
  • Е14. С таким цоколем производят лампы типа “Свеча” и “Миньон”, он внешне выглядит так же, как цоколь Е27, только уже его;
  • GU10 – поворотный штырьковый цоколь. Чтобы зафиксировать лампу в патроне, ее надо вставить в него и повернуть в сторону;
  • GU5.3. Отличить цоколь этого типа можно по торчащим контактам, как у электрической вилки. Он тоже относится к типу “штырьковые” и соединяется со спецпатроном штыревым способом (аналогично вилке с розеткой).

Конструкция светодиодных светильников:

  • Корпус;
  • Светодиоды, расположенные на определенном расстоянии друг от друга;
  • Защитный экран;
  • Источник питания;
  • Драйвер;
  • Плата.

Виды светодиодного освещения

Светодиодное освещение делится на 2 типа: внутренне светодиодное освещение и наружное светодиодное освещение или уличное светодиодное освещение. К внутреннему освещению относится:

  • Квартирное;
  • Офисно-административное;
  • Торговое (в том числе в развлекательных центрах);
  • Промышленное;
  • Аварийное освещение.

Квартирное

В жилых помещениях используются стандартные светодиодные лампы разного размера и формы, которые вкручиваются в классический патрон определенного диаметра или “идут в комплекте” со светильником, встраиваемым в мебель, подвесной или натяжной потолок, пол. Также в интерьере широко используются настенные светильники, настольные лампы, светодиодные ленты которые прокладывают в нишах мебели, в двухуровневых потолках из гипсокартона.

Офисно-административное

В административных зданиях и офисах в основном используются встраиваемые или накладные потолочные светодиодные светильники квадратной или прямоугольной формы как под короткие и длинные лампы дневного света. Диоды внутри могут быть расположены в один, два или более рядов.

Торговое

Для торгового освещения используют светильники-даунлайты с направленным светом, трековые светодиодные светильники, устанавливаемые на шинопроводе, карданные светильники с направленным светом и регулировкой яркости, обычные модульные светильники, точечные светильники. Их главная задача – обеспечить комфортное освещение для глаз клиентов и сделать акцент на определенных товарах (например, на эксклюзивном ювелирном украшении).

Промышленное

Для освещения промышленных объектов используют светильники настенные, подвесные, встраиваемые и накладные с определенной степенью защиты от влаги, высокой температуры, пыли и механических повреждений. Форма и размеры светильников бывают самыми разнообразными.

Аварийное

Аварийное светодиодное освещение необходимо тогда, когда отключается основное. Оно должно использоваться повсеместно, начиная от промышленных объектов, заканчивая торговыми и развлекательными центрами, учреждениями здравоохранения, вокзалами, спортивными центрами и так далее. Светильники аварийного освещения светодиодные выпускают двух типов – светильники централизованного электропитания и автономные модели. Светильники первого типа запитываются от централизованной аварийной системы, а приборы освещения второго типа представляют собой готовый комплект (все элементы расположены внутри или в пределах 0,5-1 м).

Аварийные светильники светодиодные бывают резервными и эвакуационными. Резервные поддерживают определенный уровень освещения на социальных и промышленных объектах необходимый для продолжения процессов, а эвакуационные указывают работающему персоналу пути к выходу и имеют обозначение “Выход”.

Наружное светодиодное освещение бывает:

  • Консольным;
  • Архитектурным;
  • Прожекторным;
  • Ландшафтным.

Консольное

Консольные светодиодные светильники предназначены для освещения городских и загородных улиц, магистралей, пешеходных и парковых зон, площадей с интенсивным движением пешеходов, железнодорожных станций, внутридомовых территорий и т. д. Они дают куда более равномерное и обширное освещение, значительно экономят электроэнергию, но их цена – 5000-35000 рублей. Типы консольных светильников: СДКУ-М-LED54, 72, 108, 144, BLD-SL40W, 60-160W, SMART ECO LED 65-200 и другие.

Архитектурное

Когда требуется сделать наружную подсветку скульптур, сооружений и зданий используют светильники для архитектурного освещения и светодиодные ленты. Выделяют 6 типов светодиодного архитектурного освещения: скрытое, локальное, заливающее, “графика”, “иллюминация”, “медиафасад”.

Скрытая подсветка выполняется так, чтобы источника света не было видно, а наружу пробивался только свет от него. Ее используют для выделения отдельных форм фасада или создания новых световых композиций. Локальная светодиодная подсветка применяется в том случае, когда надо сделать акцент на определенной детали или конструкции (оформление оконных проемов, колонн, карнизов и тому подобного). Заливающая подсветка – освещение всего объекта (равномерное или неравномерное). Чтобы его организовать, используют мощные светильники с широким углом рассеивания, которые устанавливают на определенном расстоянии от объекта на земле или опорах.

Графика – подсветка зданий и прочих объектов специальными светодиодными светильниками с оптической системой. Оптические линзы и отражатели источников света позволяют рисовать на фасадах любой красоты узоры. Кроме светильников для освещения используют светодиодные ленты.

Иллюминация – подсветка при помощи гирлянд, светящихся фигур или “бегущих” огней. Ее используют для оформления внешнего вида торговых и развлекательных центров, а также для выделения объектов в праздничные дни.

Медиафасад – экран любого размера и формы из светодиодной сетки, которая создана из отдельных модулей с установленными на них светодиодами. Такие экраны используются для создания рекламы (фото, видео, слайд-шоу), трансляции ТВ и просто преобразования фасада здания.

Прожекторное

Когда требуется осветить территорию промышленных предприятий, спортивных комплексов, железнодорожных станций, автостоянок и тому подобного, используют освещение светодиодными прожекторами, мощностью 20, 50, 100 и более ватт с количеством светодиодов 15-30 и более. Светильники могут устанавливаться как на опору освещения, так и крепиться к стенам зданий и сооружений. Для освещения сцен используют светильники на стойке или переносные.

Ландшафтное

Ландшафтное освещение используется для подсветки бассейнов, фонтанов, лестниц, дорожек, деревьев. Для этой цели используют специальные светодиодные светильники: газонные, для дорожек и аллей, светильники отраженного света, сферические ландшафтные светильники, встраиваемые в стены и грунт, светящиеся камни и тому подобные.

Светодиодные светильники и светодиодные лампы – идеальное решение для организации внутреннего и внешнего освещения. Особо выгодны они при оформлении уличной подсветки, поэтому смело можно сказать, что будущее именно за светодиодами.

Ссылка на основную публикацию