Светодиодные источники света в системах наружного и внутреннего освещения

В настоящее время светодиодное освещение является одним из перспективнейших направлений технологий искусственного освещения, которое основано на использовании светодиодов как источника света. 30% рынка занимает использование в освещении светодиодных ламп, по данным 2010 года [1]. Светодиодное освещение активно развивается в связи с технологической эволюцией светодиода. На современном российском рынке существует ог- ромное количество различных видов электроламп, однако доминирующим видом являются лампы накаливания. Хотя с появлением наиболее энергосберегающих источников света лампы накаливания постепенно вытесняются. Крупнейшие европейские фирмы по производству ламп накаливания официально прекращают их производство и выпускают энергосберегающие люминесцентные лампы. Светодиодные лампы применяются в промышленности, торговле, в сфере услуг, а также в бытовой технике. Широкомасштабное развитие светодиодной техники начинается уже с 90-х годов ХХ века [2].

«Таким образом, сегодня светодиоды являются самым перспективным и интересным направлением, в котором работает огромное количество фирм. Прогноз совершенствования параметров светодиодов приведен на рисунке» [3].

Крайняя кривая справа, изображенная на рисунке, означает рост световой отдачи мощных сверхъярких светодиодов за последние 8 лет. Ученые немецкого общества светотехников утверждают, что уже к 2003 г. светодиоды достигли феноменальных успехов, потому как уже тогда их световая отдача превышала световую отдачу ламп накаливания в 2 раза (20– 25 лм/В). Пресс-служба компании CREE 15 февраля 2010 г. объявила об открытии белого светодиода, световая отдача которого составляет 208 лм/Вт [3].

Прогноз совершенствованияпараметров светодиодов

—■— Маломощные светодиоды

Мощные сверхяркиес ветодиоды

Люминесцен тные лампы

—♦—Лампы накаливания

Прогноз совершенствования параметров светодиодов

Светодиодные лампы по сравнению с другими видами ламп имеют ряд достоинств, а именно: отсутствие вольфрамовых нитей накаливания, как в люминесцентных лампах и в лампах накаливания, которые могут испортиться либо путем перегрева или от тряски.

«Главными преимуществами светодиодных ламп являются небольшой размер ламп и низкое энергопотребление (не более 10% от потребления при использовании ламп накалива- ния), при этом качество электроэнергии не ухудшается (качество освещения лучше, чем у ламп накаливания и люминесцентных ламп)» [4].

Еще одним важным показателем светодиодных ламп является долговечность (до 100 000 часов), в то время как средний срок службы ламп накаливания составляет всего 1000 часов, а срок службы люминесцентных ламп не превышает 10000–15000 часов [5].

К числу преимуществ светодиодов стоит также отнести разнообразие цветов, чистоту и направленность излучения, высокий ресурс прочности (вибрационная и ударная устойчивость). Светодиодные лампы имеют две сферы применения по функциональному назначению: индикация и освещение (в том числе и декоративное). Благодаря эффективному расходу электрической энергии и простоте конструкции светодиодные технологии освещения нашли широкое применение в прожекторах и светильниках, в декоративной светотехнике, в подсветке различных ЖК-дисплеев (мобильных телефонов и ЖК-мониторов), в том числе в компактных осветительных приборах – ручных фонариках.

Светодиодное освещение сейчас очень популярно. Светодиодные осветительные приборы классифицируются на уличные и интерьерные. Они применяются для подсветки рекламных щитов, зданий, различных сооружений, автомобилей, для наружного освещения улиц, мостов и тоннелей. Среди самых известных производителей (Cree, Nichia, Sharp, Lumileds, Osram, «Светлана-Оптоэлектроника», ООО «ТрансЛед») именно светодиодные источники света считаются наиболее перспективным направлением как с точки зрения энергоэффективности, так и затратности и практического применения. В настоящее время доказано, что использование светодиодных ламп вместо люминесцентных экономически выгодно. «Люминесцентные лампы нуждаются в обслуживании, замене и утилизации, а светодиод, которому обеспечен корректный режим работы, сможет непрерывно светить десять лет» [6]. Здесь можно привести пример. В Москве выполнили комплекс работ по энергосбережению в двух двенадцатиэтажных домах. Были проведены операции по замене электропроводки для того, чтобы можно было установить счетчики на учет электрической энергии, затраченной на освещение домов за год. В одном доме коридоры и лифтовой стояк были освещены обычными люминесцентными лампами. В другом доме были установлены светодиодные светильники с системой управления (использование датчиков движения). При наличии людей в коридорах горели все светильники, при их отсутствии только одна треть. В лифтовых стояках же свет горел постоянно. Спустя год провели сравнение потребления электроэнергии. В итоге выяснили, что во втором доме удалось снизить потребление электроэнергии в несколько раз за счет использования светодиодных светильников и датчиков движения по сравнению с первым домом, где использовались люминесцентные лампы [7].

К недостаткам светодиодных ламп можно отнести их более высокую стоимость по сравнению с другими источниками освещения, но вышеуказанные достоинства оправдывают вложенные затраты. Цена на светодиодные светильники сегодня – это самый важный вопрос. Особое значение он имеет в нашей стране, поскольку даже если светильник и собирается в России, то все равно большинство его комплектующих являются импортными. «Серийное производство собственных кристаллов для светодиодов в России в промышленных объемах пока не обеспечено, и российские производители, за исключением ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника», выпускают продукцию на основе зарубежных светоизлучающих кристаллов. Стоимость светодиодного светильника в 2010 году составляла около 2000 рублей [9].

Во многих странах мира, таких как США, Канада, Китай, переход от люминесцентных ламп к светодиодным лампам уже давно не является фантастической идеей.

Примером может являться программа по массовому внедрению светодиодного освещения, под названием LED City. Одним из главных инициаторов данной программы является фирма Cree [10].

Анализируя все вышеперечисленное, можно сделать выводы:

• •    на выполнение всех мероприятий по внедрению светодиодных светильников в РФ уйдет примерно 4–5 лет, поэтому пока их будущее весьма призрачно;

• •    серийное производство светодиодных светильников налажено, однако их высокая стоимость ограничивает их широкое применение, поэтому в данный момент времени их использование для рабочего и уличного освещения считается нерациональным;

• •    светодиоды выигрывают в эстетическом, но не в экономическом плане;

• •    применение светодиодов целесообразно для индикации различных объектов и в комплектных осветительных приборах;

• •    светодиодные светильники экологичнее, чем люминесцентные лампы и лампы накаливания;

• •    необходимо обеспечить серийное производство в России полупроводниковых кристаллов для светодиодов, это позволит снизить стоимость светодиодных светильников в несколько раз;

• •    в перспективе возможно применение светодиодных светильников для уличного и рабочего освещения при увеличении их световой отдачи до 150–200 лм/Вт.