Образ. Презентация

Подписка на новости

Авторизация

Светодиодные лампы. Выбор профессионалов | Печать |
Просмотров: 938
Технологии
06.07.10 21:13

lampaВ наш век головокружительного прогресса науки и техники трудно кого-либо удивить даже принципиально новыми двигателями, источниками энергии, звука, света. И уж точно не многие следят за развитием того или иного новшества, за его совершенствованием и переходом из исследовательских институтов на прилавки.
С момента первой демонстрации в университете Иллинойса в 1962 году светодиод (или LED –  Light-emitting diode) претерпел огромные изменения. Просто неузнаваемо улучшились его физические и потребительские качества, превратив этот полупроводниковый прибор из дорогой игрушки для ученых во вполне доступный для широкого применения, лучший на сегодняшний день и наиболее перспективный источник света.

Преимущества их огромны. LED-лампы могут быть самых разных цветов, очень прочны механически (могут вообще не содержать тонких нитей и стеклянных частей), а срок их наработки на отказ исчисляется (в зависимости от производителя) единицами и десятками тысяч часов. Они практически не содержат вредных веществ, а их коэффициент полезного действия превышает даже тот, что имеют так называемые энергосберегающие лампы, и на порядок больше, чем КПД ламп накаливания.

Еще в начале века – всего десять лет назад – речь о коммерческом использовании светодиодов могла идти лишь как об эксклюзивных источниках света – для случаев, когда цена просто не принимается во внимание на фоне всех достоинств и особых свойств, в принципе недоступных другим осветителям. Это могла быть специфическая (необычного дизайна и спектра) подсветка витрин (скажем, хрустальной посуды или ювелирных изделий), цветное освещение труднодоступных и влажных объектов (фонтаны, аквариумы), создание интимного антуража в барах, использование при глубоководных и космических исследованиях, в медицинских зондах, и тому подобная экзотика. И лишь в последние годы успехи нано-технологий позволили совершить качественный скачок в экономическом аспекте светодиодной индустрии. Более точное (практически – до расположения отдельных атомов) изготовление PN-переходов и получение химически более чистых веществ дали возможность в разы повысить энергетическую отдачу с единицы площади кристалла, искусственно задавать еще более уникальные свойства излучения, снизить омическое сопротивление (то есть – тепловые потери), а главное – применять более дешевые полупроводниковые материалы и значительно увеличить предельные размеры (а значит – и мощность) отдельного светодиода. А без дополнительных расчетов понятно, что стоимость одного, скажем, 5-ваттного диода меньше, чем пяти 1-ваттных.
Очень хорошие результаты достигнуты и в вопросе приближения спектра излучения LED-источников к естественному солнечному, то есть эргономичности и экологичности светодиодных ламп. Во многих странах с каждым месяцем сокращается список помещений, в которых по санитарным нормам или по правилам техники безопасности недопустимы подобные светильники. В принципе из-за узкополосного спектра излучения белый цвет получается лишь при комбинации свечения трех светодиодов: красного, зеленого и синего (RGB-принцип, как на экране монитора). Причем изготовленные в одном корпусе (под общей линзой) они позволяют, регулируя яркость каждого цвета, получать различные оттенки белого («теплоту» освещения). Но такой свет лишь субъективно кажется белым. В действительности его спектр не сплошной, как у нагретых предметов (лампа накаливания, электрическая дуга, солнце). Это ограничивало применение LED на рабочих местах с повышенными требованиями к точности цветопередачи (монтаж деталей с цветной маркировкой, художественные студии, операционные и т.п.). Выход найден в использовании люминофора, аналогично энергосберегающим лампам: светодиод выдает излучение в ультрафиолетовом диапазоне, которое в результате фотолюминесценции преобразуется в практически сплошной спектр, очень близкий к солнечному. И если ранее подобное «посредничество» несколько снижало КПД и весьма значительно – срок службы светодиодов такого принципа, то сегодня существуют люминофоры, снижающие световую отдачу лишь на единицы процентов за тысячи часов работы.
Серийно выпускаются светодиодные лампы со стандартным резьбовым цоколем (от Е14 до Е40), штыревым (от G4 до G23), автомобильным (Bs, Bd) и другими под напряжение 12, 24 и 220 вольт. Это позволяет, не меняя светильника, просто устанавливать их вместо обычных или галогенных ламп накаливания, а также (отключив пускорегулирующие устройства) – вместо мощных ДРЛ и ДНаТ.
Качество LED-ламп (и их основное достоинство – срок службы) определяется производителем. Причем высокая цена и раскрученный бренд – еще не показатель. Равно как совершенно напрасно предубеждение против азиатской продукции. Например, один из мировых лидеров светодиодной индустрии «Kingbright» - тоже китайский производитель. Впрочем, там и цены соответствующие – вполне европейские...
Рассмотрим, какую же экономию нам даст замена одной лампы накаливания, например, в 60Вт на аналогичную по световому потоку светодиодную. Его создаст LED-лампа мощностью всего 5Вт стоимостью примерно 16у.е. (средний производитель). За период в 2 года (пусть это будет наработка 5000 часов) сменить ее придется максимум 1 раз. Стоимость работы электрика (с доставкой стремянки и т.п.) – около 1у.е., а электроэнергии (при тарифе 2,2 руб/кВт•ч) –  2у.е. Итого – 19у.е. В случае же лампы накаливания (стоимостью 1у.е) заменить за этот период ее придется примерно 8 раз, что с работой составит 16у.е., а с электроэнергией – 38у.е. Комментарии, как говорится, излишни. Сравнивать же с энергосберегающими лампами особого смысла нет, так как с ними LED-осветители уже практически сравнялись по цене. Разница лишь в том, что первые имеют все-таки меньший срок службы и легко разбиваются, выделяя пары ртути.
Как видно из примера, существенную роль в общей стоимости играет оплата и техническое обеспечение работ по замене ламп. Чем сложнее доступ к светильнику, тем больше экономический эффект от применения источников света с большим сроком службы. Например, перевод на светодиодные лампы городского уличного освещения, несмотря на солидные начальные вложения, может окупиться уже за 1 год.
Световая отдача современных белых светодиодов по различным источникам и у различных производителей существенно разнится: от 60 лм/Вт до 131 лм/Вт (20 мА) – продукция Cree (SiC) и больше, но в любом случае - это на порядок выше, чем у обычных ламп накаливания и процентов на 30 в среднем лучше, чем у люминесцентных источников света.
Ресурс работы светодиодов составляет от 40 тыс. часов до 100 тыс. часов и выше,что в сотни раз превосходит срок службы обычных ламп накаливания и до 10 раз больше срока службы люминесцентных.
Подобный разброс объясняется кроме разницы в качестве еще и тем, что световой поток – величина, приведенная к определенным параметрам человеческого зрения, чувствительность которого очень сильно зависит от спектра. Спектр же LED-источников, как писалось ранее, весьма отличен от тепловых. Вот и получается, что все зависит от того, каким прибором измерялась освещенность под одним светильником, а каким – под другим. И даже если одним и тем же, то еще вопрос, насколько его спектральная чувствительность соответствует человеческому глазу. Вполне возможна ситуация, когда прибор указывает, что на каком-то объекте в 2 раза светлее, чем на другом, а субъективно людям будет казаться совершенно наоборот. Причем не просто казаться, а они реально смогут при «меньшей» освещенности разглядывать более мелкие предметы, быстрее читать и т.д.

Возьмем не лучшие показатели (но зато реально обеспечиваемые даже в дешевых изделиях):

40000 часов, а отдача (КПД) с учетом большей направленности и специфики спектра – выше в 10 раз.

Пример расчета для небольшого предприятия, учреждения

(поликлиника, магазин, детский сад)

лампы

накаливания

светодиодные лампы

Количество светильников (ламп)

50

100

Мощность каждого (Вт)

100

5

Средний срок службы (час)

1000

40000

Цена электроэнергии  (руб/кВт*час)

2р.

2р.

Стоимость одной лампы (руб.)

20

400

Наработка за день (час)

5

5

Количество рабочих дней в году (дни)

300

300

Суммарная продолжительность работы за год (час)

1500

1500

Средний срок службы отдельной лампы (лет)

0,66

26,66

Стоимость работ по замене одной лампы (руб.)

20

20

Затраты на приобретение ламп за год (руб.)

1 515

1500

Затраты на замену ламп за год (руб.)

1 515

7,5

Расход электроэнергии за год (кВт*час)

7500

750

Суммарная стоимость электроэнергии за год (руб.)

15 000

1500

Суммарные затраты на энергию, замену и лампы в год (руб.)

18 030

3007,5

Годовая экономия (руб.)

15022,5

Первоначальные затраты на приобретение ламп (руб.)

1 000

40 000

Инвестиции в модернизацию — замену ламп на LED (руб.)

39 000

Период полной окупаемости (лет)

2,6

Общая экономия за полное время службы LED-лампы (руб.)

400 500

Это без учета того, что в случае труднодоступного расположения светильников стоимость замены ламп может возрасти в разы.

Вывод: при сегодняшних затратах логичнее заменять не все подряд лампы на каком-то объекте, а только те светильники, которые почти всегда включены – в коридорах без окон, дежурные и т.п. Вот это будет по-настоящему рентабельно!

Специально для Делового журнала «Стратег» Маруфенко Владимир

 

Добавить комментарий