Сравнительный анализ источников света

Интереснейшие возможности открывают светодиодные осветители для оптоволоконных систем. Их экспансии явно мешает громоздкость, шумность и ненадежность используемых проекторов. Светодиодные осветители не имеют ни одного из перечисленных недостатков, зато имеют "нетипично" высокий для оптоволоконных систем КПД, а такой недостаток, как невысокий уровень светового потока, похоже, уже начинает терять актуальность.

Световые приборы на основе СД  

Светодиодная  экспансия в светотехнику началась со светосигнальных приборов, изначально основанных на применении цветного света. Здесь преимущества светодиодов особенно очевидны. Например, лампа на основе светодиодов AlInGaP красного цвета излучения потребляет в 100 раз (!) меньше электроэнергии и служит в 100 раз (!) дольше, чем обеспечивающая аналогичный эффект лампа накаливания с красным светофильтром.

Светофоры, автомобильные стопсигналы, сигналы  поворота, габаритные и заградительные огни, дорожные знаки, навигационные  знаки водных путей – в этих областях светодиоды стремительно захватывают лидерство (объем продаж только в США превысил полмиллиарда долларов и удваивается быстрее, чем раз в два года). Это и не удивительно: лампы накаливания в обычных светофорах требуют ежегодной замены, а светодиодные приборы служат 5–10 лет, потребляя при этом в 5–10 раз меньше электроэнергии (по тем же американским данным, новые светофоры "экономят" как минимум 400 млн кВт-ч в год).

Революция в энергопотреблении

Вырвавшаяся из недр твердого тела энергия света (правильнее сказать, освобожденная выдающимися отечественными и зарубежными учеными) поражает воображение. Можно смело сказать, что найден значительно более "прямой" путь преобразования электроэнергии в свет, чем все существовавшие до сих пор. То что на светодиоды сделаны крупные ставки, подтверждает факт существования долгосрочной программы финансирования фундаментальных исследований National Lighting Initiative из госбюджета США. Согласно этой программе департамент энергетики правительства США выделяет более $1 млрд в течение 11 лет. Есть надежда добиться роста эффективности белых светодиодов до 150 Лм/Вт в течение 20 лет. При этом уступить натиску твердотельных источников света придется не только лампам накаливания и люминесцентным, но и газоразрядным. Экономия электроэнергии при этом достигнет невероятной цифры в 1100 тераватт-часов в год.

В своем  выступлении в апреле 2007 г. Президент  РФ В.В. Путин  дал высокую оценку перспективам развития энергосберегающим  технологиям и их востребованности не только в РФ, но и за рубежом. Вице-премьер Правительства РФ С.В. Иванов на совещании по вопросам развития современных технологий в апреле 2007 г. привел следующие результаты расчетов экономистов: замена во всех подъездах ламп накаливания на светодиодные светильники даст экономию 100 млрд.руб в год.

Преимущества светодиодов

Сверхдолгий срок службы: отсутствие нити накала и газоразрядной среды обусловливает фантастический срок службы светодиодов – до 100 тысяч часов, или 11 лет непрерывной работы. Это в 100 раз больше, чем у лампы накаливания, и в 5–10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Низкое энергопотребление: светодиоды являются энергосберегающими источниками света, и их использование позволяет существенно экономить электроэнергию по сравнению с лампами, дюралайтом, неоном. Работа при низких температурах: благодаря полупроводниковой природе светодиодов их яркость обратно пропорциональна температуре окружающей среды, что делает их применение особенно актуальным в наших климатических условиях. Диапазон температуры эксплуатации светодиодов от -50...+60 град С. Высокая светоотдача: яркость светодиодов сравнимая с неоном. Если сравнивать: обычная лампа накаливания дает до 10 люмен на 1 Вт потребленной энергии, светодиоды – 50 люмен и выше. Сверхяркие светодиоды обеспечивают сильный световой поток для изделий такого класса, поэтому модули могут применяться не только в декоративных целях, но и для освещения. Чистота цвета: возможность получения любого цвета и оттенка излучения светодиодов: например, чистый синий, чистый белый, оранжевый, сине-зеленый и десятки других чистых цветов и оттенков - чего нельзя получить, используя лампы накаливания. Высокий уровень безопасности обеспечивается малым тепловыделением светодиодов и низким питающим напряжением, что дает возможность их использования под водой (для подсветки фонтанов, бассейнов, аквариумов). Компактные установочные размеры наиболее удобны для воплощения в жизнь любых задумок дизайнеров. Направленность излучения: выпускается широкий ассортимент модификации светодиодов по направленности света с углами рассеяния светового потока от 10 до 140 градусов. Поэтому конструкция светодиодов и светильников не требует специальных отражателей или рассеивателей.  Простой электромонтаж и легкое крепление к любой поверхности существенно облегчают монтаж и ремонт, и соответственно расходы связанные с ними. Стойкость к механическим воздействиям: отсутствие стеклянных деталей, нитей накаливание делает светодиоды устойчивыми к механическим воздействиям, ударам и вибрации. Безынерционность: возможность управления через контроллеры, диммеры, в том числе с плавным изменением яркости и цвета свечения. Управляя интенсивностью и режимом свечения можно достичь фантастического эффекта «живого света». Замена существующих источников света: Светотехнические и электрические параметры модулей позволяют легко заменить любые ранее установленные источники света и значительно сократить расходы на эксплуатацию и обслуживание. Экологическая и пожарная безопасность: не содержат вредных веществ, побочного ультрафиолетового или инфракрасного излучения и почти не нагреваются.

Главный недостаток светодиодов — высокая цена

Безусловно, светодиоды — самый  дорогой источник света. Пока цена одного люмена, излученного светодиодом, в  сто раз выше, чем у галогенной лампы. Производители продолжают работать над удешевлением светодиодов и утверждают, что в ближайшие 2–3 года удастся снизить цену одного люмена примерно в десять раз, одновременно увеличив мощность светодиодов.

          Впрочем, так или иначе, речь идет о единовременных затратах. По оценкам специалистов, светодиодное освещение экономически себя оправдывает благодаря низкому энергопотреблению и низким эксплуатационным расходам.

 

Таблица 2.

 

Источник света	Светоотдача, Лм/Вт	Цветовая температура,       Тцв,   К	Индекс цветопередачи, Rа	Срок службы, тыс.часов
Солнце		1800-6000	100
Лампа накаливания	10-15	2400-2700	50-60	1
Галогеновые лампы накаливания	30	2700-4200	90-100	2-4
Разрядные лампы (металлгалогеновые)	50-98	3000-6000	20-90	10-30
Люминисцентные лампы	80-85	2700-6000	80-98	15-20
светодиоды	85 (100)		85-100	100

 

Как в свое время расширение производства ламп накаливания спровоцировало развитие производства специального стекла и тугоплавких материалов, так и расширение применения светодиодов даст толчок к развитию производства новых материалов и технологий в различных областях. Не следует также забывать о том, что производство классических источников света экологически более опасно, нежели производство светодиодов. Да и утилизация вышедших из строя ламп (особенно ртутных) процесс гораздо более сложный, дорогостоящий и экологически более опасный.

Производители светодиодов

Рынок светодиодов  расценивается как исключительно  важный всеми "китами" светотехнической индустрии. Количество заключенных  стратегических альянсов, явно рекордное в последние годы, косвенно свидетельствует о серьезном движении капиталов "за сценой".

Nichia Chemical Corp. Япония www.nichia.com

Компания, впервые разработавшая LED синего и  белого свечения на основе структур InGaN, сохраняет лидирующие позиции в производстве сверхъярких синих, зеленых и белых светодиодов.

Agilent Technologies США www.agilent.com

Отделение электронных компонентов компании Hewlett Packard с 1999 г. – самостоятельная  компания. Признанный лидер в разработке сверхъярких LED красного и желтого свечения на основе структур AlInGaP.

Lumileds Lighting (США) www.lumileds.com

Совместное предприятие Agilent Technologies и Philips Lighting. Производство сверхъярких светодиодов с повышенным током накачки, светодиодных сборок и модулей (Barracuda, Luxeon) очень высокой яркости.

VOSSLOH Wustlich OPTO GmbH&Co (Германия) www.wustlich.de

Производство  светодиодов различных типов, в  том числе и сверхъярких, семисегментных индикаторов, светодиодных модулей.

OSRAM Optosemiconductors (штабквартира компании находится в Германии, производственные мощности – в США и Малайзии) www.osram-os.com

Бывшее  совместное предприятие OSRAM и Infineon Technologies, которое сейчас полностью принадлежит OSRAM. Производство сверхъярких светодиодов, в том числе для поверхностного монтажа. Очень широкая линейка светодиодных модулей (линейные, гибкие, круглые и др.).

CREE (США) www.cree.com

Производство  сверхярких светодиодов с повышенным током накачки. Является владельцем тайванской компании COTCO www.cotco.com

 

 

ООО"Компания "Светлый город"

г.Ижевск ул.Чугуевского,9  тел.(3412) 669-505

www.light.udm.ru  e-mail: slay@izhevsk.ru

ICQ 224519825