Соотношение мощности светодиодных и других ламп

Cравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к мощности светильника (Вт)

Как видно из таблицы, в среднем светодиодные лампы эффективнее ламп накаливания в 10 раз, а люминесцентных -  в 2 раза.  

Калькулятор экономии светодиодных ламп:

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)  

 
Наиболее распространенный в настоящее время тип ламп используемых в уличном и промышленном освещении. Разработанные ранее других ламп и наименее трудоемкие в изготовлении лампы ДРЛ широко применяются для освещения внутри и вне помещений. Лампы ДРЛ обладают меньшей светоотдачей по сравнению с лампами ДНаТ, но в отличие от них не требуют для зажигания дополнительных высоковольтных запускающих устройств. Эргономические показатели освещения ламп ДРЛ (коэффициент пульсаций светового потока, соответствие спектра излучения солнечному спектру) немного хуже, чем, например, у ламп ДРИ, но гораздо лучше, чем у ламп ДНаТ.

Дуговые натриевые трубчатые лампы (ДНаТ)

В настоящее время широко применяются для освещения улиц, транспортных магистралей, общественных сооружений и т.д. Лампы ДНаТ обладают самой высокой светоотдачей среди газоразрядных ламп и меньшим значением снижения светового потока при длительных сроках службы. В связи с очень высоким коэффициентом пульсаций и большим отклонением спектра излучения лампы в область красного цвета, что нарушает цветопередачу объектов, не рекомендуется применять лампы ДНаТ для освещения внутри производственных и жилых помещений. Большая зависимость светоотдачи и напряжения зажигания у ламп ДНаТ от состава и давления внутреннего газа, от проходящего через лампу тока и от температуры горелки предъявляют очень высокие требования к качеству изготовления и условиям эксплуатации ламп ДНаТ. Поэтому для эффективной работы ламп ДНаТ необходимо обеспечивать "комфортные" условия эксплуатации - высокую стабильность напряжения питания, температуру окружающей среды от -20оС до +30оС. Отклонение от "комфортных" условий эксплуатации приводит к резкому сокращению срока службы ламп и уменьшению светоотдачи. На срок службы ламп ДНаТ также влияет качество используемых импульсных запускающих устройств. В настоящее время существует широко распространенное заблуждение, что замена ламп ДРЛ на более эффективные лампы ДНаТ приводит к улучшению качества освещения и экономии электроэнергии. При этом не учитывается, что лампа ДНаТ аналогичной мощности при большем световом потоке имеет и больший потребляемый ток. Помимо этого, преобладание красного спектра от ламп ДНаТ ухудшает общую картину видимости освещаемых объектов, что особенно опасно для освещения скоростных автомобильных магистралей.

Светодиодные лампы (СД или LED)

      Сами по себе светодиоды используются достаточно давно, в основном для индикации. Излучение света светодиодом путём рекомбинации фотонов в области p-n перехода полупроводника при прохождении тока. Прорыв в области светодиодов, произошедший несколько лет назад, был связан в первую очередь с получением новых полупроводниковых материалов, повышающих яркость светодиодов более чем в 20 раз. В отличие от других технологий у светодиодов очень высокое КПД – не менее 90%(95-98%). В большинстве существующих технологий присутствует разогрев какого-либо тела или области, на что требуется приличные затраты энергии. Благодаря высокому КПД светодиодная технология обеспечивает низкое энергопотребление и малое тепловыделение. Помимо этого, в силу самой природы получения излучения, светодиоды обладают совокупностью характеристик, недостижимой для других технологий. Механическая и температурная устойчивость, устойчивость к перепадам напряжения, продолжительный срок службы, отличная контрастность и цветопередача. Плюс экологичность, отсутствие мерцания и ровный свет. Это и есть качество современной технологии.

Параметры рассматриваемых типов ламп:

*У светодиодного аналога лампы ДРЛ-250 может удивить световой поток в 5000 люмен. На самом деле его вполне достаточно ввиду сильной направленности светодиодов. При использовании внутри помещений, где важно рассеяние света, этот фактор влияет намного меньше, чем во внешнем, где высота подвеса обычно составляет от 6м и выше. Экспериментальное сравнение типов ламп может это наглядно продемонстрировать. К тому же в светодиодных светильниках УСС используется нововведение, которое увеличивает эффективность светильника без увеличения стоимости. У некоторых производителей есть более технологичное исполнение данной идеи, но в их случае это сказывается на стоимости.

При самостоятельном подборе аналогов ДРЛ важно помнить:

• Заявленный световой поток лампы ДРЛ и световой поток светильника с лампой ДРЛ - это разные вещи.

  • ​​​Лампа ДРЛ теряет световой поток по экспоненте, и примерно через 2-3 мес. работы падает в два раза от заявленного.

  • В светильнике с лампой ДРЛ теряется не менее 30% светового потока на отражателях и собственном затемнении лампы.

• ​Реальная потребляемая мощность светильника с лампой ДРЛ на 20-50% выше заявленной мощности лампы ДРЛ, за счет потерь на ПРА.

• При равных световых потоках, светодиодные светильники визуально светят ярче, за счет: отсутствия стробоскопического эффекта, высокой контрастности, высокого индекса цветопередачи (Ra) и дневного света (4700К).

Исходя из вышесказанного, при замене светильников с лампами ДРЛ на светодиодный аналог, следует учесть, что подгонка светового потока LED-светильника под заявленный световой поток новой лампы ДРЛ приведет к визуальному повышению яркости в 3-6 раз, и лишнем затратам. Так же, следует отметить, что в соответствии с новыми СНиП и ГОСТ, световой поток светодиодных светильников берется на ступень ниже, чем для ДРЛ.

  Сравнительная характеристика:

Примечание: Под температурной устойчивостью подразумевается то, насколько зависит как работа лампы, так и срок её службы от критических значений температуры. Например известно, что лампа ДНаТ крайне чувствительна к отклонению от "комфортных" значений температуры. Такие отклонения отрицательно влияют на светоотдачу и приводит к резкому снижению срока службы.

Сколько люмен в светильнике с лампой ДРЛ, Днат и светодиодами?

Светильник, в отличие от лампы, имеет оптическую систему для более эффективного использования светового потока. В дешевых светильниках, не имеющих специальных отражателей и качественных рассеивателей, световой поток при использовании мощных ламп ДРЛ и Днат значительно ниже и может упасть до 50-60 % от общего светового потока отдельной лампы, тогда как у светодиодных светильников, имеющих более направленный световой поток, эти потери будут значительно меньше - до 5% в зависимости от оптической системы.

*приблизительные соотношения на основе расчетов в программе Dialux.

Анализ:

Важно обозначить ещё один момент, о котором не сказано выше. У ламп ДРЛ и ДНаТ присутствует эффект старения. Достоверно известно, что после 400 часов работы падение светового потока у ламп ДРЛ составляет более 20%, а к концу срока жизни более 50%. Большую часть срока службы лампа излучает всего 50-60% от номинального светового потока. Это хорошо видно по кривой спада светового потока. С ДНаТами ситуация ещё печальней, ввиду их меньшей температурной устойчивости. У светодиодов подобного нет. Светодиоды в течение всего своего срока службы сохраняют свои параметры на первоначальном уровне. Лишь к концу срока может наблюдаться незначительное падение. Вот здесь-то и выявляется интересный и важный момент. Получается, что если проводить замеры параметров, например, каждый месяц в течение всего срока службы, а затем вычислить среднее, то оно будет составлять порядка (!)60% от номинала. Заявленные значения параметров касаются лишь начального периода эксплуатации и будут постоянно падать по кривой с самого начала. Это ни что иное как издержки существующих технологий. Можно вышесказанное интерпретировать следующим образом. За заявленные характеристики(в первую очередь имеется ввиду световой поток) вы платите больше или платите 100% за характеристики в реальности на ~40% ниже.

Эффективность использования данных типов светильников.

ДРЛ. Наиболее простая и доступная по цене технология. Низкие начальные затраты при условии отсутствия жёстких требований к освещению оправдывают её использование.
ДНаТ. Лучшая светоотдача среди газоразрядных ламп – единственное серьёзное преимущество перед ДРЛ. Но очень слабый показатель цветопередачи и большая чувствительность к температуре ставит под сомнение целесообразность замены. ДНаТ не рекомендуется использовать для внутреннего освещения, а в некоторых странах даже существует запрет. Освещение дорог, особенно скоростных, также не рекомендуется. При освещении любых других зон использование ламп ДНаТ можно считать оправданным по сравнению с ДРЛ.
СД. Может показаться невероятным, но у светодиодных ламп нет технических недостатков. Они лучше во всём. В дополнение к сказанному выше можно добавить, что светодиодным лампам не требуются пусковые токи, а соответственно требуется меньшее сечение кабеля. Единственный минус это то, что в цене они прилично впереди. Насколько же оправдано их использование? С учётом всех факторов, касающихся издержек эксплуатации ламп ДРЛ или ДНаТ, срок окупаемости светодиодных аналогов начинается с 3-х лет. То есть – 3 года (или более) светодиодная лампа окупает себя, а во все последующие года приносит прибыль. При этом всё время выдавая самый качественный свет по сравнению с другими технологиями.

Светодиоды и КЗ.

На светодиод как на таковой подавать напряжение нельзя из-за его ВАХ(вольт-амперная характеристика). Либо он не загорится, либо сгорит, поэтому светодиод управляется током. Самый простой способ – через резистор. В светильнике для подачи «съедобного» тока на светодиодную цепь предусмотрен так называемый драйвер. Драйвер не только выступает в роли преобразователя (адаптера), но также предохраняет светодиоды от короткого замыкания (КЗ). В случае КЗ удар на себя принимает именно драйвер.

Преимущества светодиодных ламп:

- низкое энергопотребление - не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания;
- долгий срок службы - от 50 000 часов (10-15 лет), (до 100 000 часов);
- высокий ресурс прочности - ударная и вибрационная устойчивость;
- чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
- регулируемая интенсивность;
- низкое рабочее напряжение;
- экологическая и противопожарная безопасность.

Они не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются.