Светодиодные лампы утратившие потребительские свойства: 4 82 415 01 52 4 | 48241501524 | ,

Опубликовано в Разное
/
10 Сен 1980

Содержание

Отход светодиодных ламп. Код ФККО и расчет норматива образования

Отходы светодиодных ламп, а именно: светильники со светодиодными элементами в сборе, утратившие потребительские свойства и светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства — образуются в результате обслуживания освещения помещений.

Код ФККО отхода — светильники со светодиодными элементами в сборе, утратившие потребительские свойства — 4 82 427 11 52 4 . Отход относится к 4-ому классу опасности.

Код ФККО отхода — светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства 4 82 415 01 52 4 . Отход относится к 4-ому классу опасности.

Расчет нормативного количества образования отходов светодиодных ламп

Расчет производится на основании методики расчета объемов образования отходов. МРО-6-99 СПб, 1999. Отработанные ртутьсодержащие лампы.

Расчетная формула:

М = n*m*t / k* 10-6

где:

М – масса образующихся отходов, т/год;

k – срок службы светильника, 10000 – 25000 час;

m – вес светильника, г;

n – количество светильников, шт;

t – время работы светильника, час/год.

Тип лампы Срок службы,час. Вес
Е27 12Вт, 11 Вт  50 000 0,16 кг
Е27 8Вт , 6Вт 50 000 0,08 кг
Е27 15Вт 30 000 0,055 кг
LED-E27-4.5W-01C 40 000 0,2 кг
LED лампа Ba15s 10-30v 13 SMD5050 30 000 0,075 кг
LED лампа Ba15s 10-30v 27 SMD5050 30 000 0,075 кг
Диора 4N2W 40 000 0,050 кг
Диора 6N2W 40 000 0,055 кг

Отход светодиодных ламп и светильников — состав:

Корпус (АБС-пластик негорючий) – 30; цоколь (никелированная сталь) – 7,5; плафон (поликарбонат, не поддерживающий горение) – 35; печатная плата (стеклотекстолит фольгированный) – 9; светодиод нитрид-галлиевый – 14; стабилизатор (твердотельный радиоэлектронный компонент) – 1,5; припой свинцово-оловянный – 0,5; провод медный – 0,5; винт крепежный стальной – 2.
Источник информации: 
Письмо производителя ООО «Световод» Исх. № 482 от 01.03.2016 г. о компонентном составе светодиодных ламп производства ООО «Световод»

Светодиодный модуль печатная планка (алюминий) – 95,33; Кремний – 4,49; люминофор – 0,18
Источник информации: 
Письмо производителя ООО «Планар-Светотехника» Исх. № б/н от 24.03.2015 г. о компонентном составе светильника ARM-64

 

Согласно распоряжения Правительства РФ от 25 июля 2017 г. № 1589-р отход — светильники со светодиодными элементами в сборе, утратившие потребительские свойства с 01.01.2021 г. будет запрещен к захоронению. Привыкайте осуществлять передачу этого отхода на утилизацию как и отработанные ртутные лампы.

Утилизация отходов

Отход — светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства запрещен к захоронению с 01.01.2018 года.

Состав отхода светодиодных ламп

Актуальность проблем энергосбережения очень велика. Инженеры направляют свои силы на борьбу за каждый ватт, это позволит сократить потребление ресурсов и замедлить расход природных источников энергии. Но имеет ли экологическое последствие повсеместное внедрение LED освещения?

В сфере осветительных приборов в XXI веке произошла революция, когда светодиоды вышли на большую мощность и световой поток. Сам светодиод был изобретён еще в начале XX века. Led приборы применялись в качестве индикаторов с малым потреблением и источников света для карманных фонарей.

Но все изменилось в 1999 году, когда Ш. Накамура заявил о том, что удалось достичь светового потока в 60лм/Вт. Это стало отличной альтернативой классическим лампам накаливания, более того уже превосходили их. В последние десятилетия светоотдача достигает порядка 100лм/Вт.

Экологическая сторона вопроса

Это все конечно прекрасно, но какие последствия? Нужно ли утилизировать светодиодные лампы и производные от их работы?

С одной стороны, снижение энергопотребления осветительными цепями в планетарных масштабах прекрасно влияет на экологию и количество загрязняющих выбросов.

Но с другой стороны светодиодной эре предшествовала эра люминесцентных ламп, содержащих пары и частицы ртути. Такие источники света требуют особой утилизации. Людям, которые работают на утилизирующих предприятиях, может быть нанесен непоправимый вред. Люминесцентные лампы требуют демеркуризации, то есть удаления ртути.

Состав отхода светодиодных ламп не содержит ни ртути, ни других вредных веществ. Федеральный классификационный каталог отходов имеет свой код ФККО для led продукции вышедшей из строя.

Код по ФККО: 4 82 415 01 52 4 — светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства.

Они относятся к отходам с низким уровнем опасности, не наносящие вреда природе при захоронении.

Светодиодная лампа состоит из:

  • Цоколь;
  • корпус из алюминия или с алюминиевой вставкой для теплоотвода;
  • импульсного или балластного блока питания;
  • светодиодного модуля;
  • оптическая система (блок линз/рассеиватель/отражатель).
Конструкция LED лампы

Многие радиолюбители используют светодиодные лампы и КЛЛ в качестве источника радиодеталей, а также ремонтируют источники света.

Исходя из этого, частные лица не должны задаваться вопросами как утилизировать светодиодные лампы и просто их выбрасывать с мусором.

Существуют предприятия утилизирующие лампы в промышленных масштабах. Иногда отработавшие приборы могут обрести вторую жизнь. Сначала они разбираются на части, и затем сортируются и измельчаются на вторсырье. Led лампы имеют такой состав отходов:

  • Корпус – поликарбонат, алюминий;
  • светодиодный модуль – алюминий;
  • цоколь – алюминий или др. металлы.

Световое загрязнение окружающей среды

Кроме прямого воздействия на экологию продуктами жизнедеятельности, отходами, вредными испарениями и веществами человек вредит природе и, казалось бы, совершенно обыденными вещами. Я думаю, что каждый обращал внимание на ночное небо в городе и деревне.

Жители крупных городов с трудом различают звёзды, вернее их просто не видно. В сельской местности, на природе ситуация кардинально отличается: горожанин может быть шокирован их количеством и красотой – это не что иное, как световое загрязнение, чем оно опасно?

Милан до и после

Световой «мусор» появляется потому что свет от фонарей, прожекторов отражается и рассеивается в нижних слоях атмосферы, тем самым создавая явление похожее на смог, его часто так и называют – световой смог.

Кроме очевидных эстетических потерь человек не замечает, как вредит экосистеме, ведь биоритмы людей, животных, растений очень сильно зависят от длины светового дня.

С начала повсеместного использования светодиодных ламп количество световых загрязнений возросло в разы, световой поток увеличился и количество точек освещений, зачастую, тоже.

Некоторые специалисты и дизайнеры недолюбливают светодиодные уличные фонари, потому как от них получаются жесткие и резкие тени, а также нейтральный белый или холодный свет, что может раздражать.

Стоит ли использовать LED лампы?

На момент написания статьи светодиоды – наиболее яркий из доступных источник света. Он помогает экономить на электроэнергии не только в частных, но и в государственных масштабах.

Пока не будут изобретены альтернативы – светодиоды будут продолжать распространятся на городских улицах, а также для освещения помещений, вывесок, зданий. Однако стоит применять для каждой из задач соответствующие источники света – это поможет найти оптимальное решение для обеспечения нужной яркости и цветопередачи.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Материалы по теме:

Утилизация светодиодных ламп | ООО Чистота

УТИЛИЗАЦИЯ СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМП

 

        Основное преимущество светодиодных ламп заключается в продолжительном сроке их использования, который составляет пять лет и более. Однако даже у них эксплуатационный срок рано или поздно истекает. Приобрести новую лампу не составляет совершенно никакого труда, но вот что делать со старой? Как избавиться от нее безопасно и без вреда окружающему миру.

       ООО «Чистота» предлагает свои услуги по переработке и утилизации светодиодных ламп. Для компаний и частных предпринимателей – взаимовыгодные условия долгосрочного сотрудничества!

НАШИ ЦЕНЫ:

Чем опасны светодиодные лампы для экологии?

        Вышедшие из строя светодиоды следует относить к числу отходов IV категории (малоопасные отходы). Самостоятельно такие отходы практически не наносят никакого вреда окружающей среде, однако некоторые составляющие ламп (например, пластмасса, металл и прочие) все же нарушают экологический баланс, загрязняя природу в течение нескольких десятилетий.

        В то же время некоторые составляющие элементы дают возможность использовать светодиодные лампы для вторичной переработки. Это особенно актуально для крупных промышленных компаний, где общее количество таких ламп может исчисляться тысячами. В подобных организациях применяются специальные методы расчета количества отходов ламп, заполняются специальные паспорта, и процесс утилизации происходит максимально централизованно.

        Строгие требования Росприроднадзора и Роспотребнадзора относятся только к категории энергосберегающих ламп, в состав которых входит ртуть и к светодиодам они не относятся. Именно поэтому процесс утилизации светильников мало чем отличается от процесса переработки любых других малоопасных отходов.

        Во многих крупных городах страны давно работают крупные организации, которые производят сбор и утилизацию светодиодных ламп. В большинстве случаев они работают с крупными организациями, сдающими вышедшие из строя лампы в больших количествах, но могут принимать лампы и поштучно от обычных граждан.

Способы и некоторые особенности утилизации LED-ламп

        В каждой лампе есть некоторые элементы, которые могут подлежать дополнительной переработки. Их нужно извлечь и отправить на нее. Такой подход не только позволяет уберечь окружающую среду, но способен принести дополнительную пользу нашей экономике.

        В перечень полезных элементов включены:

        При переработке каждая поломанная лампа разбирается на отдельные элементы, которые после этого сортируются по категориям. Это абсолютно безопасный процесс, для которого не требуется использовать средства специальной защиты для работников или помещения (которые обязательны при утилизации ртутных ламп).

        После прохождения сортировки каждый элемент направляется на последующую переработку:

  1. Корпус, изготовленный их алюминия или поликарбоната, направляется на промышленные нужды.

  2. Цоколь, изготовленный из стекла измельчается до состояния мелкой стружки и в дальнейшем используется для изготовления строительных материалов.

  3. Прочие элементы (такие как пластик и остальные) также направляются на последующую переработку и использование.

УСЛУГИ ПО УТИЛИЗАЦИИ СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМП.

        Если вам необходима утилизация светодиодных ламп, то вам достаточно обратиться в организацию «Чистота». Все процессы отлажены практически до автоматизма. Вы сможете избавиться от ненужных, вышедших из строя ламп без вреда для окружающей среды.

Правовое регулирование отходов и утилизации светодиодных ламп в Москве

СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ Е40 SAMSUNG

Завод производит Cветодиодные лампы Е40 Samsung Osram Philips CREE большой мощности для уличного освещения — уличные светодиодные…

СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ R7S

заменяют стандартные линейные галогенные лампы с цоколем R7s, которые используются в прожекторах

СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ B22

LED Лампы серии B22 означают использование в конструкции штифтового типа цоколя размером 22 мм

СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ GX70

Лампы-таблетки для светильников, в которых расположен цоколь GX70, стандартный диаметр 111 мм.

СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ G4

Купить LED светодиодные лампы с цоколем G4 12v в Москве по цене производителя со склада

СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ G9

Купить светодиодные лампы с цоколем G9 содержат 2 стрежня по низким ценам для настенных светильников

Светодиодные лампы не требуют специальной утилизации и относятся к стандартным твердым бытовым отходам (ТБО), подробная информация о регулировании и нормативного обеспечения утилизации светодиодных ламп в соответствии с законодательством РФ представлена ниже:

№3001ОН 017-01124328-2000 Допустимые нормы образования отходов в технологических процессах железнодорожного транспорта. Утвержден Министерство путей сообщений РФ.

№3002РДС 82-202-96 Правила разработки и применения нормативов трудноустранимых потерь и отходов материалов в строительстве.

№3002-1 Cборник типовых норм потерь материальных ресурсов в строительстве (дополнение к рдс 82-202-96).

№3003 РД 153-39.4-115-01 Удельные нормативы Образования отходов производства и потребления При строительстве и эксплуатации производственных объектов. Утвержден — ОАО «АК «Транснефть»

№3004Приказ МПР РФ от 30 июля 2003 г. N 663 — Документ дополнения к класификатору отходов. Министерство юстиции РФ.

№3005Приказ МПР РФ от 15 июня 2001 г. N 511 Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности. Утвержден — Министерство природных ресурсов РФ.

№3006Методическое пособие по Критериям отнесения отходов (последн. ред). Утвержден — Министерство природных ресурсов.

№3007Нормативы образования отходов

№3008Постановление правительства РФ от 26 октября 2000 г. № 818 «О порядке ведения государственного кадастра отходов».

№3009Приказ МПР РФ от 2 декабря 2002 г. N 785 Об утверждении паспорта опасности отхода

№3010Постановление правительства РФ от от 16 июня 2000 г. № 461Правила разработки и утверждения лимитов образования отходов

№3011Приказ МПР РФ от 2 декабря 2002 г. N 786 «Об утверждении федерального классификационного каталога отходов»(с изменениями от 30 июля 2003г.)

№3012Постановление Правительства РФ от 23 мая 2002 г. N 340 «Об утверждении Положения о лицензировании деятельности по обращению с опасными отходами» (с изменениями от 3 октября 2002 г.)

№3013Приказ МПРРФ от 18 июля 2002 г. N 451 «О лицензировании деятельности по обращению с опасными отходами» (с изменениями от 29 ноября 2002 г.)

№3014Приказ МПР РФ от 9 июля 2003 г. N 575 «Об утверждении Методических рекомендаций по подготовке материалов представляемых на Государственную экологическую экспертизу»

№3015Приказ МПР РФ от 2 декабря 2002 г. N 785 Паспорт отхода — пример

№3016Приказ МПР РФ от 2 декабря 2002 г. N 785 «Об утверждении паспорта опасного отхода»

№3017Постановление правительства РФ от 16 июня 2000 г. № 461 О правилах разработки и утверждения нормативов образования отходов и лимитов на их размещение

№3018Приказ МПР №115

№3019Методика расчета тарифов на вывоз твердых бытовых отходов из домовладений города

№3020Методические указания по разработке проектов нормативов образования отходов и лимитов на их размещение(утв. приказом МПР РФ от 11 марта 2002 г. N 115)

№3021Cборник удельных показателей образования отходов производства и потребления.Москва, 1999 год. Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды.

№3022Методика расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в атмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов. М 2004.

№3023НОРМЫ НАКОПЛЕНИЯ БЫТОВЫХ ОТБРОСОВ . РСФСР 1971.

№3024Методика расчета объемов образования отходов. Отходы при эксплуатации офисной техники.

№3025ГУПР по ХМАО Приказ Об утверждении примерного компонентного состава опасных отходов, присутствующих в ФККО, которые не нуждаются в подтверждении класса опасности для окружающей природной среды.

№3026Паспорта отходов (21 файл) разные отходы.

№3027Инструкции по обращению с отходами_приложение к проекту НООиЛР.doc.

№3028Предельное количество токсичных промышленных отходов, допускаемое для складирования в накопителях (на полигонах) твердых бытовых отходов

№3029Предельное количество накопления токсичных промышленных отходов на территории предприятия (организации)

№3030Справочные материалы по удельным показателям образования важнейших видов отходов производства и потребления

№3031СП 2.1.7.1386-03 Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления

№3032ГОСТ 12.1.048-85 Контроль радиационный при захоронении радиоактивных отходов

№3033Инструкция «О порядке временного накопления, хранения, учета и утилизации отходов производства и потребления»

№3034Инструкция по безопасному обращению с отходами

№3035Опасные промышленные отходы (лицензирование, нормативы образования и лимиты на размещение). Учебно-методическое пособие

№3036РД 153-34.1-02.208-2001 Рекомендации по разработке проекта нормативов образования Отходов и лимитов на их размещение для тэс и котельных

№3037РД 153-34.3-02.206-00 Рекомендации по разработке проекта нормативов образования и лимитов размещения отходов для предприятий Электрических сетей

№3038Положение о порядке утверждения нормативов образования отходов и установления лимитов на их размещение по упрощенной форме

Официальный сайт ГУП «Петербургский метрополитена»

Мониторинг цен

Сроки проведения 19 Ноября 202026 Ноября 2020 12:00:00

 

 

Уважаемые господа!

 

ГУП «Петербургский метрополитен» приглашает принять участие в мониторинге цен на Оказание услуг по сбору, транспортированию и утилизации отходов «Светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства», «Светильники со светодиодными элементами в сборе, утратившие потребительские свойства» с объектов ГУП «Петербургский метрополитен».

 

Форма коммерческого предложения (Приложение № 1)

Техническое задание (технические требования) (Приложение № 2)

 

Контактное лицо по вопросам организации мониторинга цен: Иовлева Ольга Александровна тел. 301-98-99 доб. 61-89

Контактное лицо по вопросам технического задания (технических требований): Екимов Виктор Сергеевич тел. 301-98-99 доб. 53-87

 

Уведомляем Вас, что:

— направление заказчиком приглашения и представление претендентом коммерческого предложения не накладывает на стороны обязательств по заключению договора, мониторинг цен проводится для определения начальной максимальной цены договора.

— также коммерческие предложения можно дополнять иной информацией относительно условий исполнения договора.

— участник указывает стоимость договора из расчета за один год. В случае необходимости заключения договора на срок более 1 года, заказчик самостоятельно может применить индекс дефлятор (индекс потребительских цен) к предложенной участником цене за 1 год.

Коммерческие предложения должны быть доставлены по адресу: 191119 г. Санкт-Петербург, Лиговский пр., д.88, по электронной почте [email protected] или по факсу (812) 718-33-27 не позднее 26 Ноября 2020 12:00:00.

Цены — Регион-Центр-Экология

Разработка проекта нормативов образования и лимитов размещения отходов производства и потребления для ОНВ I , II категории
до 5 видов отходов (min) 10 000,00
за каждый последующий вид отхода с 6 2 000,00
Подготовка технического отчет по обращению с отходами
до 10 видов отходов (min) 4 800,00
за каждый последующий вид отхода с 11 250,00
за каждые дополнительные промплощадки, расположенные в другом муниципальном образовании 550,00
Услуги по ведению данных учета в области обращения с отходами, согласно порядку учета в области обращения с отходами с заполнением данных в журнале
до 10 видов отходов за 1 (один) квартал 5 500,00
за каждый последующий вид отхода с 11 250,00
Подготовка документов по учету выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и их источников с заполнением данных в журнале
За 1 (один) источник выбросов 1 200,00
Оформление и согласование паспорта отхода I по IV класс опасности
Переоформление паспорта отхода, если ранее был паспорт, на отход, включенный в ФККО, у которого утвержден класс опасности отхода согласно ФККО и выдано свидетельство о классе опасности отхода 1 500,00
один вид отхода по ФККО с I по IV класс опасности (без определения компонентного состава отхода) 3 000,00
один вид отхода по ФККО с I по IV класс опасности (с проведение анализа компонентного состава отхода) 6 500,00
Подготовка материалов по определению классов опасности согласно Критериев расчетным методом
один вид отхода по ФККО с установлением I-IV класса опасности 1 500,00
Оформление пакета документов (договор на размещение (обработку) ТКО), расчет объема ТКО и не ТКО
на одну площадку 3 500,00
Оформление заявки о постановке объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду, на государственный учет
для предприятий (организаций) не имеющих источники выбросов, выпуски сбросов, объектов размещения отходов, установок для обезвреживани, обработки и утилизации отходов (основная площадка) 5 500,00
для предприятий (организаций) имеющих источники выбросов, выпуски сбросов, объектов размещения отходов, установок для обезвреживани, обработки и утилизации отходов (основная площадка): от 6 000,00
за один источник (выпуск) 350,00
за одну установку 5 500,00
за один объект размещения 16 500,00
Актуализация заявки о поставке объекта 50% от стомости заявки
Подготовка декларации о плате за негативное воздействие на окружающую среду за отчетный год
размещение отходов производства и потребления до 10 (десяти) видов отходов 4 400,00
выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух стационарными объектами 6 600,00
сбросы загрязняющих веществ в водный объект 6 600,00
Статистический отчет по форме 2 ТП (отходы), 2 ТП (воздух), 2 ТП (водхоз)
до 10 видов отходов (загрязняющих веществ) 4 800,00
за каждый последующий вид отхода (загрязняющее вещество) 240,00
Проект нормативно-допустимых сбросов (НДС) загрязняющих веществ в водный объект
НДС загрязняющих веществ (без учета разбавления водой водоема) для одного выпуска от 130 000,00
НДС загрязняющих веществ (с учетом разбавления водой водоема) для одного выпуска от 175 000,00
Разрешения на сброс загрязняющих веществ в окружающую среду с сопровождением согласования плана снижения сбросов
разрешения на сброс загрязняющих веществ в окружающую среду 30 000,00
сопровождение согласования плана снижения сбросов 10 000,00
Решения на право пользования водным объектом
Решения на право пользования водным объектом с целью сброса сточных вод для одного выпуска от 85 000,00
Отчет по инвентаризации стационарных источников и выбросов ЗВ в атмосферный воздух
отчет по инвентаризации (за ОНВ I-III категории) 35 000,00
расчет выбросов (внесение данных инстументальных замеров) одного источника выброса 1 650,00
Проект нормативов допустимы выбросов ПДВ (НДВ)
проект ПДВ (НДВ) (за ОНВ I-III категории) 15 000,00
расчетов рассеивания одного источника выброса 1 500,00
Оформление и согласование классов токсичности отходов расчетным методом в соответствии с СП 2.1.7.1386-03
до пяти видов отходов 15 000,00
за каждый последующий вид отхода 3 000,00
Программа производственного экологического контроля (ПЭК)
до 10 источников выбросов (min) 10 000,00
за каждый последующий источник выбросов 250,00
один выпуск загрязняющих веществ в водный объект 5 000,00
Расчеты рассеивания каждого стационарного источника выбросов по границе предприятия, для подготовки плана-графика контроля загрязняющих веществ, для дальнейшего внесения его в программу ПЭК (одно вещество) 1 500,00
Отчет по программе ПЭК для ОНВ I-II категории
до 20 источников выбросов (min) 10 000,00
за каждый последующий источник выбросов 250,00
Отчет по программе ПЭК для ОНВ III категории, с учетом отчетности об образовании, использовании, обезвреживании и размещении отходов 12 000,00
Экологический сбор 12 000,00
Проект установления ориентировочных размеров СЗЗ от 50 000,00
До 10 источников выбросов и до 10 источников шума 122 000,00 р.
До 20 источников выбросов и до 20 источников шума 174 000,00 р.
До 30 источников выбросов и до 30 источников шума 226 000,00 р.
Более 30 источников выбросов и более 30 источниколв шума По договоренности
Подготовка Декларацию о воздействии на окружающую среду для одного объекта НВОС II категории ( до 50 источников выбросов) 45 000,00
Подготовка Декларацию о воздействии на окружающую среду для одного объекта НВОС II категории ( свыше 50 источников выбросов) 70 000,00
Пакет документов для получения лицензии на деятельность по сбору, транспортированию, обработке, утилизации, обезвреживанию, размещению отходов I-IV классов опасности от 70 000,00
Сопровождение согласования документации в надзорных органах 10% от стоимости разработки

Паспорта для утилизации отходов предприятия: бытовая техника и оборудование

Описание видов бытовой техники (оборудования)

Код и официальное наименование по ФККО

Современные источники света на светодиодах, которые приходят на смену технологически устаревшим люминесцентным и энергосберегающим лампам, содержащим опасную для окружающей среды ртуть и являющимся менее долговечными и энергоэффективными 4 82 415 01 52 4 светодиодные лампы, утратившие потребительские свойства
Это светильники в комплекте с источниками света, который списывается как одна единица. К сожалению, некоторые производители выпускают светильники необслуживаемого характера и светодиодные лампы в них не подлежат замене 4 82 427 11 52 4 светильники со светодиодными элементами в сборе, утратившие потребительские свойства
Пришедший в негодность холодильник, из которого предварительно удален хладагент специалистами по обслуживанию данного оборудования или применяемый хладагент в данном холодильнике не относится к категории озоноразрушающих веществ, что характерно для относительно современных моделей холодильников 4 82 511 11 52 4 холодильники бытовые, не содержащие озоноразрушающих веществ, утратившие потребительские свойства
К данному виду техники можно отнести все виды пылесосов (циклонные, с аквафильтром, классические с мешком для сбора пыли и прочие модификации) 4 82 521 11 52 4 пылесос, утративший потребительские свойства
Все возможные модификации данного вида оборудования 4 82 523 21 52 4 сушилка для рук, утратившая потребительские свойства
Электрический чайник – самый частый помощник сотрудников офиса, он чаще всего приходит в негодность по причине очень высокой нагрузки при эксплуатации 4 82 524 11 52 4 электрочайник, утративший потребительские свойства
Кофеварка – более редкий вид оборудования в офисе нежели электрочайник, но и он со временем ломается, хотя чаще всего устаревает технологически 4 82 524 12 52 4 электрокофеварка, утратившая потребительские свойства
К данному виду оборудования относятся все виды накопительных и проточных нагревателей воды, но только электрических, т.к. данный отход входит в соответствующую группу 4 82 524 00 00 0 в ФККО 4 82 524 21 52 4 водонагреватель бытовой, утративший потребительские свойства
Данный отход включает в себя любые виды СВЧ печей, в т.ч. и с грилем 4 82 527 11 52 4 печь микроволновая, утратившая потребительские свойства
Все виды стационарных кулеров с функцией нагрева воды и охлаждения (электронное охлаждение на эффекте Пельтье или компрессорное как в холодильнике) 4 82 529 11 52 4 кулер для воды с охлаждением и нагревом, утративший потребительские

свойства

Все виды измерительного оборудования, зарегистрированные в государственном реестре средств измерений (термометры, весы, секундомеры, амперметры, вольтметры, газоанализаторы и пр.), а так же устройства автоматики и управления системами приборов КИП. Такая общая классификация позволяет составить один паспорт отходов оборудования для всех устройств класса КИП 4 82 691 11 52 4 приборы КИП и А и их части, утратившие потребительские свойства
Все виды кондиционеров с удаленным хладагентом или с хладагентом, признанным не агрессивным к озоновому слою 4 82 713 11 52 4 кондиционеры бытовые, не содержащие озоноразрушающих веществ,

утратившие потребительские свойства

% PDF-1.5 % 1 0 объект > эндобдж 3 0 obj / CreationDate (D: 20140627134005-05’00 ‘) / ModDate (D: 20140627134005-05’00 ‘) /Режиссер >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 4 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Аннотации [27 0 R 28 0 R 29 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание [30 0 R 31 0 R 32 0 R] / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 5 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [33 0 R 34 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 35 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 6 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [36 0 R 37 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 38 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 7 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [39 0 R 40 0 ​​R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 41 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 8 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [42 0 R 43 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 44 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [45 0 R 46 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 47 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 10 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [48 0 R 49 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 50 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 11 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [51 0 R 52 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 53 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 12 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [54 0 R 55 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 56 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 13 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [59 0 R 60 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 61 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 14 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [62 0 R 63 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 64 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 15 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [65 0 R 66 0 R] / MediaBox [0 0 612 792] / Содержание 67 0 руб. / Группа> / Вкладки / S >> эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > транслировать x

Мифы о светодиодном освещении и светодиодных лампах

Опубликовано Мэдисон Аноник в мае 2020 г. Компактные люминесцентные лампы против светодиодной энергоэффективности Факты о светодиодном освещенииПараметры светодиодного освещенияСветодиодное ретрофитированиеСветодиодное освещение против CFLМифы о светодиодном освещении

Обновлено в мае 2020 г.

LED vs.Лампы накаливания против КЛЛ; Какие мифы вы слышали о светодиодном освещении?

Не позволяйте мифам о светодиодном освещении помешать вам переключиться.

Если вы недавно интересовались обновлением освещения, скорее всего, вы слышали о светодиодах. В настоящее время они являются стандартом в осветительной технике и подходят практически для любого применения в любом климате. Здесь мы исследуем некоторые мифы о светодиодном освещении, о которых вы слышали, и узнаем правду об этом варианте освещения.

Разоблачение мифов о светодиодном освещении

Многие преимущества светодиодного освещения часто омрачаются одним мифом; светодиодов дорого !

Проще говоря, светодиодная лампа может стоить несколько долларов. Ранние модели стоили очень дорого. Светодиоды существуют уже много лет и доступны во всех ценовых категориях. Может быть трудно оправдать модернизацию светодиодов, если вы все еще верите в миф о том, что светодиоды слишком дороги. Благодаря усовершенствованиям в производстве, увеличению насыщения рынка и быстрому развитию светодиодных технологий преимущества обновления светодиодов заменяют все альтернативы.

Детали
      • Светоизлучающий диод (LED) сам по себе является самой эффективной осветительной технологией.
      • Светодиоды
      • эффективно излучают свет в определенных направлениях, а не рассеивают его во всех помещениях, что снижает световое загрязнение.
      • Лампы накаливания расходуют до 90% своей энергии в виде тепла. Светодиоды тратят очень мало энергии.
      • В определенных условиях одна лампочка может прослужить более 20 лет. Это сокращает рабочее время, необходимое для технического обслуживания, затраты на замену ламп, и, конечно же, экономия на счетах за коммунальные услуги за это время компенсирует первоначальные затраты.
Решение

Этого мифа о светодиодном освещении легко избежать с помощью грамотного планирования. Многие коммунальные предприятия предлагают скидки в качестве стимула для перехода на светодиоды. Посетите сайт www.dsireusa.org и узнайте, предлагает ли ваш поставщик энергии в настоящее время скидки на светодиоды. Существуют и другие льготы, предлагаемые для коммерческой недвижимости, которая также переходит на светодиодные светильники. Скидки на хорошо спроектированные проекты, позволяющие сэкономить много энергии, могут быстро накапливаться и снизить стоимость проекта легкой модернизации на тысячи долларов.Спросите своего специалиста по освещению, доступны ли в вашем районе скидки на проект или оборудование для освещения.

Сводка Светодиодная технология

не дорогая; умные покупки и поиск скидок означают, что со временем сбережения будут накапливаться. Наша команда по модернизации светодиодов специально обучена, чтобы найти лучшие скидки, доступные в вашем регионе, для вашего поставщика коммунальных услуг. Задайте свои вопросы нашей команде по освещению бесплатно здесь: (Они могут помочь со всеми вашими вопросами о мифах о светодиодном освещении!)

Разоблачение мифов о светодиодном освещении

Поскольку светодиоды стали новым стандартом энергоэффективного освещения, появляется все больше и больше возможностей, когда дело доходит до выбора бренда или продукта, который подходит именно вам.Некоторые клиенты думают: «Он выполняет ту же работу, поэтому бренд не имеет значения». Цена и удобство не должны быть решающими факторами при выборе светодиодов. Проведите свое исследование. Обновление освещения — это инвестиция . То, что вы потратите на качественные светодиодные светильники, вернется к вам в долгосрочной перспективе. Если бы вы купили другой продукт, который прослужит до 20 лет, вы действительно выберете самый дешевый из доступных вариантов?

Детали

Многие потребители ошибаются, полагая, что светодиодные лампы для бытового и коммерческого использования — это одно и то же.Они не! Вы можете узнать бренды осветительных приборов при покупке светодиодов для жилых помещений в крупных розничных магазинах, таких как Home Depot или Walmart, но это не те же продукты, что и коммерческий класс. Внутри этих светодиодов большая разница, в частности, драйверы, светодиодные модули, радиаторы и многое другое. Узнайте больше о «светодиодах бытового и коммерческого класса».

Ярлык ENERGY STAR® сообщает покупателям, что этот продукт соответствует стандартам эффективности, установленным EPA и DOE.

Важно понимать сертификаты продукта на ваших светодиодах.Вы можете заметить логотипы Energy Star или DLC на потребительских товарах. Понимание того, что означает каждая из этих сертификатов, гарантирует, что вы смотрите на качественный продукт. Узнайте больше о «Что такое сертификация энергоэффективных продуктов».

Решение

Покупайте в компании с хорошей репутацией, которая предлагает гарантии на свой продукт. Рынок, насыщенный светодиодными опциями, означает огромную разницу в качестве продукции. Как отличить? Для сравнения продуктов вам необходимо иметь доступ к исследованиям, тестированию и анализу данных.Это не информация, которую публикуют производители. Эта информация доступна отраслевым экспертам, которые не связаны с продажами определенных брендов и не получают вознаграждения за них. Если вам нужна помощь в сравнении продуктов, вы можете получить объективное мнение от нашей команды по освещению. Мы рекомендуем продукт, который лучше всего подходит для вашего сценария и не привязан к поставщикам или представителям производства.

Сводка

Иногда переход на более дешевый светодиод может быть шагом назад. Светодиоды лидируют в светодиодах. Узнаваемые бренды вкладывают средства в исследования, производство и испытания, чтобы гарантировать получение продукции высочайшего качества. . Кроме того, как видите, их производственные мощности позволяют им предлагать качественную продукцию по более низким ценам. Не все компании могут предложить учетные данные, гарантии и максимальную отдачу от национального бренда. Этот миф о светодиодном освещении легко развеять с помощью небольшого исследования и работы с авторитетной компанией по освещению и дизайну.

Разоблачение мифов о светодиодном освещении

Еще один распространенный миф о светодиодном освещении — то, что они служат вечно. Технически это не так.

Детали

Если какой-либо компонент светодиода не выйдет из строя, он будет светить «вечно». Хотя светодиоды не перегорают, как люминесцентные лампы и другие лампы, они, однако, со временем ухудшаются и тускнеют. Сам диод с годами начнет излучать все меньше и меньше света.Тем не менее, светодиодные лампы могут прослужить более 25 000 часов. Это более чем в 20 раз длиннее лампы накаливания и в 5 раз длиннее большинства компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

Решение

Защитите свои вложения в светодиоды. Советы для максимального срока службы:

      • Не перегревать — Диоды и компоненты светодиодной лампы очень горячие. Как вы, наверное, заметили, светодиодные лампы накрыты радиаторами, которые отводят это тепло.Никогда не размещайте светодиоды в полностью закрытых светильниках или в более теплых местах. Перегрев — самая частая причина отказа светодиодов, которую можно предотвратить.
      • Используйте диммеры, совместимые со светодиодами. — Не все диммеры универсальны. Избегайте головных болей и ранних сбоев, используя правильные диммеры. Спросите у своего поставщика, какие диммеры подходят для вашей светодиодной продукции.
      • Выберите подходящее применение — светодиоды настолько настраиваемы, что есть специальные лампы и светильники почти для каждого применения.Заранее узнайте, будет ли ваша светодиодная лампа работать в вашем текущем климате, окружающей среде или пространстве.
      • Начните с исследования освещения — Исследование энергии освещения — это полная оценка вашей текущей системы освещения. Выявлены проблемные области и обсуждаются светодиодные индикаторы, элементы управления и другие опции. В исследовании определены способы значительной экономии энергии, затрат и технического обслуживания. Исследование включает подробный анализ и отчетность.
Сводка

Хотя светодиодная технология имеет удивительно долгий срок службы, ее необходимо использовать осознанно, чтобы получить те преимущества, которые она предлагает.Этот миф о светодиодном освещении просто не соответствует действительности, и все сводится к качеству продукта и правильному применению. Убедитесь, что вы используете правильное осветительное оборудование для вашего применения, будь то лифт, ванная комната, парковка или завод. Лучшее решение — это то, что разработано специально для вашей работы.

Разоблачение мифов о светодиодном освещении

Не так давно компактные люминесцентные лампы были лучшим вариантом для освещения.Хотя они намного более эффективны, чем лампы накаливания, некоторые характеристики КЛЛ не всем нравились.

Детали

Здесь мы рассмотрим некоторые распространенные жалобы на КЛЛ и посмотрим, что светодиоды сделали по-другому. :

      • Ненавижу цвет лампочек без накаливания. От старых привычек трудно избавиться. Лампы накаливания мы используем уже почти 100 лет. Большинство клиентов привыкли к этому цвету света и не любят «белый свет» КЛЛ.Светодиоды позволяют нам исправить это, изменяя цвет каждого диода, чтобы он соответствовал свету лампы накаливания. Чтобы получить нужный тип света, не забудьте указать цветовую температуру продукта, измеренную в градусах Кельвина, прежде чем покупать его. Меньшее число, например 2700K, ближе к лампе накаливания, чем более яркая и синяя цветовая температура 5000K.
      • КЛЛ содержат опасную ртуть. Как и линейные люминесцентные лампы, КЛЛ также содержат небольшое количество ртути.Светодиоды не подвергаются риску воздействия, поскольку они не содержат ртути или других опасных материалов. Щелкните ЗДЕСЬ, если вам нужно утилизировать любые опасные материалы, например, ртутьсодержащие лампы (лампы).
      • Они не светятся достаточно ярко в холодную погоду, и кажется, что они долго нагреваются, когда я их включаю. КЛЛ чрезвычайно чувствительны к климату. Они не идеальны для непогоды или перепадов температуры. Светодиоды загораются мгновенно, и производительность редко ограничивается климатом.
      • КЛЛ всегда быстро перегорают , особенно в моем вентиляторе — светодиоды более прочные, служат дольше и не подвержены вибрациям и движениям.

Решение

Общие жалобы на технологию CFL и продукты CFL были исправлены в новых светодиодных продуктах. Беглое прочтение «Сравнение энергоэффективных лампочек с традиционными лампами накаливания» (Energy.gov) наглядно показывает, как они сравниваются.Проще говоря, светодиодные лампы служат дольше, они более долговечны и обеспечивают лучшее качество света, чем другие типы освещения.

Сводка

Не думайте, что вам не понравятся светодиодные лампы, основываясь на вашем прошлом опыте работы с КЛЛ. Причины, по которым клиенты не обращают внимания на компактные люминесцентные лампы, были устранены и улучшены. Светодиоды теперь являются законным вариантом замены ламп накаливания.

Остались вопросы по энергоэффективному освещению?

Узнайте о светодиодном освещении | ENERGY STAR

Основы светодиодного освещения

Что такое светодиоды и как они работают?

LED обозначает светоизлучающий диод .Светодиодные осветительные приборы производят свет на 90% эффективнее, чем лампы накаливания. Как они работают? Электрический ток проходит через микрочип, который освещает крошечные источники света, которые мы называем светодиодами, и в результате получается видимый свет. Чтобы предотвратить проблемы с производительностью, тепло, выделяемое светодиодами, поглощается радиатором.

Срок службы светодиодных осветительных приборов

Срок службы светодиодных осветительных приборов определяется иначе, чем у других источников света, таких как лампы накаливания или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).Светодиоды обычно не «перегорают» и не выходят из строя. Вместо этого они испытывают «уменьшение светового потока», когда яркость светодиода со временем медленно тускнеет. В отличие от ламп накаливания, «срок службы» светодиодов рассчитывается исходя из того, когда светоотдача снизится на 30 процентов.

Как используются светодиоды в освещении

Светодиоды используются в лампах и светильниках общего освещения. Небольшие по размеру светодиоды предоставляют уникальные возможности для дизайна. Некоторые решения светодиодных ламп могут физически напоминать знакомые лампочки и лучше соответствовать внешнему виду традиционных лампочек.Некоторые светодиодные светильники могут иметь встроенные светодиоды в качестве постоянного источника света. Существуют также гибридные подходы, в которых используется нетрадиционный формат «лампочки» или сменного источника света, специально разработанный для уникального светильника. Светодиоды предоставляют огромные возможности для инноваций в форм-факторах освещения и подходят для более широкого круга приложений, чем традиционные технологии освещения.

Светодиоды и Нагрев

В светодиодах

используются радиаторы, которые поглощают тепло, выделяемое светодиодами, и отводят его в окружающую среду.Это предохраняет светодиоды от перегрева и перегорания. Управление температурой обычно является самым важным фактором успешной работы светодиода на протяжении всего срока его службы. Чем выше температура, при которой работают светодиоды, тем быстрее ухудшается качество света и тем короче будет срок службы.

В светодиодных продуктах

используются различные уникальные конструкции и конфигурации радиаторов для управления теплом. Сегодня достижения в области материалов позволили производителям разрабатывать светодиодные лампы, которые соответствуют формам и размерам традиционных ламп накаливания.Независимо от конструкции радиатора, все светодиодные продукты, получившие оценку ENERGY STAR, были протестированы, чтобы гарантировать, что они должным образом отводят тепло, чтобы светоотдача сохранялась должным образом в течение всего срока службы.

Чем светодиодное освещение отличается от других источников света, таких как лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)?

Светодиодное освещение

отличается от ламп накаливания и люминесцентных по нескольким параметрам. При правильном проектировании светодиодное освещение более эффективное, универсальное и служит дольше.

Светодиоды

являются «направленными» источниками света, что означает, что они излучают свет в определенном направлении, в отличие от ламп накаливания и КЛЛ, которые излучают свет и тепло во всех направлениях. Это означает, что светодиоды могут более эффективно использовать свет и энергию во множестве приложений. Однако это также означает, что для производства светодиодной лампы, которая светит во всех направлениях, требуется сложная инженерия.

Общие цвета светодиодов: желтый, красный, зеленый и синий. Для получения белого света светодиоды разных цветов комбинируются или покрываются люминофором, который преобразует цвет света в знакомый «белый» свет, используемый в домах.Люминофор — это материал желтоватого цвета, которым покрываются некоторые светодиоды. Цветные светодиоды широко используются в качестве сигнальных ламп и индикаторов, таких как кнопка питания на компьютере.

В КЛЛ электрический ток течет между электродами на каждом конце трубки, содержащей газы. Эта реакция дает ультрафиолетовый (УФ) свет и тепло. Ультрафиолетовый свет превращается в видимый свет, когда он попадает на люминофорное покрытие внутри лампы. Узнайте больше о КЛЛ.

Лампы накаливания излучают свет, используя электричество для нагрева металлической нити до тех пор, пока она не станет «белой» или не станет раскаленной.В результате лампы накаливания выделяют 90% своей энергии в виде тепла.

Почему мне следует выбирать светодиодные осветительные приборы, сертифицированные ENERGY STAR?

Сегодня доступно больше вариантов освещения, чем когда-либо прежде. Несмотря на это, ENERGY STAR по-прежнему остается простым выбором для экономии на счетах за коммунальные услуги.

К светодиодным лампам

, получившим оценку ENERGY STAR, предъявляются особые требования, призванные воспроизвести привычный опыт использования стандартной лампы, поэтому их можно использовать в самых разных областях.Как показано на рисунке справа, светодиодная лампа общего назначения, которая не соответствует требованиям ENERGY STAR, может не распределять свет повсюду и может вызвать разочарование при использовании в настольной лампе.

ENERGY STAR означает высокое качество и производительность, особенно в следующих областях:

  • Качество цвета
    • 5 различных требований к цвету для обеспечения качества с самого начала и с течением времени
  • Световой поток
    • Минимум светоотдачи для обеспечения достаточного освещения
    • Требования к распределению света для обеспечения того, чтобы свет попадал туда, где он вам нужен
    • Руководство по утверждениям об эквивалентности, чтобы не догадываться о замене
  • Душевное спокойствие
    • Подтверждено соответствие более чем 20 требованиям к характеристикам и маркировке
    • Долгосрочное тестирование для подтверждения заявлений на весь срок службы
    • Тестирование продуктов в операционных средах, аналогичных тому, как вы будете использовать продукт у себя дома
    • Минимальная трехлетняя гарантия

Как и все продукты ENERGY STAR, сертифицированные светодиодные лампы ежегодно проходят выборочную проверку, чтобы убедиться, что они по-прежнему соответствуют требованиям ENERGY STAR.

Для получения дополнительной информации о том, как выбрать лампу с сертификацией ENERGY STAR для каждого применения в вашем доме, просмотрите Руководство по приобретению лампочек ENERGY STAR (PDF, 1,49 МБ) или воспользуйтесь интерактивным онлайн-инструментом «Выбор света».

Информационный бюллетень

: Руководство потребителя по покупке качественных светодиодов

Это руководство поможет вам выбрать качественную светодиодную лампу, соответствующую вашим потребностям в освещении.

Светодиодные лампы и осветительные приборы известны как светодиоды. Светодиоды могут иметь различный дизайн и внешний вид для самых разных целей.Снаружи многие из них выглядят как старомодные лампочки и могут заменить широкий спектр неэффективных галогенных ламп и ламп накаливания.

Качественные светодиоды

в настоящее время в большинстве случаев являются «лучшей покупкой» с точки зрения затрат на электроэнергию, частоты замены и общих затрат на срок службы.

Светодиоды

быстро набирают популярность, поскольку они становятся все более доступными по более низким ценам, однако оценка светодиодной продукции, доступной в настоящее время на рынке, указывает на широкий разброс по качеству и эффективности.Это руководство содержит несколько практических советов по приобретению качественного светодиодного продукта.

Не все светодиоды одинаковы

В отличие от компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), светодиоды в настоящее время не регулируются по энергоэффективности или таким характеристикам, как цвет. Это означает, что вы можете столкнуться с большим разбросом их производительности.

Если вы не удовлетворены работой светодиодного продукта, мы рекомендуем вам искать замену или возмещение по месту покупки. Если вы не удовлетворены ответом, вы можете связаться с Австралийской комиссией по конкуренции и потребителям, чтобы узнать ваши права потребителей и варианты решения проблемы.

Качественные светодиоды — дешевле в долгосрочной перспективе

Качественные светодиодные лампы служат в 5-10 раз дольше, чем галогенные лампы, и потребляют четверть энергии для получения такой же светоотдачи.

• Срок службы светодиодных ламп от 15 000 до 50 000 часов

• Галогенные лампы служат от 1000 до 4000 часов

• КЛЛ служат примерно 6000 часов.

Стоимость

светодиодных ламп составляет всего 10 долларов. Несмотря на более высокую первоначальную стоимость по сравнению с галогеновыми лампами (3 доллара США) или КЛЛ (6 долларов США), светодиоды являются лидером, если учесть текущие затраты на электроэнергию и замену.

В приведенной ниже таблице показана общая стоимость срока службы светодиодной лампы 800 люмен в течение 10 лет по сравнению с КЛЛ и галогенными альтернативами.

Рис. 1 Светодиодная лампа мощностью 10 Вт будет стоить 39 долларов, чтобы она использовалась в течение 10 лет. За это время необходимо будет использовать пять галогенных ламп мощностью 42 Вт общей стоимостью 148 долларов или две лампы КЛЛ мощностью 12 Вт общей стоимостью 48 долларов. Эти цифры основаны на сроках службы 6000 часов для КЛЛ и 2000 часов для галогена; цена на светодиоды — 10 долларов, на КЛЛ — 6 долларов, а цена на галогены — 3 доллара.Тариф на электроэнергию составляет 28,55 цента за киловатт-час (кВтч).

На что обращать внимание при покупке светодиодной лампы

Совместимость

Чтобы убедиться, что сменный светодиод подходит, когда вы вернетесь домой, проверьте, какой фитинг вам нужен (байонетный или винтовой цоколь Эдисона), размер, форму и напряжение. Может помочь ваша старая лампа для сравнения.

Световой поток (люмен)

Лучший способ определить подходящую замену светодиодной лампы существующей — это посмотреть количество света, производимого лампой (измеренное в люменах или лм).Информация на упаковке, в которой говорится, что светоотдача была фактически проверена на эти характеристики, является хорошим признаком качественного продукта.

Раньше мы покупали лампы накаливания по количеству потребляемой мощности (или ватт). Светодиодные лампы излучают такое же количество света, используя гораздо меньшую мощность, а это означает, что больше нет смысла покупать ватты. Теперь можно выбрать световой поток, который вам нужен.

В таблице ниже показано количество люмен (и ватт), которое вы должны искать в светодиодах, заменяющих галогенные лампы.Значения светового потока являются приблизительными и различаются в зависимости от производителя.

903
Вт
Лампа накаливания (в ваттах) Световой поток в люменах (220/240 Вольт) (светодиод)
25 Вт 250 лм (3-4 Вт)
40 Вт 500 лм (5-8 Вт)
60 Вт 800 лм (8-12 Вт)
75 Вт 1100 лм (11-17 Вт)
1500 лм (15-23 Вт)

К сожалению, информация на упаковке светодиодов не всегда точна.Иногда информация, указанная на упаковке, касается источника света внутри лампы (электронного светодиодного чипа), а не света, производимого всей светодиодной лампой. Источники света, испытанные в лабораторных условиях, всегда будут иметь более высокий световой поток, чем светодиодная лампа, используемая в нормальных условиях. Если у вас есть вопросы по спецификации, обратитесь к продавцу или производителю.

Лучше всего, если возможно, попросите продавца показать вам одну из ламп в действии.Если это возможно, не смотрите на то, насколько «ярким» выглядит светодиод, посмотрите, насколько хорошо светодиод освещает поверхности по сравнению с другими предлагаемыми лампами.

Рейтинг безопасности

Все лампы должны быть безопасными в эксплуатации. Как минимум это означает, что они выполнили обязательные требования безопасности и получили свои отметки о безопасности. Знак соответствия нормативным требованиям (RCM) демонстрирует, что продукт соответствует австралийским требованиям по электробезопасности и электромагнитной совместимости и должен быть виден на упаковке.Кроме того, бренд должен быть зарегистрирован в Национальной системе регистрации оборудования правительства Австралии.

Требования к маркировке в настоящее время переходят, и у поставщиков есть срок до 1 марта 2018 г. для продуктов, которые должны быть маркированы RCM. Незарегистрированные бренды и поставщики могут поставлять оборудование, не соответствующее австралийским стандартам и нормам.

Сколько длится

Срок службы светодиодной лампы определяется множеством факторов. Ищите производителей, которые могут подтвердить свои заявленные на весь срок службы сертификатами, указанными на упаковке продукта.

Для качественных светодиодных продуктов ожидаемый срок службы находится в диапазоне от 15 000 до 30 000 часов, однако для некоторых продуктов заявлено до 50 000 часов.

Гарантия на продукцию

Ищите гарантию минимум 2 года на продукт с заявленным сроком службы 15 000 часов или минимум на 3 года или дольше для ламп со сроком службы более 15 000 часов.

Хорошим приближением к информации об испытаниях на срок службы является гарантия, которую производитель готов предоставить. Любая гарантия, предлагаемая вместе с продуктом, дополняет другие права, которые вы как потребитель имеете в соответствии с законодательством о защите прав потребителей.

КПД лампы

Не все светодиодные лампы одинаково эффективны. Посмотрите рейтинг энергоэффективности лампы в люменах на ватт (лм / Вт) и сравните с другими продуктами. Чем выше число, тем эффективнее продукт.

Если эта эффективность не указана на упаковке, вы можете просто разделить количество люмен (световой поток в лм) на количество ватт. Светодиодные лампы для большинства жилых помещений должны иметь мощность не менее 60 лм / Вт, тогда как светодиодные светильники, предназначенные для замены линейных люминесцентных ламп, могут достигать 85 лм / Вт и более.

Цветовая температура

Цветовая температура измеряется в Кельвинах (K). Светодиоды могут излучать белый свет нескольких «оттенков» или «цветовых температур» — от теплого белого (как у обычных ламп накаливания и галогенных ламп, от 2700 до 3300 Кельвинов) до нейтрального или холодно-белого (3300–5300 Кельвинов) или холодного. дневной свет (от 5300 до 6500 Кельвинов). Чем меньше число, тем теплее свет.

Так же, как количество или яркость света, разные комнаты могут соответствовать разной цветовой температуре.Теплый белый свет подходит для расслабления, а холодный белый — для концентрации. Если вы заменяете одну лампу в серии даунлайтов или тракта освещения, полезно знать, какого цвета остальные лампы, чтобы цвет новой лампочки визуально совпадал с цветом остальных.

Цвет некоторых светодиодных ламп и светильников регулируется. Это позволяет изменять цвет или цветовую температуру в соответствии с вашими потребностями.

Цветопередача

Индекс цветопередачи (CRI) — это индикатор того, насколько точно цвета можно различить при освещении.Чем выше значение CRI, тем лучше. Еще лучше, если возможно, купите один светодиод и попробуйте увидеть, делает ли он цвета объектов подходящими, прежде чем покупать больше.

Ищите лампы с индексом цветопередачи 80 или выше для обычных задач, в то время как индекс цветопередачи 90+ рекомендуется для рабочего освещения, где важен цвет.

Приложение Light Bulb Saver

Приложение Light Bulb Saver было создано, чтобы помочь вам выбрать подходящую эффективную лампу для замены неэффективных ламп накаливания и галогенных ламп, давая вам рекомендации о том, доступны ли сменные лампы LED и CFL, и какой световой поток (люмены) вам нужно будет искать для — а также дает вам советы по дизайну освещения для различных комнат в вашем доме.

Загрузите бесплатное приложение прямо сейчас в Apple App Store или Google Play.

7 Выводы и рекомендации | Оценка передового твердотельного освещения

В частности, важные области для инвестиций включают поиск недорогих средств для исключения стекла как основного компонента упаковки, разработку молекул и архитектур устройств, устойчивых к деградации под воздействием атмосферы, и разработку технологий герметизации, которые являются быстрыми, точными и надежными. к изгибу.

ОБНАРУЖЕНИЕ: OLED-светодиоды являются площадными источниками света, и их повышение температуры даже при самых высоких токах возбуждения (и, следовательно, яркости) минимально. Это главное отличие от светодиодов, которые являются интенсивными точечными источниками света и, следовательно, работают при высоких температурах, что требует значительного отвода тепла и осторожности при их установке. Тем не менее, срок службы OLED очень чувствителен к повышению температуры. При повышении температуры в помещении можно ожидать, что срок службы OLED заметно сократится.

РЕКОМЕНДАЦИЯ 3-9: Министерству энергетики следует поддерживать разработку наборов материалов и архитектур устройств, которые увеличили бы полезный срок службы белых органических светодиодов высокой интенсивности.

ПОИСК: Это потенциально самый важный показатель, встречающийся в OLED-освещении. Это требует упрощения конструкции устройства, использования сверхнизких подложек, таких как металлическая фольга, разработки заменителей дорогостоящих прозрачных анодов (современная технология — оксид индия и олова), недорогих технологий герметизации и т. Д.Кроме того, инвестиции в инфраструктуру оборудования имеют важное значение для успеха недорогих производимых продуктов. Поточные источники вакуумного осаждения, рулонные процессы на гибких подложках, сверхвысокоскоростное осаждение из паровой фазы органических соединений и методы инкапсуляции in situ потребуют существенного развития инфраструктуры.

РЕКОМЕНДАЦИЯ 3-10: Министерству энергетики следует активно финансировать разработку всех возможных маршрутов, ведущих к значительному (100-кратному) снижению затрат на органические светодиодные источники освещения.

ОБНАРУЖЕНИЕ: Увеличение срока службы синих фосфоресцирующих органических светодиодов — это основная область, в которой инвестиции принесут существенную отдачу. Он включает в себя сочетание достижений в разработке новых материалов, архитектур устройств, герметизации и контактных технологий, а также фундаментальный прогресс в понимании процессов деградации. Взаимодействие между люминофором и проводящим хозяином будет иметь влияние на снижение падения эффективности или снятие возбуждения молекул в OLED.Механизмы термической деградации также требуют пояснения. Инкапсуляция, совместимая с гибкими, легкими подложками, также является важной областью развития.

РЕКОМЕНДАЦИЯ 3-11: Учитывая взаимодействия между люминофором и проводящими молекулами-хозяевами, Министерству энергетики следует направить исследования для определения того, какие химические структурные комбинации приводят к наиболее прочным наборам материалов. Фундаментальные исследования механизмов разложения следует проводить как при комнатной, так и при повышенных температурах.Также следует поддерживать исследования по пониманию путей разложения контакта и окружающей среды и их минимизации.

ОБНАРУЖЕНИЕ: Увеличение выходной мощности остается единственным наиболее выгодным способом повышения эффективности устройства с нынешних 100 лм / Вт почти до трехкратного значения. Способы достижения этого должны быть по своей сути очень низкозатратными и пригодными для использования на очень больших площадях, даже в контексте производства рулонов. Технология вывода должна иметь дополнительные атрибуты, а именно независимость от длины волны и интенсивности, а источник света не должен демонстрировать цветовых сдвигов при изменении угла обзора от нормального до очень наклонного.Очевидно, что жизнеспособная технология вывода не должна иным образом влиять или ухудшать производительность OLED.

CAHPTER 4

ОБНАРУЖЕНИЕ: Хотя большинство светодиодных продуктов на рынке имеют лучшую светоотдачу, чем традиционные технологии освещения, для многих из них используются другие факторы качества, такие как срок службы, цветовой внешний вид и свойства передачи, распределение луча, мерцание и шум , может уступать традиционным осветительным приборам. Несмотря на то, что оптимистическое мнение заключается в том, что с помощью технологий SSL удалось сэкономить электроэнергию, если другие факторы, такие как срок службы системы, изменение цвета лампы, яркость, мерцание и затемнение, не соответствуют ожиданиям пользователей, они могут замедлить принятие решений на рынке. SSL-технологии.

ОБНАРУЖЕНИЕ: Эффективность светодиодов сильно зависит от стоимости, физического размера и веса светильников SSL.

РЕКОМЕНДАЦИЯ 4-1: Министерству энергетики следует уделять первоочередное внимание исследованиям, направленным на повышение эффективности светодиодов.

ОБНАРУЖЕНИЕ: OLED обычно представляют собой источники освещения большой площади с низкой интенсивностью. Однако во многих случаях требуется более интенсивное зеркальное освещение, которое обеспечивают светодиоды. На срок службы OLED отрицательно влияют высокие токи, используемые для создания высокой яркости.

РЕКОМЕНДАЦИЯ 4-2: Министерству энергетики следует инвестировать в исследования, которые могут привести к созданию небольших по площади, но высокоинтенсивных систем освещения с органическими светодиодами для использования в системах направленного освещения.

НАЙТИ: Из-за большого количества различных способов создания светодиодной лампы промышленность осознала необходимость некоторых уровней стандартизации и организовала разработку таких стандартов.

Как работают светодиодные фонари? Сложная технология, беспорядочный рынок

Светоизлучающие диоды (LED) быстро заняли центральное место в мире освещения.Обладая такими преимуществами, как высокая эффективность, длительный срок службы, высокая надежность, превосходная управляемость и исключительная гибкость конструкции, светодиодные лампы и светильники (далее вместе именуемые «светодиодные фонари» или «светодиодные осветительные устройства») уже приносят впечатляющую ценность в реальном мире. практически в каждом секторе. В то время как индустрия освещения использует эту волну инноваций для новых возможностей роста, сложность светодиодных технологий порождает хитрую бизнес-практику, заключающуюся в обмане потребителей некачественной продукцией начального уровня.Вместо того, чтобы максимизировать предоставление ценности клиентам за счет сложных инженерных решений и конструктивного решения или использования новаторских технологий, в отрасли освещения, похоже, является практическим правилом мгновенное завоевание доли рынка, предлагая убойные цены за счет снижения производительности, надежности или безопасность.

Многомерная инженерная работа

Потребители, которые на цыпочках ожидали, что смогут воспользоваться преимуществами светодиодной технологии, оказались потеряны на рынке, наводненном продуктами разного качества.Часто их решения о покупке принимаются на основе поспешных суждений, основанных на их доверии или ожиданиях к новой технологии освещения. Дело в том, что светодиодное освещение намного сложнее традиционных технологий. Только при использовании качественных компонентов, а также синергетических оптических, тепловых, электрических и механических технологий светодиодные светильники могут предоставить все преимущества, которыми славятся светодиодные технологии. Технологии — это всего лишь средство, это то, как производители освещения проектируют, конструируют и производят свою продукцию, что играет решающую роль в поддержании качества света, оптических характеристик и надежности системы светодиодных светильников.

Рынок грязного освещения

В истории электрического освещения переход к твердотельному освещению на основе светодиодов (SSL) является революционным. Обычные системы электрического освещения основывались либо на тепловом излучении (лампы накаливания и галогенные лампы) с использованием прямого ввода сетевого напряжения, либо на газовом возбуждении (люминесцентные, металлогалогенные и натриевые лампы высокого давления) с мощностью, регулируемой простым ограничителем тока (балластом). Современные светодиодные фонари по своей сути являются электронными системами, поскольку их электрическое / оптическое преобразование обеспечивается полупроводниковыми устройствами, и эти устройства приводятся в действие / управляются электронными схемами.От электрических устройств до электронных устройств — качественный скачок в технологии освещения коренным образом меняет то, как мы используем искусственное освещение. Однако человеческий мир было трудно синхронизировать с быстрым прогрессом в светотехнике:

1. Деловой мир не ищет ничего, кроме прибыли. Производители освещения стремятся упростить проектирование системы, чтобы сократить расходы, как это было в случае с обычными системами освещения. В этом есть положительные стороны. Снижение стоимости продукта может способствовать широкому распространению этой энергоэффективной и экологически чистой технологии освещения.К сожалению, до сих пор большая часть усилий по снижению затрат в светотехнической отрасли была достигнута не за счет технологических достижений и инженерных усовершенствований, а за счет постоянного побивания рекордов приемлемого предела качества (AQL), ​​приемлемого предела надежности (ARL) и даже приемлемой безопасности. предел (ASL). В продуктах, доступных сегодня на рынке, часто можно встретить светодиоды с низким качеством цвета, радиаторы с низкой теплоемкостью и простые схемы драйверов с плохими характеристиками регулирования нагрузки.

2. Отсутствие стандартов заставляет производителей освещения открыто и бессмысленно производить некачественную продукцию. Новые технологии по-прежнему регулируются старыми стандартами и правилами. Сертификаты и разрешения на доступ к рынку, такие как стандарты UL, FCC, Energy Star, DLC, CE, CB PSE, RCM и CCC, либо регулируют только безопасность продукции, либо чрезмерно подчеркивают энергоэффективность. И даже безопасность продукции находится под угрозой на рынках, где нет применимых стандартов безопасности. Качество света и надежность продукции не находятся в поле зрения контролирующих органов.Фактически, качество света не менее важно, чем безопасность продукта, а надежность продукта должна быть ключевым компонентом программ оценки окупаемости инвестиций (ROI). Компоненты качества света, такие как качество цветопередачи, временные световые артефакты (мерцание) и контроль бликов, вызывающих дискомфорт или инвалидность, часто упускаются из виду. Плохое качество света не только влияет на зрение, но и может отрицательно сказаться на здоровье. В этом отношении светодиодные лампы имеют гораздо худшие характеристики, чем устаревшие лампы накаливания.Спектральное качество светодиодов, используемых в большинстве осветительных приборов общего назначения, не может сравниться с лампами накаливания, состав света которых аналогичен составу солнечного света. Лампы накаливания имеют низкий процент мерцания (6-11%), с другой стороны, светодиодные лампы нередко имеют высокий процент мерцания, составляющий 20-30%, потому что схемы драйверов с голыми костями обычно не имеют дополнительных компонентов для фильтрации. Из мерцания.

3. Коварные методы ведения бизнеса со стороны производителей освещения паразитируют на невежестве потребителей в области светодиодных технологий.Производители светодиодного освещения часто делают неоднозначные рекламные заявления. Они заявляют, что их продукция имеет срок службы 50 000–100 000 часов или 10–20 лет. Это очень обманчиво. Большинство людей не знают, что это в большинстве случаев срок службы светодиодного источника света. Срок службы светодиода не равен сроку службы светодиодной лампы или светильника. Только когда его светодиодный источник света соединен с характерно подобранным светодиодным драйвером и высокоэффективной системой управления температурой, светодиодный светильник может иметь такой же срок службы, как и светодиоды.Надежность светодиодных фонарей вызывает серьезную озабоченность. Плохое управление температурой и плохая конструкция схемы могут ускорить процесс старения светодиодов и привести к преждевременному выходу из строя схем драйверов. Производители светодиодного освещения никогда не станут добровольно улучшать качество света своей продукции, потому что мир потребителей не знает и не знает, как критиковать их продукцию! Чаще всего ориентированные на потребителя светодиодные осветительные приборы, такие как светодиодные лампы, которые обычно используются в жилых помещениях, производятся с использованием самых дешевых компонентов и имеют наименее надежные схемы и наименее эффективные радиаторы.Эти дешевые лампочки обычно перегорают или мигают через год или два.

Мы чувствуем себя обязанными делиться своими знаниями с людьми. Это руководство предназначено для того, чтобы познакомить вас со всеми аспектами светодиодного освещения и рассеять туман, окружающий светодиодную технологию.

Что такое светодиод?

Светодиод — это полупроводниковое устройство, преобразующее электрическую энергию в свет посредством процесса, называемого электролюминесценцией. В общем, светодиод содержит светодиодный чип (или, взаимозаменяемо, светодиодный кристалл), расположенный внутри корпуса.Светодиодный чип или светодиодный кристалл в основном представляет собой двухконтактный диод, состоящий из анода (+) и катода (-). Он сконструирован из цельного куска полупроводниковой пластины, тонкого диска, обычно сделанного из сапфира или кремния. На полупроводниковую пластину наносят положительно заряженный (P-тип) слой и отрицательно заряженный (N-тип) слой с использованием процесса, называемого металлоорганическим химическим осаждением из паровой фазы (MOCVD), который также известен как металлоорганическая парофазная эпитаксия (OMVPE). Положительный и отрицательный слои, которые действуют как анод (+) и катод (-) диода, соответственно, обычно изготавливаются из полупроводников III-V (элементы III и V групп Периодической таблицы), таких как нитрид галлия (GaN), галлий. фосфид (GaP), арсенид галлия (GaAs) и фосфид индия (InP).Полупроводниковый слой P-типа легирован акцепторными примесями, которые имеют меньше электронов в своей валентной зоне, чем полупроводниковый материал, который они заменяют в собственной решетке полупроводника. Полупроводниковый слой N-типа легирован донорными примесями, которые имеют избыток электронов в зоне проводимости.

Граница соединения, где встречаются положительный и отрицательный слои, называется «обедненной областью», обычно известной как «p-n-переход». Когда образуется p-n-переход, часть свободных электронов из слоя N-типа начинает мигрировать через вновь образованный переход, чтобы заполнить дырки акцепторных примесей в слое P-типа.Диффузия электронов и дырок производит отрицательные ионы и, таким образом, создает обратное электрическое поле между положительной и отрицательной сторонами. Электрическое поле создает область обеднения, которая ограничивает дальнейшую диффузию носителей заряда, если прямое напряжение, которое достаточно велико для преодоления обратного электрического поля, не приложено к области истощения. Когда диод смещен в прямом направлении (включен), электроны «прыгают» через p-n переход, чтобы рекомбинировать с дырками и переходить в состояние с более низкой энергией.Избыточная энергия выделяется в виде фотона, который по сути представляет собой пакет электромагнитного излучения в видимом диапазоне спектра (свет).

Длина волны света, излучаемого во время электролюминесценции, может зависеть от ширины запрещенной зоны, которая представляет собой разницу в энергии между зоной проводимости и валентной зоной. Для светодиодов в целом требуется полупроводник с прямой запрещенной зоной, который обеспечивает более эффективную излучательную рекомбинацию электронно-дырочных пар, чем полупроводники с непрямой запрещенной зоной.Эпитаксиальные слои светодиодов обычно изготавливаются из кристаллов на основе галлия, таких как GaN и GaP. Светодиоды, изготовленные из полупроводников с прямой запрещенной зоной, делятся на два семейства: семейство нитридов и семейство фосфидов. Светодиоды из семейства нитридов, таких как композиции нитрида индия-галлия (InGaN), имеют большую запрещенную зону между положительным и отрицательным слоями и, следовательно, излучают свет в более коротковолновой (синей и зеленой) частях видимого спектра. Светодиоды из семейства фосфидов, таких как композиции фосфида индия-галлия-алюминия (InGaAIP), имеют небольшую запрещенную зону между слоями P-типа и N-типа и, следовательно, производят более длинноволновое излучение, видимое как янтарный или красный свет.

Как светодиоды излучают белый свет?

Светодиодные чипы или светодиодные матрицы

по своей природе являются узкополосными источниками света с полосой пропускания, ограниченной несколькими десятками нанометров. Человеческий глаз воспринимает электромагнитное излучение в узкой части спектра как отдельные, глубоко насыщенные цвета (красный, зеленый, синий). С другой стороны, белый свет, которому мы подвержены в течение дня (естественный дневной свет) и который нам необходим для ночной видимости (искусственный свет), имеет широкополосный спектр.Для получения белого света с помощью светодиодов с узким спектром спектра можно использовать один из двух методов: преобразование люминофора (ПК) или аддитивное смешение цветов.

Светодиоды с преобразованием люминофора (ПК), которые можно найти в подавляющем большинстве систем светодиодного освещения, создают белый свет, пропуская синий свет, излучаемый светодиодом InGaN, через слой преобразования люминофора. Слой люминофора поглощает синий свет с более высокой энергией и короткой длиной волны (обычно 440–475 нм) и преобразует часть синего света в широкий спектр (желтый).Желтое излучение, которое стимулирует как красный, так и зеленый рецепторы в глазу, затем смешивается с проходящим синим излучением, создавая таким образом комбинацию длин волн, которая воспринимается человеческим глазом как белая. Слой преобразования люминофора, также называемый элементом преобразования длины волны (WCE), может быть интегрирован в корпус светодиода или расположен удаленно. Различная цветность белого, например, теплый белый, нейтральный белый или холодный белый, может быть получена с использованием различных смесей люминофора. По сравнению со светодиодами, использующими другие типы схем излучения, светодиоды для ПК обладают четырьмя основными преимуществами: высокая светоотдача, простая архитектура, устойчивость цветности и стабильность цвета.На сегодняшний день наиболее эффективными светодиодами белого света являются светодиоды для ПК, изготовленные из InGaN. Светодиоды ПК, которые накачивают люминофоры с синими светодиодами, также называются синими светодиодами накачки. Светодиоды для ПК могут быть выполнены в других комбинациях. Например, фиолетовые светодиоды накачки используют фиолетовые микросхемы для возбуждения трех люминофоров (красного, зеленого, синего). Основные различия между синими светодиодами помпы и фиолетовыми помпами заключаются в их цветопередаче и световой отдаче. Фиолетовые светодиоды накачки обычно имеют лучшую цветопередачу, чем синие светодиоды накачки, но эти светодиоды могут быть менее эффективными, чем синие светодиоды накачки, потому что полное преобразование длины волны фиолетового света приводит к значительным потерям энергии Стокса.

В методе смешения цветов для создания вторичных цветов используются треххромные (RGB), четыреххромные (RGBW, RGBA) или даже пентахромные (RGBAW) светодиоды. Светодиодные чипы минимум трех основных цветов (красный, зеленый и синий) устанавливаются в непосредственной близости друг от друга. Длины волн этих цветных светодиодов смешиваются вместе, чтобы создать белый свет полного спектра, который стимулирует все три типа цветочувствительных колбочек (красный, зеленый и синий) в сетчатке человеческого глаза. Аддитивное смешение цветов основано на использовании многокристальных светодиодных модулей и требует сложной электроники для управления отдельными микросхемами, что, очевидно, не является экономически эффективным решением для общего освещения.Кроме того, у метода RGB эффективность белого света значительно ниже, чем у светодиодов для ПК. Светодиодные модули для смешивания цветов в основном используются в многоцветных осветительных приборах с изменяющимся цветом или в многоцветных осветительных приборах, которые обеспечивают гибкость при выводе цвета.

Светодиодные блоки

В профессиональной терминологии под светодиодом понимается корпус светодиода, а не светодиодный чип (голый светодиодный кристалл). Пакет светодиодов представляет собой сборку из одного или нескольких светодиодных кристаллов с механическими опорами, электрическими соединениями, путями теплопроводности и оптической изоляцией.Оголенный светодиодный кристалл — очень чувствительное и хрупкое устройство, подверженное физическим или химическим повреждениям. Снижение производительности может произойти, если он подвергается длительному воздействию влажности или коррозии. Более того, полупроводниковый кристалл по-прежнему является монохроматическим источником света, на который необходимо нанести люминофорное покрытие для получения белого света. Цели светодиодной упаковки — защитить светодиодный чип от повреждения, позволить светодиоду электрически и термически взаимодействовать с печатными платами с металлическим сердечником (MCPCB), чтобы обеспечить преобразование люминофора внутри корпуса (для синих или фиолетовых светодиодов накачки), и для обеспечения эффективного отвода света от светодиода.


Типовая конструкция мощного светодиода
(Изображение любезно предоставлено OSRAM Opto Semiconductors)

Типичный светодиодный корпус включает несущую подложку, которая обеспечивает механическую опору и термически соединяет светодиодные чипы. Светодиоды средней мощности поставляются с выводной рамкой, окруженной пластиковым корпусом. Электропроводящий слой соединяет положительный и отрицательный электроды микросхемы с выводной рамкой или электродами несущей подложки посредством соединения проводов или соединения кристаллов.Связывание проводов — это основной метод соединения полупроводников, который сочетает в себе тепло, ультразвуковую энергию и силу для соединения небольших проводов, чтобы завершить электрический путь и путь теплопроводности. Материал соединительной проволоки, используемый в настоящее время в корпусе светодиодов, — это в первую очередь золото из-за его устойчивости к поверхностной коррозии, высокой электрической и теплопроводности, а также высокой производительности за счет процесса соединения золотых шариков. Из-за их относительно низкой стоимости медь и серебро все чаще используются в качестве альтернативных материалов для межсоединений.Однако соединение проводов может ограничивать упаковку и плотность мощности светодиодов, поскольку провода ограничивают теплопроводность корпусов светодиодов. Упаковка Flip-Chip позволяет припаивать кристалл непосредственно к подложке без использования соединительных проводов. Таким образом, светодиоды могут работать с более высокой плотностью тока, что позволяет получить более компактные конструкции.


Типовая конструкция светодиода средней мощности
(Изображение любезно предоставлено OSRAM Opto Semiconductors)

Корпус светодиода имеет герметик, сформированный на подложке, чтобы покрывать кристалл светодиода и преобразовывать с понижением частоты часть коротковолнового света, излучаемого светодиодом (преобразование люминофора).Герметик обычно представляет собой смесь элемента, преобразующего длину волны, такого как люминофор YAG: Ce и органический полимер. В настоящее время в большинстве корпусов светодиодов средней мощности и во всех корпусах высокой мощности используются силиконовые полимеры для инкапсуляции люминофора из-за их преимуществ в высокой термической стабильности, высокой оптической прозрачности, высоком показателе преломления и хорошей адгезии. Герметик наносится на верхнюю часть кристалла светодиода, а затем затвердевает в прозрачный твердый слой, который защищает светодиод. Наряду с инкапсуляцией люминофора, оптический элемент, такой как полусферическая линза, может быть установлен как часть корпуса для улучшения вывода света и, возможно, для обеспечения управления лучом.

Упаковка светодиодов

— это критически важный процесс, который существенно влияет на тепловые характеристики, качество цвета, оптическую эффективность и сохранение светового потока светодиода. В зависимости от типа устройства упаковка может составлять от 40% до 60% общей стоимости светодиода. Ведущие производители светодиодов, такие как Cree, Osram, Nichia, Lumileds и Seoul Semiconductor, вкладывают значительные средства в упаковочные технологии и дизайн устройств. В сочетании с собственным производством, обеспечивающим строгий контроль процесса и использованием высококачественных компонентов и материалов, их продукция заслуживает хорошей узнаваемости бренда.В общем, вы не ошибетесь, используя источники света проверенных брендов. С другой стороны, есть ряд ненадежных поставщиков светодиодной упаковки, продукция которых имеет плохие цветовые характеристики и очень склонна к нарушениям связи и деградации люминофора.


Светодиодный перекидной чип Samsung

Типы светодиодов

Выбор архитектуры светодиодного корпуса зависит от светоотдачи, оптической конструкции, форм-фактора и сценария применения системы освещения. Есть четыре основных светодиодных платформы, которые используются в качестве источников света для светодиодных ламп и светильников:

Светодиоды средней мощности (0.От 1 до 0,9 Вт) являются универсальным выбором для приложений, где не требуется освещение высокой плотности или высокой мощности центрального луча (CBCP), а другие факторы, такие как стоимость, эффективность и гибкость установки светодиодов, вызывают большее беспокойство. Обычно они используются в качестве источников света для светодиодных ламп, линейных световых модулей и внутренних осветительных приборов, таких как лампочки, световые трубки, потолочные светильники, светильники, настенные светильники, системы каналов, светодиодные панельные светильники с боковой подсветкой и светодиодные ленты. Основная проблема светодиодов средней мощности заключается в их ограниченных тепловых характеристиках, поскольку в этих корпусах светодиодов в качестве подложки корпуса используется пластиковая смола, такая как полифталамид (PPA) или эпоксидный компаунд (EMC).При высоких токах возбуждения и продолжительном времени работы подложка из пластмассы может обесцвечиваться, трескаться или расслаиваться, что приводит к ухудшению просвета и изменению цвета.

Светодиоды высокой мощности (от 1 до 5 Вт) — это источники света с высокой плотностью светового потока, которые излучают впечатляющее количество света в небольшом корпусе. Они обеспечивают решение для широкого спектра наружных и промышленных применений, таких как освещение высоких пролетов, прожекторное освещение, уличное освещение и освещение стадионов. В архитектуре мощных светодиодов используется либо большой кристалл, либо множество маленьких последовательно соединенных кристаллов для создания высоковольтного корпуса.Светодиодные матрицы в мощных корпусах часто выделяют значительное количество тепла вокруг области соединения светодиода. Высокая плотность оптического потока также вызывает значительные тепловые нагрузки на люминофор и связующие материалы, поскольку преобразование длины волны претерпевает стоксов сдвиг. Чтобы облегчить отвод тепла, светодиод установлен на керамической подложке, которая действует как высокоэффективный рассеиватель тепла. Благодаря эффективному регулированию температуры светодиоды высокой мощности обычно имеют лучший световой поток, чем светодиоды средней мощности.

Светодиоды

Chip-on-Board (COB) предназначены для обеспечения высокого CBCP или «удара» для приложений направленного освещения в коммерческих выставочных залах, магазинах розничной торговли, гостиничных помещениях, музеях, художественных галереях и жилых домах высокого класса. Светодиоды COB в основном используются в встраиваемых даунлайтах, трековых светильниках, направленных прожекторах и прожекторах, а также в других светильниках, которые требуют точного формирования луча и равномерного освещения. В корпусе «микросхема на плате» — большой массив небольших кристаллов, установленных на MCPCB или керамическую подложку для получения высокой плотности мощности.Люминофорное покрытие нанесено на всю матрицу для получения однородной цветности и качества вывода. Прямое сопряжение с MCPCB или подложкой с низким тепловым сопротивлением позволяет массиву светодиодов высокой плотности обеспечивать надежный путь теплопроводности для эффективного рассеивания тепла от перехода к радиатору.

Светодиоды в корпусе со шкалой на кристалле (CSP) — это светодиоды без корпуса, металлизированные контакты P и N которых припаяны непосредственно к плате MCPCB. Это устраняет необходимость в традиционном вспомогательном креплении для прикрепления кристалла светодиода к выводной рамке или керамической подложке посредством соединения проводов и, следовательно, снижает тепловое сопротивление между кристаллом светодиода и MCPCB.Технология CSP позволяет значительно уменьшить размер светодиодного корпуса до размера, примерно такого же, как у светодиодного кристалла, что позволяет создавать более гибкие и компактные конструкции светодиодных модулей и осветительных приборов. В светодиодах CSP обычно используется матрица flip-chip в качестве основы, на которую можно наносить осаждение люминофора с помощью различных методов, таких как нанесение покрытия, трафаретная печать, напыление, погружение и ламинирование пленки.

Светодиодные индикаторы

Светодиод — это полупроводниковый диод, проводящий электричество только в одном направлении.Когда прямое смещение применяется к p-n-переходу, электроны и дырки рекомбинируют, чтобы излучать свет. Если диод смещен в обратном направлении (анод отрицателен по отношению к катоду), он будет сопротивляться току, и в p-n переходе не будет электролюминесценции. Если отрицательное напряжение превышает обратное напряжение пробоя светодиода, светодиод может немедленно выйти из строя и, как следствие, необратимо повредить его. Следовательно, светодиоды должны питаться постоянным током (DC), а не переменным током (AC), который имеет синусоидальную форму волны с его положительным и отрицательным полупериодами переключения с синусоидальной частотой 50 или 60 Гц.Поскольку электрическая сеть обеспечивает переменное напряжение, мощность, подаваемая на светодиод, должна быть преобразована в постоянный ток для постоянного прямого тока. Прямое напряжение светодиода очень низкое: от 2 до 3 В для светодиодов InAlGaP (красный, оранжевый и желтый) и от 3 до 4 В для светодиодов InGaN (зеленый и синий). Напряжение питания должно быть понижено для работы светодиода или цепочки (или цепочек) светодиодов.

Драйвер светодиодов — это электронное устройство, регулирующее мощность светодиодов. Он преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока с выходами, соответствующими электрическим характеристикам светодиодов, по одному или нескольким каналам.Драйвер светодиода обычно использует выпрямитель для преобразования коммерческой мощности переменного тока в мощность постоянного тока, схему фильтра пульсаций для удаления пульсаций, которые являются остаточными периодическими изменениями выходного постоянного тока, и схему преобразователя мощности для понижения мощности постоянного тока, соответствующей нагрузке на светодиоды. . Драйверы светодиодов могут быть разработаны для обеспечения вывода либо постоянного напряжения (CV), либо постоянного тока (CC). Драйвер постоянного тока обеспечивает фиксированный выходной ток (например, 350 мА, 700 мА или 1050 мА) на уровне драйвера, чтобы гарантировать минимальные изменения прямого напряжения на всей светодиодной нагрузке, независимо от количества светодиодов, потребляющих эту нагрузку.Драйвер постоянного напряжения обеспечивает постоянное выходное напряжение постоянного тока, обычно 12 В или 24 В, для ряда светодиодов или светодиодных модулей, которые в основном настроены для параллельного подключения. Каждый светодиодный или светодиодный модуль поставляется со своим собственным линейным или импульсным регулятором тока для ограничения тока с целью поддержания постоянного выходного сигнала.


Изображение предоставлено Fulham Co., Inc

Импульсный источник питания

В типичном процессе регулирования нагрузки для светодиодного освещения драйвер светодиода преобразует сетевое напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока путем выпрямления.Преобразователь постоянного тока в постоянный получает выпрямленное постоянное напряжение и выдает выходной постоянный ток, который соответствует текущим проектным требованиям светодиодной нагрузки. Преобразование мощности DC-DC обычно обеспечивается импульсным источником питания (SMPS) (также называемым импульсным стабилизатором). Импульсный регулятор генерирует заданную величину мощности постоянного тока посредством модуляции «0/1» (переключение ВКЛ / ВЫКЛ). Существует множество топологий схем для SMPS, включая повышающую, понижающую, понижающую-повышающую и обратную. Импульсные регуляторы в целом обеспечивают высокую энергоэффективность и допускают широкий диапазон входного переменного напряжения (например,g., универсальное входное напряжение 120-277 В переменного тока, 50/60 Гц). Однако высокоскоростное переключение драйверов SMPS зависит от реактивных компонентов, таких как катушки индуктивности, конденсаторы и колебательные катушки. Это может генерировать высокочастотный шум и электромагнитные помехи (EMI), которые необходимо подавлять с помощью усовершенствованной схемы, экранирования и фильтрации. Таким образом, количество компонентов и сложность схемы увеличиваются.

Линейный источник питания

Линейные источники питания регулируют напряжение постоянного тока на резистивных нагрузках.Они могут быть такими же простыми, как регулятор напряжения, который включает в себя операционный усилитель и NPN-транзистор (переключатель питания). Резистор обратной связи подключен между выходом и регулировочным штифтом, так что падение напряжения может быть обнаружено, когда ток течет через резистор. Операционный усилитель управляет транзистором NPN для ограничения тока, когда падение напряжения достигает минимальной разности входных и выходных напряжений. Хотя это самое дешевое и простое решение, из-за низкой эффективности может выделяться значительное количество тепла.Усовершенствованные линейные регуляторы используют комбинацию как микросхем, так и дискретных устройств для достижения более высокой эффективности, а также уменьшения пульсаций с низкими уровнями электромагнитных помех и хорошим коэффициентом мощности (PF). Однако эффективность линейного драйвера светодиода, которая представляет собой отношение напряжения нагрузки к напряжению питания, обычно значительно ниже, чем у драйверов светодиодов SMPS. Диапазон напряжения питания линейных драйверов светодиодов значительно ограничен, поскольку напряжение нагрузки должно поддерживаться ниже напряжения питания. Тем не менее, линейные источники питания имеют ряд преимуществ, включая низкую стоимость, невосприимчивость к электромагнитным помехам, простую конструкцию и высокую надежность схемы.

Потребляемая мощность

Коррекция коэффициента мощности (PFC) светодиодных ламп не имеет отношения к конечным пользователям, но очень много значит для производителей освещения. Коэффициент мощности (PF) системы электроснабжения переменного тока относится к отношению потребляемой мощности к поставленной мощности и выражается числом от 0 до 1. Коэффициент мощности 1,0 означает, что нагрузка использует всю мощность, передаваемую через коммунальное предприятие. Только когда светодиодная нагрузка потребляет ток точно по фазе с напряжением линии питания, коэффициент мощности может быть равен 1.0 быть достигнуто. Это будет чисто резистивная нагрузка. Коэффициент мощности меньше 1 указывает на то, что часть мощности тратится впустую и может вернуть мощность в энергосистему общего пользования в противофазе. Чтобы обеспечить нагрузку с низким коэффициентом мощности, коммунальное предприятие должно генерировать вольт-амперы, превышающие минимальные, необходимые для питания переменного тока, что приводит к тому, что его инфраструктура работает с превышением мощности.

Большинство светодиодных драйверов разработаны как импульсные источники питания, которые включают в себя реактивные компоненты. Реактивные компоненты будут создавать индуктивность и емкость, которые могут привести к разности фаз между входным напряжением и входным током и, как следствие, к снижению коэффициента мощности.Во многих странах существуют правила о минимальных требованиях к коэффициенту мощности для сетевого оборудования. Европейский стандарт требует, чтобы системы светодиодного освещения с потребляемой мощностью более 25 Вт имели коэффициент мощности выше 0,9. По этой причине драйверы SMPS должны использовать некоторую форму коррекции коэффициента мощности для формирования и выравнивания по времени входного тока в синусоидальную форму волны, которая находится в фазе с напряжением источника.

Общие гармонические искажения (THD) формы входного тока — еще одна проблема для коммунальных предприятий.Высокий коэффициент нелинейных искажений в распределительных сетях может привести к перегреву нейтральных проводов и распределительных трансформаторов, привести к отказу или неисправности электрического оборудования и защитных реле, а также создать помехи для линий передачи данных. THD сетевого оборудования, включая светодиодные светильники для коммерческих, промышленных и наружных применений, следует поддерживать как можно ниже. Значение THD ниже 20% во всем диапазоне входного напряжения светодиодного светильника обычно приемлемо для различных стандартов и нормативов, а THD менее 10% легко соответствует требованиям самых строгих энергетических программ.Искажение формы тока вызвано нелинейными электрическими нагрузками. Гармонические искажения не возникают в реальных резистивных нагрузках, но встречаются в электрическом оборудовании, содержащем реактивные элементы. Это означает, что улучшение коэффициента мощности также может уменьшить гармоники.

Электробезопасность

Драйверы светодиодов с питанием от сети, предназначенные для работы от сети переменного тока, в целом можно разделить на изолированные и неизолированные. Изоляция используется для блокировки передачи высокого или опасного напряжения между цепями, чтобы предотвратить повреждение человеческого тела из-за поражения электрическим током и повреждения электрической цепи в результате непреднамеренного электрического тока.Этот процесс блокировки опасных потенциалов напряжения называется гальванической изоляцией. Выходная цепь изолированного драйвера светодиода гальванически изолирована от сети переменного тока. Гальванический изолятор обычно представляет собой трансформатор, у которого его первичная обмотка или сторона подключения к сети изолирована от вторичной обмотки при буферизации или изменении напряжений с использованием потока магнитного поля, создаваемого катушками провода.

Использование преобразования изоляции увеличивает общую стоимость схемы и уменьшает доступное пространство схемы.Это приводит к распространению неизолированных драйверов светодиодов, в которых через схему драйвера существует путь пробоя высокого напряжения. В этом случае следует проявлять особую осторожность, поскольку электрическая безопасность светодиодных ламп, использующих неизолированную топологию, зависит исключительно от изоляции между токоведущими и доступными частями.

Неправильная конструкция также может привести к поражению электрическим током или повреждению цепи. Короткая длина пути утечки может привести к поражению электрическим током или возгоранию. Искра между электродами, вызванная ионизацией воздуха, может возникнуть, если между двумя проводящими частями нет достаточного зазора.

Управление температурой

Производительность и срок службы светодиодных фонарей в значительной степени зависят от их терморегулирования. Тепло — это побочный продукт светодиодного освещения. Когда электрический ток проходит через полупроводниковый переход, только менее 60% электрической энергии преобразуется в свет, а остаточная энергия выделяется в виде тепла. Процесс преобразования люминофора светодиодов с синей помпой также выделяет тепло. Обычно около 15–30% синих фотонов, поглощаемых люминофором, преобразуется в тепло в результате стоксова сдвига.Тепловая нагрузка на систему светодиодного освещения может быть усугублена расположенным рядом драйвером, который преобразует около 10% мощности переменного тока в тепло. Схемы с низким КПД, такие как линейные регуляторы со встроенным драйвером (DOB), могут выделять значительное количество тепла, которое необходимо рассеять.

Что делать, если есть плохой терморегулятор? Будет ускорен ряд механизмов отказа.

Температурный спад

Термический спад относится к снижению оптической мощности в корреляции с повышением температуры.Температура перехода светодиода обычно должна поддерживаться в диапазоне от 70 ° C до 100 ° C. За пределами максимальной номинальной температуры перехода светодиоды InGaN могут терять до 25% своей оптической мощности. Температурный спад более серьезен для светодиодов AlGaInP, оптическая мощность которых может упасть до 70% при повышенных температурах перехода.

Люмен амортизация

Срок службы светодиода

измеряется в световом потоке, который относится к соотношению светового потока светодиода к его начальному световому потоку. Поскольку снижение светового потока до 70% от начального светового потока обычно считается самым низким пределом для большинства осветительных приборов, L70 — это время в часах, при котором световой поток светодиодов обесценивается до 70% процентов, если его начальное значение становится общепринятым показателем срока службы.Непрерывная работа при повышенной температуре резко ускоряет необратимое снижение яркости светодиода. Повышение температуры перехода на каждые 10 ° C приводит к сокращению срока его службы на 30–50%.

Сдвиг цвета

Повышение температуры перехода сужает энергетическую запрещенную зону между зоной проводимости и валентной зоной полупроводниковых слоев, что, в свою очередь, увеличивает длину волны света, излучаемого светодиодом, и изменяет цветовой вывод. Это просто обратимый сдвиг цвета.Более высокие температуры ускоряют разложение люминофора и герметика. Это может привести к необратимым изменениям цветности, которые могут быть даже более неприятными, чем уменьшение просвета.

Преждевременный отказ системы

В большинстве схем драйверов светодиодов используются электролитические конденсаторы для поглощения скачков напряжения, которые могут присутствовать в линии переменного тока. Под воздействием тепла электролит в конденсаторе будет испаряться с большей скоростью, пока в конечном итоге не потеряет свою емкость. В результате драйвер становится первым компонентом светодиодной системы освещения, который выходит из строя.В общем, срок службы светодиодной лампы определяется надежностью ее драйвера, а не светодиодов, которые по своей природе надежны и редко выходят из строя внезапно.


Изображение предоставлено Cree, Inc

Управление температурным режимом для светодиодных систем освещения требует комплексного системного подхода. Помимо работы светодиодов с оптимальным током возбуждения для предотвращения избыточного теплового преобразования, необходимо создать эффективный путь теплопроводности от кристалла до окружающей среды.Тепловое сопротивление компонентов вдоль теплового тракта необходимо снизить до минимума, чтобы обеспечить низкую температуру перехода при любых условиях привода и эксплуатации, в то время как другие термочувствительные компоненты и схемы не нагружаются отходящим теплом. Теплопроводность подложки светодиодных корпусов, надежность паяных соединений, характеристики MCPCB, характеристики материала термоинтерфейса (TIM), термостойкость компонентов схемы, а также конструкция и конструкция радиатора — все это важные элементы, которые следует учитывать при тепловом расчете.

Управление температурой на уровне системы (передача тепла от MCPCB к окружающей среде) обычно обеспечивается радиатором. Основная функция радиатора — отвод тепла от MCPCB, а затем конвекция и излучение тепла в окружающий воздух. Радиаторы могут быть изготовлены из различных теплопроводных материалов, таких как алюминий, медь, нержавеющая сталь, полимеры и керамика. Для изготовления металлических радиаторов используются различные методы, включая литье под давлением, ковку, экструзию, штамповку, склеивание, гибку, затачивание и механическую обработку.Большинство радиаторов для светодиодных светильников производятся методом литья под давлением, ковки или экструзии с использованием алюминиевых сплавов. Помимо использования материалов с высокой теплоотдачей, максимальное увеличение эффективной площади поверхности и коэффициента конвективной теплопередачи является неотъемлемой частью теплотехники. Каналы, ребра или другая геометрия часто встраиваются в радиатор для увеличения площади поверхности. Некоторые радиаторы разработаны с учетом аэродинамических характеристик для облегчения конвективной теплопередачи.

Когда тепловая нагрузка светодиодной системы освещения слишком высока, чтобы ею можно было управлять с помощью пассивного теплоотвода, можно использовать активные технологии охлаждения, включая вентиляторы, тепловые трубки, термоэлектрические охладители или другие системы теплопередачи, чтобы обеспечить дополнительную теплоемкость.Принудительная конвекция, обеспечиваемая электрическими вентиляторами, эффективно решает проблемы управления температурным режимом, связанные с конструкциями систем освещения, которые оставляют ограниченные площади поверхности для пассивного охлаждения. В светодиодных лампах высокой мощности, в модернизированных лампах с цоколем Mogul, в автомобильных лампах для фар и в мощных осветительных приборах, таких как светодиодные лампы для выращивания растений, часто используются вентиляторы для снижения конвективного теплового сопротивления внутри лампы или светильника.


Светодиодный радиатор

Оптическое управление

Светодиодная лампа или светильник обычно оснащается вторичной оптикой для изменения выходного луча светодиодов, регулирования распределения светового потока и устранения видимых горячих точек от точечных светодиодов для обеспечения визуального комфорта.Вторичная оптика также может быть визуально интегрирована в систему освещения в эстетических целях. Оптический дизайн для светодиодных светильников — это непростая задача, но захватывающая. В отличие от обычных источников света, которые обеспечивают ограниченную гибкость конструкции, направленность, твердотельные свойства и компактный форм-фактор светодиодов открывают множество возможностей для оптического управления. Вторичная светодиодная оптика включает линзы, отражатели, рефракторы, диффузоры и световоды. Шторы, перегородки и жалюзи также используются в некоторых приложениях, чтобы уменьшить или исключить прямой вид на светодиоды снаружи светильника.При разработке оптики для светодиодных систем освещения следует учитывать множество материалов. Важные свойства материала включают гибкость конструкции, эффективность передачи, характеристики отражения, показатель преломления, термическую стабильность, сопротивление воспламенению, ударопрочность, химическую стойкость и устойчивость к ультрафиолетовому излучению.

Оптические линзы проходят как минимум через две поверхности и фокусируют или рассеивают свет эффективнее, чем отражатели. Наиболее распространенными линзами в обычном освещении являются линзы Френеля и призматические линзы.Появление светодиодной технологии привело к появлению линз с полным внутренним отражением (TIR), которые подходят для широкого спектра применений в освещении благодаря своей высокой оптической эффективности, отличной управляемости лучом и меньшим физическим размерам. Оптика TIR, которая имеет преломляющую линзу, отформованную внутри отражателя, сочетает в себе превосходную способность линзы собирать свет для лучей под малым углом и преимущество отражателя в схождении лучей под большим углом. Линзы TIR могут управлять как прямыми, так и отраженными лучами для точного распределения света и равномерного освещения.Линзы обычно изготавливаются из стекла или прозрачного пластика. Большинство линз TIR изготавливаются из поликарбоната (ПК) или полиметилметакрилата (ПММА).

Отражатели

включают эллиптические, зональные, гиперболические, параболические и неконические отражатели. Конические отражатели обычно имеют самофланцевую конструкцию для устранения утечек света и регулируют световой поток от источника света посредством зеркального отражения, диффузного отражения и их смешанного сочетания. Металлические отражатели полируются или имеют химическое покрытие для придания зеркального блеска.Отражатели также могут быть огранены или сегментированы для улучшения однородности луча. Отражатели хорошо работают, когда источник света является всенаправленным, и предпочтительны в помещениях, где требуется свет высокой интенсивности. Однако они не обеспечивают такого большого контроля над направленными источниками света, как светодиодные линзы, и поэтому часто используются вместе с линзами для оптимизации распределения света.

Рассеиватели — это элементы управления светом, которые можно использовать по всей светодиодной матрице для рассеивания и перенаправления падающего света во многих направлениях.Рассеиватель создает диффузное рассеяние через свой материал, чтобы разрушить оптические изображения, затемнить внутреннюю часть светильников, подавить диодные изображения и уменьшить высокую яркость (блики) за счет увеличения площади, на которой свет выходит из светильника. Опаловые диффузоры создают кривые распределения силы света (LIDC) для равномерного распределения светового потока от источника света во всех направлениях. Гауссовские диффузоры обычно имеют поверхность, подвергнутую пескоструйной очистке, на которой лучи светодиодов высокой интенсивности рассеиваются в различных направлениях.Призматические диффузоры имеют геометрические формы, такие как пирамиды, шестиугольники, сферические купола и треугольные гребни, чтобы изменить распределение светового потока в наиболее желаемом LIDC, чтобы избежать высокой яркости. Призматические диффузоры еще называют рефракторами.

Световоды используются для равномерного переноса и распределения светового потока на более длинные пути и / или для перенаправления света в другие направления посредством полного внутреннего отражения (TIR). Принцип работы световода основан на законе Снеллиуса, который описывает взаимодействие света с материалом e.грамм. стекло или пластик: когда световые лучи попадают на границу между двумя средами, они изгибаются или преломляются на границе. Одним из наиболее известных осветительных приборов, в которых используется технология световодов, являются светодиодные панельные светильники с боковой подсветкой, альтернативные светодиодным светильникам troffers. Светодиодный панельный светильник использует световодную пластину (LGP) для эффективного извлечения света из массивов светодиодов, устанавливаемых на краю, и равномерного распределения светового потока по всей поверхности панели для обеспечения однородного освещения.LGP обычно изготавливают из ПК или ПММА.


Изображение предоставлено Ledil Oy

Качество света

Хорошее освещение жизненно важно для зрения, активности и восприятия. Качество освещения напрямую влияет на нашу способность интерпретировать среду вокруг нас и взаимодействовать с объектами в пространстве. Некоторые элементы окружающей среды, такие как освещение, влияют на выполнение нашей задачи, визуальный комфорт, эстетическое восприятие, социальную коммуникацию, здоровье, безопасность и благополучие. Качество света является первостепенной задачей в эпоху светодиодного освещения, в котором слишком много компромиссов между стоимостью и качеством света.Качество цвета светодиодов, способность драйвера уменьшать временные световые артефакты (TLA) и оптическая конструкция светильника для смягчения резкости светодиодов — все это важные компоненты, которые способствуют отличной композиции света. К сожалению, качество света часто снижается из-за минимально возможной цены. Это беспроигрышный рынок. Производители освещения имеют мизерную прибыль из-за жесткой конкуренции, а потребители неосознанно платят за свет низкого качества. Посмотрим, как ухудшается качество света светодиодных ламп и светильников.

Качество цвета

Способность источника света точно воспроизводить цвет различных объектов называется цветопередачей или качеством цвета. Качество цвета в настоящее время определяется ошибочной метрикой, называемой индексом цветопередачи (CRI), которая была установлена ​​Международной комиссией по освещению (CIE). Этот показатель точности цветопередачи количественно определяет относительное качество цвета искусственного источника света по сравнению с теоретическим излучателем черного тела или естественным светом.CRI рассчитывается с использованием только восьми пастельных цветов, все из которых имеют хроматическую насыщенность от низкой до средней и не покрывают весь диапазон видимых цветов. Это означает, что расчеты CRI не учитывают способность источника света правильно отображать насыщенные цвета, такие как красный. В результате светодиоды, измеряемые этой системой, могут хорошо передавать цвета с низкой насыщенностью, но могут плохо работать с сильно насыщенными цветами.

Имя Прибл.Манселл Внешний вид при дневном свете Образец
TCS01 7,5 R 6/4 Светло-серо-красный
TCS02 5 лет 6/4 Темно-серо-желтый
TCS03 5 GY 6/8 Ярко-желто-зеленый
TCS04 2,5 г 6/6 Умеренный желтовато-зеленый
TCS05 10 BG 6/4 Голубовато-зеленый
TCS06 5 ПБ 6/8 Голубой
TCS07 2,5-пол. 6/8 Светло-фиолетовый
TCS08 10-пол. 6/8 Светло-красновато-фиолетовый
↑ Восемь цветовых образцов (R1-R8), используемых для расчета CRI Ra
TCS09 4,5 R 4/13 Сильный красный
TCS10 5 Y 8/10 Ярко-желтый
TCS11 4,5 г 5/8 Сильный зеленый
TCS12 3 ПБ 3/11 Синий насыщенный
TCS13 5 лет 8/4 Светло-желтовато-розовый
TCS14 5 GY 4/4 Умеренно оливково-зеленый
↑ Шесть образцов насыщенного цвета (R9-R14), не включенных в расчет CRI Ra

Даже с учетом расчетов CRI большинство светодиодных продуктов, которые продаются обычным потребителям, имеют неутешительную ценность.CRI — это усредненный результат измерений цветопередачи восьми образцов цвета, а расчет CRI технически известен как Ra, где 100 — это наивысший балл. Индекс цветопередачи наивысшего качества, естественного дневного света, имеет Ra около 100. У устаревших ламп накаливания Ra больше 95! А как насчет светодиодных фонарей? CRI продуктов внутреннего светодиодного освещения обычно составляет 75-85! Чем выше цветовая температура или чем дешевле продукция, тем ниже индекс цветопередачи светодиодов.Светотехника прогрессирует, качество света ухудшается. Освещение с низким индексом цветопередачи сегодня является следствием флуоресцентного освещения, которое ужасно плохо передает цвета. Светодиоды могут излучать световой спектр, сопоставимый с естественным дневным светом. Как упоминалось ранее, производителей освещения не заставляют включать светодиоды с высоким индексом цветопередачи в свои продукты, потому что они не осведомлены о потребителях, а использование светодиодов с высоким индексом цветопередачи подорвет их конкурентоспособность по стоимости.

Плохой индекс цветопередачи означает, что источник света пропускает часть спектра, из-за чего все в пространстве кажется тусклым или безжизненным, как люминесцентная лампа.Отсутствие высоконасыщенных цветовых компонентов в радиометрическом спектре излучения делает оттенки кожи менее здоровыми. Светодиоды с низким индексом цветопередачи не могут передать насыщенные цвета произведений искусства, тканей и домашнего декора. Визуально сложные задачи, в том числе задачи чтения и работы с деталями, а также все действия, связанные с выбором цвета или дизайном, зависят от освещения с высокой цветопередачей. Как правило, для жилых интерьеров необходим свет с минимальным индексом цветопередачи 90. CIE R9 (для цветопередачи красного) стал использоваться для общего светодиодного освещения, чтобы исправить проблему с некорректным стандартом CRI.Коммерческие приложения, например Индустрия гостеприимства, магазины элитной розничной торговли, музеи и галереи чрезвычайно требовательны к цветовым характеристикам источника света и требуют правильного количества спектрального содержания на каждой длине волны в видимом спектре белого света (400–700 нм).

Дешевые синие светодиоды для насосов присутствуют во многих продуктах внутреннего освещения начального уровня, таких как светодиодные лампы, светодиодные трубки, светодиодные светильники и потолочные светильники для скрытого монтажа. Люминофорное покрытие для этих светодиодов служит только для преобразования воспринимаемого белого цвета и изготовлено с использованием самой дешевой рецептуры.В светодиодах с высокой цветопередачей используется смесь люминофора, которая может возбуждать более широкий спектр света и, следовательно, требует более высоких затрат. Белый свет высокого качества также может быть создан с помощью фиолетовых светодиодов помпы. Свет, излучаемый кристаллами, производящими фиолетовый, преобразуется с понижением частоты люминофорной смесью, содержащей красный, зеленый и синий люминофоры. Эти светодиоды с высокой цветопередачей разработаны для высококачественного освещения и редко встречаются в осветительных приборах для жилых помещений. Возникает вопрос: разве мы не заслуживаем хорошего освещения в наших жилых помещениях?

Легкое мерцание

Опять же, вы пропустите дни освещения лампами накаливания, если вам скажут, что многие светодиодные лампы плохо работают в отношении освещения с низким уровнем мерцания, в то время как вы никогда не ошибетесь с какой-либо лампой накаливания в этом отношении.Лампы накаливания и галогенные лампы имеют минимальное мерцание, потому что они, как и солнце, являются тепловыми излучателями. Светодиоды работают через высокочастотные циклы включения / выключения, которые сливаются в устойчивый и непрерывный источник света с прерывистыми интервалами, незаметными для человеческого глаза. В отличие от тепловых радиаторов, которые имеют относительно долгое время действия, светодиоды по своей природе не имеют постоянного или очень короткого действия и нуждаются в постоянном токе для поддержания плавного выхода. Любое изменение прямого тока, подаваемого драйвером светодиода, может привести к практически мгновенному изменению светоотдачи светодиодов.Вот почему производительность светодиодных драйверов критически важна для системы светодиодного освещения.

Мерцание и другие TLA (стробоскопический эффект, фантомная матрица) в светодиодном освещении могут быть вызваны колебаниями напряжения в сети переменного тока, остаточной пульсацией в нагрузке светодиодов или несовместимостью между схемой диммирования и драйвером светодиода. Чаще всего мерцание светодиода не видно человеческому глазу, потому что оно обычно происходит на частотах выше 80 герц (Гц). Хотя это и незаметно, высокочастотное мерцание все же может иметь нежелательные побочные эффекты.Длительное воздействие мерцания сильно утомляет человеческий глаз и вызывает усталость, нечеткость зрения и снижение зрительных способностей у людей, работающих в таких условиях. В определенных группах населения мерцание может быть причиной мигрени и светочувствительной эпилепсии. Опасные эффекты фантомного массива, вызванные высокочастотным мерцанием, могут отвлекать внимание при вождении в ночное время. Чтобы оставаться в безопасности, мерцание ниже как минимум 400 Гц должно контролироваться в допустимых пределах.

Высокопроизводительный драйвер светодиода обеспечивает отличное регулирование нагрузки, обеспечивая низкое мерцание освещения.Большая часть или все промежуточные гармоники выпрямленных сигналов и остаточная пульсация на выходе могут быть отфильтрованы с помощью подавителей пульсаций. Однако при проектировании схем драйверов решающее значение имеют ограничения по стоимости и форм-фактору. Поскольку нормативных требований к мерцанию нет, немногие производители светодиодного освещения считают его главным приоритетом. В результате схемные архитектуры светодиодных драйверов SMPS упрощаются до максимума, а подавление мерцания скомпрометировано. Линейные светодиодные драйверы, которые созданы для обслуживания рынков начального уровня, обычно имеют самый высокий процент мерцания — около 30 процентов при 120 Гц, в то время как Общество инженеров по освещению (IES) предполагает, что 10-процентное мерцание при 120 Гц должно быть верхним пределом.

Блики

Одной из основных целей оптической конструкции светодиодных систем освещения является уменьшение бликов. Светодиоды — это источники света высокой интенсивности, которые могут вызвать больший дискомфорт, чем обычные источники света. Источники с высокой яркостью, расположенные близко к направлению обзора, могут отвлекать и вызывать дискомфорт. В обычных применениях освещения блики можно уменьшить, рассеивая или экранируя источник света, затемняя свет для обеспечения комфортного соотношения яркости или регулируя углы, под которыми свет будет падать на поверхности комнаты.Однако современные светодиодные светильники часто проектируются таким образом, что светодиоды находятся в непосредственной близости от линз и рассеивателей, что обеспечивает компактный форм-фактор. Это затрудняет уменьшение общего количества света, попадающего в глаз. Например, светодиодные настольные лампы должны в идеале использовать оптическую архитектуру с боковой подсветкой для создания непрямого рассеивания света, чтобы резкий свет ярких светодиодов не бросался в глаза. Дело в том, что большинство светодиодных настольных ламп используют недорогую архитектуру с прямым освещением и редко используют абажуры для защиты источника света.В результате свет, излучаемый этими лампами, очень неприятен. Яркий свет может вызвать усталость, а в некоторых случаях отрицательно сказаться на здоровье, безопасности и производительности. Младенцы и дети еще не развили отвращение, и их линзы не могут избирательно отфильтровывать вредные длины волн в спектре. Из-за этого прямой взгляд на высокоинтенсивный, насыщенный синим светом белый свет может вызвать фотобиологические повреждения их глаз.

Цветовая температура

Коррелированная цветовая температура (CCT), выраженная в градусах Кельвина (K), количественно определяет относительный внешний вид цвета источника белого света.Использование CCT позволяет людям легко визуализировать цвет источника света. Шкала Кельвина начинается ниже для теплого белого (WW) в нижней части спектра, переходя от естественного белого (NW) света к холодному белому (CW) свету. На выбор CCT может повлиять приложение. В Соединенных Штатах в жилых и гостиничных приложениях обычно используются более низкие значения CCT, то есть 2700–3000 K, для создания теплой и уютной среды. В офисах, промышленных помещениях и классных комнатах обычно используется нейтральный или холодный белый цвет, т.е.е., 3500 K — 4500 K, чтобы повысить бдительность, внимание и концентрацию людей. Люди часто воспринимают выбор CCT как интуитивный процесс принятия решений. Однако в выборе CCT есть наука. Человеческий глаз улавливает невизуальную физиологическую и психологическую информацию об оптическом излучении в дополнение к поддержке зрения и зрительных рефлексов.

Холодный белый свет имеет высокий процент синего цвета в спектре. В теплом свете очень низкий процент синего, но высокий процент красного в спектре.Помимо палочек и колбочек, человеческий глаз имеет третий тип фоторецепторов, называемых по своей природе светочувствительными ганглиозными клетками сетчатки (ipRGC). IpRGC являются центральными фоторецепторами, которые обеспечивают циркадную и нейроэндокринную регуляцию. Фоточувствительность ipRGC в первую очередь обусловлена ​​фотопигментом, называемым меланопсином, который реагирует только на коротковолновый синий свет с максимальной светочувствительностью на длинах волн в основном между 459 и 484 нм. Когда человеческий глаз получает определенную дозу яркого холодного белого света, богатого коротковолновым синим светом, ipRGC будут работать через супрахиазматические ядра (SCN), подавляя высвобождение нейрохимического вещества, называемого мелатонином, одновременно способствуя выработке кортизола. и серотонин, который заставляет организм моделировать дневную физиологическую реакцию.С другой стороны, теплый белый свет, который сильнее в красной части спектра, поддерживает секрецию мелатонина, тем самым способствуя расслаблению и подготавливая тело к восстановительному сну.

Воздействие света разной цветовой гаммы и интенсивности на биологические процессы человека является спектральной реакцией циркадной системы, развивающейся под влиянием естественной последовательности дня и ночи. В ходе эволюции человека динамика естественного дневного света установила циркадный ритм человека, который должен высвобождать мелатонин после захода солнца и подавлять выработку мелатонина в течение дня.В то время как холодный белый свет необходим в дневное время с точки зрения производительности и продуктивности, воздействие холодного белого света в ночное время нарушает циркадный ритм организма. Воздействие насыщенного синим светом с высокой ЦКТ в ночное время блокирует запланированное высвобождение мелатонина. Нарушение циркадного ритма связано с увеличением заболеваемости в современном обществе.

Появление люминесцентных ламп стало катастрофой в истории искусственного освещения. Это заставляет большое количество людей в мире привыкать к чрезвычайно высокой температуре CCT (выше 6000 K) в ночное время.Яркий белый свет с сильным синим оттенком вызывает резкое подавление мелатонина в течение большей части ночи, подвергая эти группы населения риску нарушения циркадных ритмов и последующим последствиям для здоровья. За пределами США, некоторых европейских стран и Японии многие люди принимают флуоресцентный белый цвет (6000–6500 K) в качестве стандартного белого и продолжают использовать этот диапазон CCT для освещения жилых помещений в эпоху светодиодного освещения. Чего они не знают, так это того, что воздействие света в этом диапазоне CCT не только ставит под угрозу их циркадные ритмы, но и делает их более восприимчивыми к опасности синего света, фотохимическому повреждению сетчатки.

В США холодный белый свет определяется как белый свет с цветовой температурой около 4000 К или немного выше. В любом случае общего освещения CCT выше 5000 K используются редко. В Китае свет в диапазоне 6000–6500 K называется холодным белым, и этот диапазон CCT широко используется в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. В то время как потребители не осведомлены об опасности освещения с высоким значением CCT, производители освещения в Китае никогда не пытались убедить потребителей держаться подальше от освещения с высоким CCT.На самом деле они любят использовать светодиоды с высоким CCT, потому что по сравнению со светодиодами с более низким CCT эти светодиоды имеют более низкую стоимость и более высокую эффективность, а также создают меньшую тепловую нагрузку.

В процессе фотолюминесценции стоксовы потери энергии происходят, когда более коротковолновые фотоны (синие фотоны) преобразуются в более длинноволновые фотоны, а потерянная энергия преобразуется в тепло. Чем выше CCT, тем меньше стоксовых потерь, поскольку только небольшая часть синего света преобразуется в свет с большей длиной волны.Напротив, светодиоды с более низким CCT имеют относительно низкую светоотдачу и более высокий тепловой поток из-за более высоких стоксовых потерь. Более того, чтобы сделать светодиоды теплого белого цвета, в слой люминофора необходимо добавить дополнительный красный или желтый люминофор, что увеличивает стоимость источника света. Высокие стоксовые потери и дополнительная стоимость люминофора также являются причинами, по которым большинство производителей освещения неохотно используют светодиоды с высоким индексом цветопередачи.

Цветовая температура Источник света
1700/1800 К Матч / пламя свечи, натриевые лампы низкого давления
2000/2200 К Солнечный свет на восходе и закате
2700 К Тепло-белые светодиоды и люминесцентные лампы
2856 К Лампы накаливания стандартные
3000 К Вольфрамово-галогенные (кварцевые) лампы
3200 К Сумерки / рассвет, галогенные лампы большой мощности
3500 К Светодиоды, лампы HID и люминесцентные лампы нейтрального белого цвета
4000 К Солнечный свет ранним утром и поздно вечером
4500 К Солнечный свет в середине утра и в середине дня
5000 К Солнечный свет поздним утром и ранним днем ​​
5500 К Полдень, солнечный свет в ясный день
6000 К Тень при дневном свете
6500 К Солнечный свет в полдень в пасмурный день
8000 К Темное пасмурное небо
10000 — 12000 К Голубое небо

Управление освещением

Способность мгновенно реагировать на изменения потребляемой мощности позволяет очень динамично управлять светоотдачей светодиодов.Поскольку светодиодные фонари по своей сути являются электронными системами, элементы управления и регулировки яркости могут быть легко интегрированы в драйверы светодиодов, чтобы обеспечить адаптивное и динамическое освещение для пространств, где важна гибкость и необходимо создавать различные сцены. Адаптивное освещение с помощью светодиодных систем с регулируемой яркостью не только позволяет добиться максимальной экономии энергии за счет таких стратегий управления, как контроль занятости и сбор дневного света, но также позволяет использовать расширенные приложения освещения, такие как ориентированное на человека освещение, основанное на технологии настраиваемого белого света, и атмосферное освещение, использующее затемнение. -тогревающая техника.Раньше динамическое представление сцен освещения требовало сложной и дорогостоящей интеграции оборудования и программирования. Сочетание интеллектуального светодиодного освещения с цифровыми системами управления обеспечивает гибкую платформу цифрового освещения, которую можно масштабировать для различных приложений для преобразования окружающей среды, создания зрелищ и создания визуальной драмы.

Световой поток светодиодов можно регулировать с помощью методов затемнения переменного тока или постоянного тока. Диммеры переменного тока используют диммеры с регулировкой фазы для прерывания формы волны переменного тока входного сигнала напряжения сети для уменьшения мощности осветительных нагрузок.Этот тип управления затемнением был разработан для ламп накаливания и других резистивных осветительных приборов. Следовательно, диммеры с фазовым управлением могут быть несовместимы напрямую с большинством светодиодных систем освещения, за исключением светодиодных ламп, питаемых от линейных светодиодных драйверов, которые работают от резистивных нагрузок. Линейные диммеры переменного тока включают в себя 2-проводные диммеры прямой фазы (передний фронт, симистор), 2-проводные диммеры обратной фазы (задний фронт) и 3-проводные (переключаемые горячие, диммированные горячие и нейтральные) диммеры прямой фазы.

Диммирование

DC использует постоянное снижение тока (CCR), широтно-импульсную модуляцию (PWM) или их комбинацию для регулировки светоотдачи светодиодов.CCR работает, регулируя ток, непрерывно протекающий к нагрузке светодиода, чтобы произвести линейное изменение светоотдачи. Диммирование CCR практически не мерцает, потому что ток постоянный. ШИМ-регулировка яркости работает путем переключения тока с высокой частотой от нуля до номинального выходного тока. Продолжительность рабочего цикла определяет светоотдачу. В отличие от диммирования CCR, которое может привести к небольшому смещению цвета, драйверы PWM могут обеспечить постоянный CCT, потому что светодиоды всегда получают питание при номинальном токе.Эта функция делает ШИМ очень желательным для приложений смешивания цветов RGB и настройки CCT, где точность имеет решающее значение. Поскольку регулирование яркости PWM основано на высокоскоростном переключении, могут возникать электромагнитные помехи (EMI). ШИМ-сигналы могут создавать помехи при передаче по длинным проводам. Таким образом, регулировка яркости с ШИМ не подходит для удаленных систем и приложений со строгими требованиями к электромагнитным помехам. С другой стороны, у драйверов CCR нет проблем с электромагнитными помехами, вызванными затемнением, и потерей сигнала при длительной работе.ШИМ и CCR — это элементы управления между драйверами и светодиодами. Управление диммером и драйвером схем диммирования постоянного тока может быть обеспечено с помощью различных протоколов, таких как 0–10 В, DALI, DMX, DMX / RDM и ZigBee.

Тенденция к Интернету вещей (IoT) открыла новые перспективы для управления освещением. Индустрия освещения претерпевает радикальные преобразования, вызванные концепцией освещения, ориентированной на человека, и огромным развитием умных городов, умных домов и автоматизации зданий на базе Интернета вещей. Системы интеллектуального освещения все чаще полагаются на повсеместную беспроводную связь для реализации расширенных функций.Интеграция датчиков, совместимость устройств и разработка программного обеспечения — вот некоторые из новых задач, которые представляет Интернет вещей.

светодиодных ламп: Конец лампочки, какой мы ее знаем?

Посмотрите на потолок над собой и, скорее всего, там на шнуре висит старинный предмет одежды. Лампочка болтается уже более 150 лет. Тем не менее, с момента его изобретения до настоящего времени его дизайн практически не изменился.

Но теперь дни традиционных ламп накаливания сочтены.Эти истощающие электроэнергию стеклянные шары вышли из-под контроля правительств и потребителей, заботящихся об окружающей среде. И ждет своего часа новое поколение высокотехнологичного света, основанного на скромных светодиодах (светоизлучающих диодах), маленьких огоньках, которые можно найти во всем, от пультов дистанционного управления телевизора до велосипедных фонарей. Они не только обещают решить экологические проблемы лампочки, но и их сторонники говорят, что они также разумно отреагируют на ваше окружение и даже повлияют на наше поведение.

«Светодиоды навсегда изменят наш взгляд на вещи», — говорит Тим ​​Холт, исполнительный директор Института фотоники при Университете Стратклайда в Шотландии.«Мы только находимся в начале революции светодиодного освещения».

Эффективность и долгий срок службы светодиодов уже делают их популярным — хотя и дорогостоящим — вариантом в местах, где замена ламп неудобно или дорого, например, в светофорах, светофорах, взлетно-посадочных полосах аэропортов или на больших зданиях и мостах. Например, Лувр в Париже в настоящее время заменяет 4500 лампочек на светодиодные эквиваленты, и ожидается, что это изменение приведет к снижению энергопотребления на 73%.Планируется также заменить 25-летнюю систему освещения, которая освещает Тауэрский мост в Лондоне, светодиодным освещением к Олимпийским играм 2012 года

что-то похожее на лампочку станет предпочтительным источником света в вашей спальне, ванной или кабинете, что позволит им захватить долю мирового рынка освещения, который оценивался в 52 миллиарда евро в 2010 году. Их делу помогают правительства многих стран. мира, которые решили отказаться от продажи ламп накаливания.Поэтапный отказ от производства по всему ЕС уже идет, и в ноябре 2011 года китайское правительство объявило, что импорт и продажа ламп накаливания будут запрещены с октября 2012 года. В течение 2011 года в Китае было продано более 1 миллиарда ламп накаливания, то есть Заявления было достаточно, чтобы довести инвесторов до безумия: цена акций Cree, американского производителя светодиодов, выросла почти на 10%.

Конечно, смертный приговор по лампе накаливания был подписан раньше.Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — или энергоэффективные лампы, как их чаще называют — должны были означать конец света лампочки в 1970-х годах. Но, несмотря на то, что они стали известными в 90-е годы и постоянно совершенствовались, они не смогли выполнить свое обещание. Отчасти это связано с тем, что они стоят больше, чем обычные лампочки, требуют возраста, чтобы прогреться, и часто излучают некачественный свет. И это даже без упоминания экологических проблем, связанных с лампами, содержащими ртуть.

светодиода, как утверждается, помогут преодолеть эти проблемы.Эти крошечные фонарики были изобретены GE в начале 1960-х годов и первоначально были доступны только в красном цвете, что определило внешний вид первых карманных калькуляторов и цифровых часов. Однако с годами появилось больше цветов.

Все они сделаны одинаково: из полупроводниковых пластин — материала, используемого для изготовления компьютерных микросхем. Как следует из названия, светодиоды состоят из простого диода. В традиционной электронике это два металлических стержня — анод и катод, расположенные очень близко друг к другу, через которые энергия может течь только в одном направлении.В светодиодах анод и катод формируются путем нанесения двух областей полупроводника, которые были «легированы» — пропитаны примесями — рядом друг с другом. Когда энергия течет через соединение между этими двумя участками, некоторая ее часть не может пройти и вместо этого излучается в виде фотонов света. Цвет света определяется свойствами и структурой полупроводника, из которого изготовлен светодиод. Например, голубоватый свет, видимый во многих карманных светодиодных фонариках, создается с использованием таких материалов, как селенид цинка и нитрид индия-галлия.

Как светодиодный воздушный шар

Хотя это может показаться сложным, производственный процесс для создания светодиодов хорошо изучен. И, как и все процессы, связанные с полупроводниками, он постоянно снижается в цене и предсказуемыми темпами. Фактически, ставки настолько предсказуемы, что существует даже закон , называемый законом Хейтца, , который описывает падение. Это говорит о том, что каждое десятилетие стоимость производства полезного света будет падать в 10 раз, в то время как количество генерируемого света увеличивается в 20 раз.Закон Хейтца, впервые предложенный в 2000 году ныне вышедшим на пенсию ученым Роландом Хейтцем, считается светодиодным эквивалентом закона Мура — аксиомы компьютерной индустрии, которая гласит, что количество транзисторов, которые могут быть помещены в компьютерный чип по фиксированной цене будет удваиваться каждые 18 или 24 месяца.

Это очень важно для светодиодов, которые в настоящее время примерно в десять раз дороже, чем лампы накаливания. Тем не менее, снижение затрат — это только часть ажиотажа.

В традиционных лампах накаливания только около 5% используемого электричества преобразуется в свет, а остальная часть расходуется в виде тепла — поэтому лампы представляют собой не более чем крошечные электрические обогреватели, которые излучают свет как случайный побочный эффект.КЛЛ обычно примерно в четыре раза эффективнее лампы мощностью 60 Вт, но светодиоды могут быть в десять раз эффективнее.

В результате потенциальная экономия энергии в будущем за счет светодиодных светильников огромна. Хотя в настоящее время у США нет планов по поэтапному отказу от всех ламп накаливания, по оценкам Министерства энергетики США, если вся страна перейдет на светодиодное освещение в течение следующих 20 лет, это может привести к экономии затрат на электроэнергию в размере 120 миллиардов долларов, снижению потребления электроэнергии. для освещения на четверть и сократить выбросы углерода на 246 миллионов метрических тонн.Аналогичная история наблюдается и в Китае, где его центральное плановое агентство рассчитывает экономить 48 миллиардов киловатт-часов электроэнергии каждый год после завершения поэтапного отказа Китая и надеется сократить ежегодные выбросы углерода на 48 миллионов тонн.

И у светодиодов есть еще одна хитрость для защиты окружающей среды: они служат намного дольше, чем большинство других источников света. Лампы накаливания служат около 1000 часов до того, как перегорят, в то время как сопоставимые люминесцентные лампы служат от 8000 до 10000 часов. Светодиоды не перегорают, а просто тускнеют со временем, и когда их яркость падает до 70% от первоначальной, срок их службы считается истекшим.Хороший светодиодный светильник должен иметь срок службы от 30 000 до 50 000 часов и, возможно, до 70 000 в будущем, что означает, что меньше выбрасывается и меньше производится.

Но у светодиодов не все по-своему. Одна из самых больших проблем, с которыми они сталкиваются, — это качество излучаемого ими света. Светодиодные лампы, как правило, излучают резкий, холодный свет — мир вдали от теплого желтоватого света, к которому мы привыкли от ламп накаливания. Это может привести к тому, что освещенные объекты приобретут неестественные цвета, которые человеческий глаз может найти неудобными или просто странными.

Это результат того, что производители создают лампы из эффективных синих светодиодов. Чтобы создать «белый» свет, наносится люминофорное покрытие, излучающее другие цвета в видимом спектре. Когда они смешиваются, как свет, проходящий через две призмы, они производят белый свет. Однако важно то, что в спектре есть «пробелы», и именно эти недостающие фрагменты вызывают резкий эффект.

Чтобы обойти это, ученые и производители сейчас работают над использованием комбинации синих светодиодов и менее эффективных красных светодиодов для создания более теплого свечения.Другие работают над новыми рецептами люминофора, которые могут преобразовывать синий светодиодный свет в большее количество частей видимого спектра, эффективно заполняя пробелы.

Но другие проблемы остаются. Например, свет от светодиодов также имеет тенденцию быть сильно направленным — излучающий свет узким лучом. Это может быть очень полезно в определенных ситуациях, например, при освещении картины, но вряд ли это будет аргументом в пользу потребителей, желающих заменить лампочку в своей лампе для чтения. Большинство производителей решают эту проблему, устанавливая отражатели и диффузоры в свои лампы, но, хотя это эффективно, обычно снижается общий КПД лампы.

Однако это не остановило развитие отрасли. Уже сейчас на рынке представлены эквивалентные лампы мощностью 50 Вт и 60 Вт. Но подняться выше может быть сложно.

«Лампы мощностью 100 Вт были продемонстрированы в лаборатории, но я не думаю, что они появятся на рынке в течение года или двух», — говорит Роберт Карличек, директор Исследовательского центра Smart Lighting Engineering в нью-йоркском Rensselaer. Политехнический институт.

Белый свет, белый свет

Проблема, по его словам, в том, что портит традиционные лампы: тепло.

В частности, светодиоды не излучают тепло, как другие лампы. В результате их приходится прикреплять к громоздким радиаторам, чтобы циркулирующий воздух отводил тепло.

Вот тут и возникают проблемы. В настоящее время упаковка всех компонентов в пространство традиционной лампы позволяет радиатору, способному охлаждать светодиодную лампу, эквивалентную обычной лампе мощностью 50 или 60 Вт. Но чем больше мощность, тем больше нужен радиатор. Проще говоря, недостаточно места для радиатора, достаточно большого, чтобы рассеивать тепло от светодиода, эквивалентного 100 Вт.

Но эта проблема станет неактуальной, если потребители будут готовы переосмыслить свой подход к освещению, а не просто сосредоточиться на обновлении старых ламп накаливания с помощью более новых светодиодных технологий, по словам Фредрика Максика, главного научного директора компании Lighting Science Group из Флориды.

«Когда первая цифровая головка была прикреплена к катушечной аудиосистеме, она была сложной и тяжелой, но люди думали, что это будет будущее цифрового аудио.Это заменяло старые технологии новыми. Но, конечно, они не думали о чем-то вроде iPod », — заявляет он. «Вместо того, чтобы дооснащать светильники светодиодами, теперь у нас есть возможность изготавливать совершенно новые светильники, которые не похожи ни на один из известных нам источников света. Вместо того, чтобы скрывать радиатор, мы должны сделать его частью конструкции самого светильника ». По словам доктора Максика, поскольку светодиоды служат очень долго, можно полностью отказаться от всей концепции осветительной арматуры с отдельной одноразовой лампочкой.

Возможность создания инновационного освещения с использованием светодиодов может быть привлекательной для дизайнеров интерьеров, но перспектива использования процессоров, встроенных в светодиодные лампы, для создания интеллектуальных систем освещения вызывает восторг у многих исследователей, работающих в этой отрасли. На самом базовом уровне это может быть датчик движения, который включает свет, когда кто-то приближается, или систему, которая автоматически изменяет яркость света. «Вы можете легко создать светильник, который будет изучать ваши привычки и настраивать яркость для экономии энергии», — говорит доктор Максик.«Если вам нравится определенное количество света в вашей комнате, то, когда за окном начинает темнеть, свет будет компенсироваться, автоматически становясь ярче».

Когда отдельные источники света получают возможность общаться друг с другом или с элементами управления освещением, потенциал интеллектуального освещения становится еще больше. Для этого светодиодные фонари могут использовать видимый световой обмен — по сути, посылая сигналы друг другу, пульсируя сами себя слишком быстро, чтобы человеческий глаз мог их заметить.Это можно использовать для передачи сигналов между уличными фонарями или фонарями на автомагистралях, чтобы они включались только при приближении людей или автомобилей. Те же уличные фонари могут также использоваться для передачи интернет-данных по окрестностям, а внутреннее освещение может использоваться для отправки интернет-данных вокруг зданий, таких как больницы, где Wi-Fi не разрешен. Система, которая может передавать видео высокой четкости с помощью светодиодов, уже была продемонстрирована исследователем из Эдинбургского университета.

Поскольку белый свет состоит из спектра разных цветов, возможность управления световым спектром, излучаемым светодиодными лампами, предлагает одни из самых интригующих возможностей.«Если мы сможем контролировать спектральное распределение, это даст нам ручку управления, которой у нас никогда не было», — говорит д-р Карличек. Например, должна быть возможность настраивать свет, чтобы излучать дозу почти фиолетового света, который обладал бы антисептическими свойствами, добавляет он. Их можно использовать для поддержания чистоты столешниц на кухне или для поддержания санитарных условий в туалетных комнатах.

Спектральная настройка может также сделать людей более продуктивными, считает доктор Карличек. «Несомненно, есть свидетельства того, что определенные распределения могут влиять, например, на способность мозга спать или учиться», — заявляет он.Несмотря на то, что необходимы дополнительные исследования, он предполагает, что можно разработать лампы, которые излучают индивидуальный свет для использования учащимися, чтобы помочь им учиться более эффективно, или лампы, которые противостоят естественным циркадным ритмам, чтобы помочь ночным работникам бодрствовать.

Хотя подобные уловки означают, что у светодиодов может быть светлое будущее, за ними идут и другие технологии. Недавнее исследование в государственных Sandia National Laboratories США показало, что можно получить белый свет, приятный для человеческого глаза, путем смешивания света красных, синих, зеленых и желтых лазеров, в то время как компания Eden из Иллинойса Park Illuminations надеется коммерциализировать технологию, заключающуюся в герметизации плазмы за стеклом в крошечных микрополостях из алюминиевой фольги, для производства ультратонких и гибких световых листов.

Оставить комментарий