Уличные светодиодные светильники. Часть 2. Энергоэффективность

Энергоэффективность светодиодного светильника

Одним из основных параметров энергоэффективности для осветительных приборов и систем является световая отдача, выраженная отношением излучаемого источником света светового потока к потребляемой им мощности (лм/Вт). Этот параметр может быть применён как к источнику света, так и к светильнику в целом. Совершенно очевидно, что эти два значения будут существенно разниться, так как для светильника этот параметр будет скорректирован потерями, как минимум, по оптическому и электрическому каналам.

На отношение цветовой температуры, измеряемой в Кельвинах и эффективности источника света лм/вт указывает постановление Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602 «Об утверждений требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемых в цепях переменного тока в цепях освещения».

Также эти параметры указаны в новом ГОСТ Р 54350-2011, вступил в силу в 2012 г. Многие стремятся за большой световой эффективностью, которая бывает порой излишней. (Есть понятие световое загрязнение. Световое загрязнение создаётся уличным освещением, светящимися рекламными щитами или прожекторами.

Большая часть излучаемого света направляется или отражается наверх, что создаёт над городами так называемые световые купола. Это вызвано неоптимальной и неэффективной конструкцией многих систем освещения, ведущей к расточительству энергии. Эффект осветления неба усиливается распространёнными в воздухе частицами пыли, так называемыми аэрозолями. Эти частицы дополнительно преломляют, отражают и рассеивают излучаемый свет.)

Согласно постановлению Правительства РФ от 20 июля 2011 г. №602
«Установить следующие минимально допустимые значения световой отдачи (энергоэффективности)
а) в отношении осветительных устройств для наружного утилитарного освещения: световая отдача (энергоэффективность) при использовании ламп натриевых высокого давления и металлогалогенных ламп -  не менее 50 лм/вт.
световая отдача (энергоэффективность) при использовании светодиодов или светодиодных ламп не менее 65 лм/вт.»
ГОСТ 53540 п7.5 «Значение световой отдачи светильников наружного утили-тарного освещения со светодиодами должно быть не менее 65 лм/вт.

Светодиодные светильники серии УСС 90 магистраль обладают световой эффективностью - при цветовой температуре 4500 — 5000К, 75-95 лм/вт.. (Подтверждено протоколами испытаний)
Светодиодные светильники УСС 90 магистраль с кривой типа «Ш» на светодиодах NICHIA обладают более высокой световой эффективностью.

Для примера покажем отдельно характеристики светодиодов и зависимость их от токов.

Примечание:
На рынке светодиодного освещения, многие производители указывают световую эффективность лм/вт отдельно светодиодов, а не светильника. Это вызывает большую путаницу в точной оценке готового изделия -светодиодного светильника.

Для примера приводится таблица технических параметров серийных светодиодов ведущих производителей.
Это компании: NICHIA (Япония) и CREE (США). Данные взяты с сайта.

таблица технических параметров серийных светодиодов ведущих производителей

Из характеристик видно, что при увеличении подаваемых токов на светодиоды, их эффективность лм/вт уменьшается, при этом световой поток и потребляемая мощность светодиодов увеличивается.

Также необходимо знать, что производители светодиодов, указывают максимальные значения в световом потоке и эффективности.
Очень часто, световой поток лм и эффективность лм/вт светодиодов указаны для лучших образцов. Светодиоды поступающие к производителю светильников, абсолютно все разные по световой отдаче и цветовой температуре. Это разброс у ведущих производителей не более 10%. Соответственно в готовых светодиодных светильниках этот разброс будет также достигать допустимые 10% разброса этих данных.

У некоторых светодиодных изделий это разброс может достигать более 50% - это противоречит применению данных светодиодных светильников в уличном освещении.
Производители должны указывать эффективность светодиодных светильников, а не отдельно светодиодов. Завышение характеристик эффективности приводит к появлению на рынке освещения не качественной и не сертифицированной продукции.

Замеры светодиодов проводились на современном измерительном оборудовании в лаборатории компании «ФОКУС».

современное измерительное оборудование лаборатории компании «ФОКУС»

Существуют критерии светотехнической эффективности, давайте рассмотрим их.

Критерии светотехнической эффективности


Основным критерием светотехнической эффективности является видимость и пороговый контраст. Визуальное восприятие объекта возможно только при резком различии между объектом и фоном. Этот контраст определяется отношением разности яркости объекта наблюдения и фона к яркости фона.

При освещении улиц, автомобильных туннелей, проезжих дорог основной нормируемой величиной служит яркость дорожного покрытия. Она устанавливается в зависимости от категории улиц (дорог), интенсивности движения, характера окружающей обстановки

Яркость и освещенность - количественные показатели уличного освещения.

Яркость — это величина светового потока, отраженного от единицы поверхности или излучаемого ей в направлении наблюдателя, она измеряется с помощью яркомера.
Уровни яркости для наружного освещения принимают исходя из отражающих свойств поверхности асфальта в сухую погоду, т.е. при нормальных условиях вождения.

Освещенность - количественная мера светового потока, падающий на единицу освещаемой поверхности, выражающаяся в люксах и фотах и измеряемая люксметром. Эти приборы скоррегированы под дневную спектральную чувствительность человеческого глаза.

Яркость по отношению к наблюдателю, в отличие от освещенности, зависит от направления линии его зрения и отражающих свойств поверхности в этом направлении.
В России главным документом, устанавливающим параметры освещения, являются Строительные нормы и правила СНиП 23-05-95 и дополнение СНиП 23-05-2010.

В расчетах также учитываются следующие качественные характеристики: неравномерность дорожного покрытия и показатель ослепленности.
Также нормируется еще один качественный показатель освещения — коэффициент пульсации освещенности. Нормирование этого показателя потребовалось в связи с повсеместным внедрением газоразрядных источников света, так как у света от ламп накаливания пульсации весьма незначительны и каких-либо неудобств от их существования люди не испытывали.

В России, странах СНГ, Европы и Азии частота переменного тока в электрических сетях равна 50 Гц; в США, Канаде и ряде других стран — 60 Гц. световой поток ламп изменяется («пульсирует») 100 или 120 раз в секунду.

Глаз эти мерцания не замечает, но они воспринимаются организмом и на подсознательном уровне могут вызывать неприятные явления — повышенную утомляемость, головную боль. При освещении пульсирующим светом вращающихся или вибрирующих предметов возникает так называемый «стробоскопический эффект», когда при совпадении частоты вращения или вибрации с частотой пульсаций света предметы кажутся неподвижными, а при неполном совпадении вращающимися с очень малыми скоростями. Это вызывает у людей ошибочные реакции и является одной из серьезных причин травматизма на производстве.

Коэффициент пульсаций уличного освещения не нормируется. В будущих требованиях этот параметр необходимо учитывать.
В качестве примера возьмем протоколы испытаний светильника ведущего производителя «Фокус» (Россия). Уличный светодиодный светильник серии УСС 90 Магистраль Ш.
Световой поток стабилизирован во всем диапазоне питающего напряжения 170 -265 В.(Необходимо обратить внимание на тот факт, что светильник с лампой ДНаТ при понижении напряжения питания до 160 В отключается, а снова зажигается только при повышении напряжения питания до 190 В.)

Пульсация светового потока очень низкая, не превышающая 0,5%, это очень высокий показатель для светильников наружного применения.
Протокол испытаний прилагается.

Протокол испытаний

У светильника с лампой ДНАТ коэффициент пульсаций более 15 — 40 %. Пульсации светового потока для уличных светильников не регламентируется.




Читайте также:
Уличные светодиодные светильники. Часть 1. Световой поток
Уличные светодиодные светильники. Часть 2. Энергоэффективность
Уличные светодиодные светильники. Часть 3. Кривая силы света
Уличные светодиодные светильники. Часть 4. Светотехнические требования
Уличные светодиодные светильники. Часть 5. Электромагнитная совместимость
Уличные светодиодные светильники. Часть 6. Защита



Романовский А.Н.
Директор по маркетингу компания «ФОКУС»