email:
пароль: запомнить

Регистрация

Забыли пароль?

             

Анализ технических и экономических показателей светодиодов

Крымов А. В., Кунгс Я. А., Никитин В. Д.

Томский политехнический университет, Красноярский государственный аграрный университет

Достоинства светодиодов (СД). Проведен сравнительный анализ кривых сил света (КСС) для световых приборов (СП) с СД и с традиционными источниками света (ИС) и оценена целесообразность применения их в наружных осветительных установках (НОУ). Проанализированы рекламные утверждения преимуществ СД. Рассчитана стоимость единицы световой энергии для мощных белых СД отечественного производства и компании Cree.

1. Полупроводниковый источник света
СД относительно молодой ИС, быстро развивающийся в последние годы и обладающий большими перспективами. На рис. 1 изображена тенденция развития световой отдачи СД и традиционных ИС. В табл. 1 представлены световая отдача (ηv) и срок службы (τ) для различных ИС, в том числе и СД.

Таблица 1. СД vs традиционные ИС [1].
Таблица 1. СД vs традиционные ИС

Сравнение световой отдачи традиционных источников света с белыми светодиодами в последние годы и в планируемом будущем
Рис. 1. Сравнение световой отдачи традиционных источников света с белыми светодиодами в последние годы и в планируемом будущем [2].

СД не содержат ртути (в отличие ЛЛ), и потому не представляют экологической опасности. Они миниатюрны и имеют малое питающее напряжение, встроенное светораспределение и  безынерционность включения. У них малый вес и большая устойчивость к деформациям и вибрациям (удобство для потребителя и вандалоустойчивость) [2].

2. Сравнение СП с СД и традиционным ИС для уличного освещения (на основе [3]).
Вот уже несколько последних лет ведутся дискуссии о применении мощных светодиодов в световых приборах общего освещения, начиная от внутреннего и заканчивая уличным. Однако применение не носит массового характера. Из открытых источников можно составить лишь приблизительную картину об областях внедрения светодиодов за рубежом.
В таблице 2 сравниваются (погрешность в мощности ∆P≈10%) КСС:
•    СД-светильника LZ-40-90 (диаграмма светораспределения дана на рис.2);
•    характерного для уличного освещения СП с ДНаТ-100 (рис. 3).

Таблица 2. Сравнение кривой силы света СП с СД (уравнение (1)) и типичного для уличного освещения СП (уравнение (2)) и оценка целесообразности применения СП с СД в наружных осветительных установках.
Сравнение кривой силы света СП с СД
1) В [4] приведена фотография подземного автопаркинга (Raleigh, N.C.), освещенного СД и ДНаТ; сколько уже прослужила установка с ДНаТ – не сообщается, что лишает визуальное сравнение объективности.
2) По техническим и/или экономическим соображениям.

Таблица 3. Сравнение освещения с полупроводниковыми (1,3) и с разрядными (2,4) ИС в уличных (1,2) и промышленных (3,4) ОУ.
Сравнение освещения с полупроводниковыми и с разрядными ИС в уличных и промышленных ОУ

3. Анализ рекламных утверждений, касающихся СД (на основе [3]).
В табл. 4 представлены основные утверждения и реальность.

Таблица 4. Оценка рекламных материалов по освещению твердотельными ИС.
Оценка рекламных материалов по освещению твердотельными ИС
Оценка рекламных материалов по освещению твердотельными ИС

4. Расчет стоимости единицы световой энергии (ЕСЭ) G12 (люмен∙секунда или кратные ей величины) представлен в ряде работ, например, [5] и выполняется по формуле:

Расчет стоимости единицы световой энергии
Таблица 5. Расчет значений G12 для мощных белых СД отечественного производства (q = 1,80 руб/кВт∙ч).
Расчет значений G12 для мощных белых СД отечественного производства
1) Реальная стоимость 1219 руб.
2) В действительности коммерческое предложение отсутствует.
Зависимость стоимости ЕСЭ для СД отечественного производства
Рис. 4. Зависимость стоимости ЕСЭ для СД отечественного производства (а) и ламп ДНаТ и ДРИ [8,9] (б)

Расчеты значений G12 для светодиодов фирмы Cree представлены в табл. 6, результаты на рис. 5.

Таблица 6. Значения G12 для СД холодного белого цвета фирмы Cree [10,11] (q=1,80 руб/кВт∙ч и q*=2,07 руб/кВт∙ч, τ=50 тыс. час.)
Значения G12 для СД холодного белого цвета фирмы Cree
1) Ф=370 лм, 2) Ф=430 лм.
Зависимость стоимости ЕСЭ от световой отдачи для СД фирмы Cree
Рис. 5. Зависимость стоимости ЕСЭ от световой отдачи для СД фирмы Cree при q=1,80 руб/кВт∙ч (на врезке – представлены зависимости при q=1,80 руб/кВт∙ч и q*=2,07 руб/кВт∙ч).

Выводы:
1.    Показана несостоятельность многих рекламных утверждений о достоинствах светодиодов.
2.    Рассчитана стоимость единицы световой энергии для светодиодов и традиционных источников света. Светодиоды пока проигрывают, но имеют тенденцию к снижению стоимости единицы световой энергии
3.    Светодиоды перспективные источники света благодаря быстрому росту световой отдачи и большому сроку службы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.    Полищук А. Г. Новая серия светодиодов XR-E7090 компании Cree для общего освещения // Светотехника - 2007 - №3 - С. 20-23.
2.    Юнович А. Э. Современное состояние светодиодов и тенденции развития светодиодов и светодиодного освещения // Светотехника – 2007 - №6 - С. 13-16.
3.    Степанов В. Н. Комментарии по светодиодным светильникам производства компании «Церс Инжиниринг» http://forum.expertunion.ru/forum/showpost.php?p=7165&postcount=6
4.    Полищук А. Г. Новая серия светодиодов XR-E7090 компании Cree для общего освещения // Светотехника - 2007 - №3 - С. 20-23.
5.    Матющенко А. А. Сравнение экономических показателей ИС/ Матющенко А. А., Никитин В. Д. 6-ая междунар. светотех. конф. Калининград, Светлогорск. 19-21 сентября 2006. Москва, 2006.
6.    http://www.bright-leds.ru/page-power_led.html
7.    http://www.microelectronica.ru/hb/hb_leds_powerw.html
8.    Прайс-лист компании «Сибавтоматика+» http://www.sib-a.ru/UserFile/File/prais150609sait.rar
9.    Прайс-лист компании «Galad»  http://www.tdsvet.ru/files/galad_price.xls
10.    Официальный дистрибьютор фирмы Cree компания "НЕОН-ЭК"http://www.e-neon.ru/catalog/id/2059223
11.    Компания «Золикс» http://www.zolix.ru/Cree.191.0.html

Метки: led, кривая силы света, светодиод, светотехника, энергосбережение, энергоэффективность


Обсуждение

Сергей
гость
#1666 1 октября 2010 ответ цитата
Александр, будьте добры, поясните формулу (2).
Буду Вам очень презнателен
Сергей
гость
#1667 1 октября 2010 ответ цитата
Рис.4 кстати не отображается
Вова
гость
#1668 1 октября 2010 ответ цитата
А у меня рис.4 видно
Сергей
гость
#1669 1 октября 2010 ответ цитата
не затруднит выслать на
rss(a)sibmail(точка)com
Дмитрий
гость
#1674 5 октября 2010 ответ цитата
Статья крайне тенденциозная. К примеру. В случае со светодиодным освещением делается допущение о не качественности БП табл.4 п1.2., а в случае с обычными лампами п.1.4. оговаривается, что все электросети спроектированы и исполнены правильно.
Неправильная оценка восприятия света человеческим глазом. Монохромный свет, излучаемый диодами, воспринимается глазом, как более кнтрастное освещение, чем свет в широком спектре от обычных ламп.
Что точно не известно, так это влияние монохромного света на глаза. Возможно - он опасен или вреден, как опасно и вредно мерцание с частотой 50 Гц газоразрядных ламп.
При оценке экономической эффекта не учитывается стоимость ежегодного обслуживания таб.4, п 2.7.
Дмитрий
гость
#1675 5 октября 2010 ответ цитата
Кстати, техническая неграмотность в таб. 4 п 1.6.
Светодиоды для своей работы требуют не стабильного напряжения, а стабильного ТОКА!!! А вот светодиодные светильники, т.е. светодиод + Б/П уже требуют напряжения, но его параметры определяются параметрами самого Б/П, который, как правило имеет большой разброс по входному напряжению.
И причем здесь программа Президента. О чем статья? О физике и эконимике или о PR чиновников и распиле денег?
Грин
гость
#1730 8 декабря 2010 ответ цитата
Честное слово, уже надоело натыкаться на однобокие статьи о сравнении двух-трех тех. параметров освещения, с перекосами как в сторону светодиодов (куда уж без рекламы), так и в сторону традиционных ИС.

Во время прочтения, аж слезы наворачиваются... и байка еще вспоминается, про шмеля... который по мнению инженеров летать не может :) ... а ведь летает же!

Коллеги, оторвитесь от кабинетных исследований (попу от стула)! Выйдете на улицу, посмотрите как СД "летают" вопреки всяким расчетам - а на магистралях и в туннелях особенно. Можно совместить полезное с приятным - скажем, прокатиться по Европе, Китаю, США, Канаде и т.п. В Томске, между прочим, тоже достаточно реализованных проектов.
Алексей Крымов
Томск
18 сообщений
#1733 13 декабря 2010 ответ цитата
И какие же объекты реализованы в Томске? Их всего два по наружке, по внутрянке светодиодные светильники установлены только в здании НИИПП. Ну а на счет того, что светодиоды летают в магистралях и тоннелях по-подробнее, не будьте голословны!

Добавить комментарий

Ваше имя *  email (не обязательно)
Сообщение * 
Антиспам *
впишите эти буквы сюда   или войдите чтобы не переписывать буквы
  предпросмотр