Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи Энергоэффективность

Под светоотдачей светодиодных ламп подразумевают соотношение показателя светового потока к электрической мощности. Этот термин также называют энергоэффективностью. Показатель светоотдачи обязательно учитывается при организации систем освещения на любых объектах.

В статье мы рассмотрим, что означает световой поток и светоотдача светодиодных ламп, особенности расчета, таблица соответствия светового потока от потребляемой мощности LED-ламп и ламп накаливания.

Освещение — это элементарная потребность, которая важна для жизни во всем мире. Существует множество различных средств для удовлетворения этой потребности в освещении. Когда электричество впервые поступало в местность, то освещение, безусловно, являлось основным применением. Электрические лампы имели существенное преимущество по сравнению со своими неэлектрическими аналогами. Этими преимуществами являются: повышенный уровень освещенности — световой поток, более низкие затраты на единицу световой мощности — светоотдача, а также большая простота использования и более высокое качество освещения.

Содержание
  1. Что такое световая отдача светодиодной лампы
  2. Общая информацияПравить
  3. На какие характеристики нужно обращать внимание при выборе светодиодной лампы?
  4. Таблица сравнения ламп накаливания с LED-лампами
  5. Как связаны светоотдача и мощность LED-ламп
  6. Световой поток
  7. В чем измеряется световой поток светодиодных ламп
  8. Энергосберегающая лампа
  9. СсылкиПравить
  10. Энергоэффективность светодиодов, ламп после 2013 года
  11. Опасность для жизни и последствия для здоровьяПравить
  12. Ультрафиолетовое излучение люминесцентных лампПравить
  13. Стробоскопический эффектПравить
  14. Понятие светового потока светодиодной лампы
  15. Полезный световой поток определим
  16. Типы ламп для освещения
  17. Люминесцентные лампы
  18. Светодиодные лампы
  19. Энергетика сегодня и завтра. Фрагмент из книги «Цифры не лгут»
  20. Расчет энергоэффективности источников света, не только светодиодов и LED ламп
  21. Конструкция и характеристикиПравить
  22. Вывод об энергоэффективности светодиодов и светодиодных ламп

Что такое световая отдача светодиодной лампы

Светоотдачей светодиодных ламп называют коэффициент величины светового потока к мощности, которая потребляется из источника электроэнергии. Чтобы определить световую отдачу лампы, нужно разделить ее световой поток, указанный в люменах, на мощность в ваттах. Если осветительный прибор со световым потоком 5000 Лм имеет мощность 50 Вт, то светоотдача лампы составит 100 Лм/Вт. Зная этот показатель, можно правильно организовать освещение для определенного помещения.

Читайте также:  Раскройте возможности ГИС с помощью нашего удобного для пользователя портала

Степень нагрева кристаллов на светоотдачу светодиодов не влияет. Она зависит от качества люминофора в LED-лампе и технологии, по которой он изготовлен.

Не меньшее влияние на светоотдачу оказывают следующие факторы:

  • Тип отражателя. Во многих лампах отражатель снижает слепящий эффект, тем самым понижая показатель светоотдачи.
  • Наличие драйвера, способного контролировать яркость света, исходящего от лампы.
  • От формы рассеивателя зависит эффективность защиты от вспышек и бликов. Именно поэтому меняется и светоотдача.
  • Чем выше показатель цветовой температуры, тем больше светоотдача осветительного прибора.

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи

Характеристика энергоэффективности до 2013 года

С 1998 года европейским нормативно-техническим документом 98/11/EG на все лампы бытового назначения, источники света производители обязаны наносить на упаковку маркировку энергоэффективности. В данном случае, если мы говорим о светодиодных лампах, то подразумеваем и светодиоды, т. источниками света являются именно диоды.

Маркировка имеет 7 классов энергоэффективности. Самым высоким классом являются лампы ( светодиоды ) с литерой А. Далее по убыванию: B, C, D, E, F и самая низкая энергоэффективность у ламп с литерой G.

Мы можем разделить классы ламп по видам следующим образом:

Люминесцентные, светодиодные, энергосберегающие — А и В
2. Галогенные — С и D
3. Лампы накаливания — E, F и G

Класс энергоэффективности источников света необходимо определять основываясь на вышеуказанную директиву по показателям светового потока и мощности.

Для определения энергоэффективности производители пользуются стандартом DIN EN 50285 «Энергоэффективность электрических ламп бытового назначения, методы измерений».

Одно из требований стандарта — обязательное указание маркировки энергоэффективности светодиодов.

Большой шаг по повышению надежности, качества и энергоэффективности уличного освещения делает донская столица. Светильники и прожекторы на улично-дорожной сети дворовых и общественных территорий, которые находятся в хозяйственном ведении МКП «Ростгорсвет», планируется заменить на светодиодные.

Как сообщил глава Администрации города Алексей Логвиненко, в общей сложности во всех районах Ростова установят более 40 000 новых источников света. Уже смонтировано около 12 000 в четырех районах: Ворошиловском, Октябрьском, Железнодорожном, Советском. Ежедневно задействовано 10 бригад. Подрядчик должен завершить все работы до конца сентября.

— Работа по повышению энергоэффективности городского электрохозяйства для нас очень важна, — подчеркнул глава Администрации Ростова Алексей Логвиненко. — Нам необходимо снижать затраты на свет при повышении качества услуги. Современные осветительные приборы дают такую возможность. Энергосберегающие лампы нового поколения имеют высокую светоотдачу, потребляют меньше электроэнергии и реже нуждаются в обслуживании. Но для их массовой установки необходимы серьезные вложения. Чтобы не обременять бюджет, мы нашли решение. Для повышения энергетической эффективности объектов наружного освещения города в конце 2021 года между МКП «Ростгорсвет» и ПАО «Ростелеком» заключен энергосервисный контракт.

Инвестор обязался модернизировать источники света. А возврат вложений будет происходить за счет экономии, полученной потребителем после реализации технических мероприятий. Кроме экономии электроэнергии замена светильников улучшит освещение улиц и дорог города.

Класс энергоэффективности светодиодных светильниковСогласно европейской шкале классов энергоэффективности, которую можно встретить на всех бытовых приборах, светильники BEST можно отнести к классу А++, как к наиболее подходящему, но не отражающему действительную картину их энергоэффективности!Почти все современные лампы и светильники соответствуют классу энергоэффективности «А» со световой отдачей более 50 лм/Вт. Однако эффективность всех моделей светильников BEST отличается более чем в 2 раза и не опускается ниже 110 лм/Вт. Класс энергоэффективности светильников определяется индексом EEI (Energy Efficiency Index) в соответствии с таблицей:Pcor — это номинальная мощность источника света, измеряемая при номинальном входном напряжении. Если лампа имеет внешний источник питания, то номинальную мощность необходимо скорректировать в большую сторону (до 15%). Методика коррекции зависит от типа источника света. Pref — это расчетная мощность, получаемая через полезный световой поток Φuse по формуле:

Энергоэффективность светоотдачи

Полезный световой поток (Φuse) определяется в соответствии с таблицей:

Общая информацияПравить

Исследователи из Эксетерского университета (Англия) изучили спектр ночного освещения в Европе и пришли к неутешительному выводу: перевод уличных фонарей на светодиоды, похоже, не оправдывает себя в экологическом плане. Искусственный свет стал более синим, из-за чего ухудшается качество сна у людей и сокращаются популяции ночных насекомых. В итоге совокупный вред превышает пользу от энергосбережения, пишут экологи в журнале Science Advances.

Уличное освещение на белых светодиодах стали активно внедрять в ряде европейских стран с 2014 года вместо прежних натриевых и люминесцентных ламп. Такие светодиоды производят 200-300 люмен светового потока на каждый затраченный ватт энергии, тогда как натриевые лампы выдают 100-150 люмен на ватт, а люминесцентные лампы — всего 50-100 люмен на ватт (лампы накаливания: 12-16 люмен на ватт). При этом ресурс светодиодов достигает 100 тысяч часов работы (обычно 30-50 тысяч часов) по сравнению с 16-18 тысячами часов у натриевых ламп и 10-20 тысячами часов у люминесцентных (лампа накаливания может проработать около тысячи часов).

Благодаря этому светодиодные фонари оказываются ощутимо дешевле в эксплуатации, хотя цены на сами светодиоды обычно выше, чем на газоразрядные лампы. Высокая энергоэффективность позволяет сократить потребности в энергии для освещения, и вследствие этого — уменьшить парниковые выбросы электростанций. Это полностью укладывается в европейский курс на «зеленую» энергетику и борьбу с изменениями климата.

Однако спектр света белых светодиодов смещен от желтого цвета, характерного для Солнца и газоразрядных ламп, к синему. Исследования показывают, что это не очень хорошо. Синий свет подавляет выработку мелатонина, который отвечает за смену сна и бодрствования (циркадный ритм) у людей и животных. Об этом Naked Science писал, например, здесь. Также светодиоды усиленно привлекают насекомых, не давая им искать пищу и партнеров для размножения.

Английские экологи решили оценить масштаб проблемы и проанализировали спектральные карты ночного освещения европейских городов, полученные с помощью МКС. На них отчетливо видно, что в 2012-2013 годах уличный свет в городах Европы был преимущественно бело-желтым благодаря натриевым лампам. В период с 2014 по 2020 год спектр городской и сельской засветки действительно сместился к синему цвету. Сильнее всего — в Италии, Румынии, Ирландии, Испании и Великобритании, что привело к сокращению выработки мелатонина у людей и животных в этих странах. Тогда как Австрия и Германия все еще используют для большинства уличных фонарей натриевые лампы с их желтоватым светом.

Профессор экологии и охраны природы в Университете Ньюкасла Даррен Эванс не участвовал в исследовании, но подтвердил опасения своих коллег. Его собственные работы показали резкое сокращение популяции ночных насекомых в английских городах, где больше половины уличных ламп работают на светодиодах. Это разрушает пищевые цепи и грозит полной перестройкой городских и сельских экосистем. По словам Даррена Эванса, власти Великобритании плохо спрогнозировали последствия перевода освещения на белые светодиоды. Особенно для здоровья людей, которые из-за посиневшего уличного освещения могут хуже спать и чаще испытывать бессонницу.

Экологи предлагают несколько путей решения этой проблемы. Например, можно приглушать свет фонарей в ночное время. Или менять полосу пропускания светодиодных ламп, чтобы вернуть спектр излучения в область желтого цвета. Власти некоторых британских муниципалитетов так и поступают, и по мнению Даррена Эванса, эту практику стоило бы расширить на другие регионы и страны.

^ Наверх ^

Высокая светоотдача и направленность излучения позволяет получить высокий уровень освещенности в рабочей зоне. В таблице отображены показания замеров освещенности для разных светодиодных панелей. Панели были разбиты на группы по потребляемой мощности, наилучшие результаты выделены зеленым фоном.

* Требуемая эквивалентная мощность лампы накаливания (при светоотдаче 10Лм/Вт) с равномерным распределением силы света для получения освещенности от соответствующей светодиодной панели. ** В некоторых случаях потребитель ориентируется чаще на заявленную потребляемую мощность — «чем больше, тем лучше». Поэтому в нашем случае эквивалент светоотдачи рассчитывался как отношение расчетного светового потока (см. рис. Тип Д — косинусное распределение силы света) к заявленной потребляемой мощности. Матовый рассеиватель заметно снижает светоотдачу светильника. *** Приведены результаты по данным измерений с помощью прибора пульсометра-люксметра «ТКА-ПКМ» (08) и испытаний в акредитованной испытательной лаборатории светотехнических изделий ЗАО «БЕЛИНТЕГРА».

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность светоотдачи

При выборе товаров из нашей специфики, часто ли вы сталкивались с характеристиками о которых ничего не знали раньше? или которые вам не понятны при изучении например такой категории светодиодного оборудования, как светодиодные светильники? Думаем, что большинство из вас ответит «Да». Общаясь с вами — нашими клиентами, мы пришли к выводу, что когда стоит цель в выборе любой категории товара светодиодного освещения, у вас возникают такие вопросы. Светодиодное оборудование, которое стало все чаще и чаще входить в нашу жизнь, наталкивает нас на изучение терминов, понятий той или иной характеристики. Давайте вместе разберемся! Ниже для Вас подобрали основные расшифровки характеристик, с которыми вы можете столкнуться в поисках необходимого товара. Светодиод — что это?Полупродниковый прибор, создающий оптическое излучение при протекании через него электрического тока. Световой поток — что это?Величина световой энергии, излучаемая источником света. Чем больше световой поток, тем ярче источник света. Световой поток измеряется в Лм (Люмен). Для примера, понятие световой поток встречается в разделе одноцветная светодиодная лента. Потребеление (мощность) – что это?Это количество энергии, потребляемой из сети за час. Энергоэффективность – что это?Светоотдача осветительного прибора – отношение светового потока осветительного прибора к потребляемой электрической мощности. Энергоэффективность измеряется в Лм/Вт. Чем больше люмен светового потока на 1 Ватт мощности, тем более энергоэффективен источник света. Сила света – что это?Это  величина световой энергии переносимой в определенном направлении за единицу времени. Данная величина измеряется в Кд (Кандела). Кривая силы света (КСС) – что это?Это график, описывающий распределение светового излучения от источника света в пространстве. Выделяют семь типов КСС: концентрированная, глубокая, косинусная, полуширокая, широкая, равномерная, синусная. Освещенность – что это?Это отношение светового потока, падающего на участок поверхности, к его площади. Для каждого вида зрительной работы существуют свои нормированные значения освещенности в зависимости от точности и сложности. Измеряется в Лк (Люкс). Номинальное напряжение – что это?Это напряжение устройства, при котором оно сохраняет свои технические параметры. Измеряется в В (Вольт). Частота электрической сети – что это?Это количество колебаний (изменений направления) тока в секунду. В России частота электрической сети 50Гц. Измеряется в Гц (Герц). Переменный/ Постоянный ток – что это?АС(Перемнный ток) – электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению. DC(Постоянный ток) – электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению. Аббревиатура AC/DC означает, что устройство может работать как в сетях с переменным током, так и в сетях с постоянным током. Угол рассеивания – что это?Это угол излучения, при котором сила света снижается на 50% от максимального значения. Цветовая температура – что это?Это температура нагрева абсолютно черного тела, при которой оно излучает свет той же цветности как у рассматриваемого источника. Данная величина измеряется в К (Кельвин). Более подробно о цветовой температуре вы можете узнать в нашей статье «Цветовая температура – что это?». Срок службы – что это?Это продолжительность эксплуатации изделия, в течение которой световой поток сохраняется на уровне более 70%. Светодиоды типа SMD – что это?Это технология поверхностного монтажа электронных компонентов печатных плат. Применяется также в отношении светодиодов для обозначения варианта монтажа светодиода. Цифры рядом с аббревиатурой SMD указывают на размер светодиода. Например SMD2835- это означает, что светодиод поверхностного монтажа, размером 2. 8*3. 5мм. Индекс цветопередачи – что это?Измеряется в Ra. Ra – безразмерная величина, характеризующая уровень соответствия естественного цвета тела видимому цвету этого тела при освещении его данным источником света. Чем выше индекс цветопередачи, тем более естественным выглядят цвета освещенных предметов. Максимальный индекс цветопередачи у солнечного излучения равен 100. Коэффициент пульсации – что это?Характеризует изменение светового потока, падающего на единицу поверхности в единицу времени. Пульсация зрительно не воспринимается, но неблагоприятно влияет на биологическую активность мозга, вызывая трудность сосредоточения на тяжелой работе, напряжение в глазах, головную боль, повышенную утомляемость. Коэффициент мощности — что это?Это безразмерная величина, равная отношению активной составляющей мощности к полной. Полезная мощность измеряется в Вт(Ватт), полная измеряется в ВА(Вольт-ампер). Коэффициент мощности характеризует качество электроприбора с точки зрения экономии электроэнергии. Степень защиты IP — что это?Это система классификации степеней защиты оболочки устройств от проникновения посторонних предметов, пыли, воды. Первая цифра характеризует защиту от проникновения посторонних предметов, вторая цифра характеризует защиту от влаги. вернуться в раздел «Статьи»

На какие характеристики нужно обращать внимание при выборе светодиодной лампы?

Основные
характеристики светодиодной лампы:

Потребление
электроэнергии (измеряется в ваттах (W)).

Этот показатель прямо влияет на то, сколько вы будете
платить за электроэнергию. Он указан на упаковке любого продукта и многие
покупатели ориентируются именно на потребление электроэнергии  при выборе лампы или светильника, но  есть еще один показатель, который влияет на то
– насколько ярко будет светить лампа или светильник.

Энергоэффективность светоотдачи

Световой поток
(измеряется в люменах (Lm)).

Световой поток – это количество света, излучаемого светильником
или лампочкой. е чем больше световой поток, тем ярче будет светить лампа или
светильник. Этот показатель обязательно должен быть указан на упаковке товара.

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность это
— эффективное (рациональное) использование электроэнергии. Использование меньшего
количества энергии для обеспечения того же уровня освещенности помещений.

Светоотдача
это — Отношение излучаемого светового потока к потребляемой мощности (Lm/w)

простыми словами, чем меньше электроэнергии потребляет
источник и дает больше света, тем выше его светоотдача, а соответственно и
энергоэффективность.

Энергоэффективность указывается на упаковке, а если вас
интересует светоотдача, то придется посчитать самому.

Энергоэффективность светоотдачи

Две лампы потребляют одинаковое количество электроэнергии,
но световой поток у них разный, а это значит что, светоотдача у лампы Б будет
выше, соответственно она будет более энергоэффективной и будет ярче светить. Таким образом при одинаковом потреблении, дома у покупателя при выборе лампы Б
будет больше света.

Энергоэффективность светоотдачи

Также мы добавили колонку с указанием аналога лампы
накаливания (многие производители указывают эту информацию на упаковке для
удобства покупателя при выборе лампы, т. многие все еще ориентируются на
лампы накаливания), чтобы сравнить насколько верно указан аналог потребляемой
мощности.

И вот здесь нужно
быть очень внимательным, т. недобросовестные производители могут лукавить –
давайте разберемся.

Согласно СТБ 2461-2016 и СТБ 2476-2016 если на упаковке
указывается эквивалентность обычной лампы накаливания, то мощность указанной
эквивалентной лампы накаливания (округлённая до 1 Вт), должна соответствовать
значению светового потока лампы, содержащейся в упаковке, указанного в таблице
Б.

Энергоэффективность светоотдачи

Таким образом мы видим, что лампа Б соответствует аналогу и
будет светить так же ярко, как и лампа накаливания 40Вт. А вот если вы замените
свои лампы на продукт А, то дома станет темнее.

Поэтому будьте
внимательнее при выборе лампы или светильника!

Цветопередача – способность излучения лампы воспроизводить
цвета освещаемых объектов. (единица измерения RA)

Почему это важно и на что это влияет?

Никогда не замечали, например, купив какую-то вещь в
магазине и надев ее дома, что цвет изменился? А это все потому что лампы
установленные в магазине и у вас дома имеют разный индекс цветопередачи. И одна
и таже вещь или предмет будет отличаться по цвету.

За эталон мы берем солнечный свет, к котором спектр цветов
получается самым ровным.

Энергоэффективность светоотдачи

Цветовая температура.

Чем большее количество кельвин цветовая температура – тем
более холодным кажется нам свет и окружающие объекты.

Как правило источники света с более теплой цветовой
температурой устанавливаются в помещениях, где мы хотим расслабиться (гостиная,
спальня), а с более холодной там, где нам где мы работаем и нам нужен
функциональный свет (кабинеты, рабочая зона на кухне).

Энергоэффективность светоотдачи

Как понять какой
индекс цветопередаци и световая температура у ламп Philips?

Трехзначная цифра
указанная на упаковке: первая цифра показывает индекс цветопередачи, остальные
2 цветовую температуру.

Энергоэффективность светоотдачи

Таблица сравнения ламп накаливания с LED-лампами

Во времена, когда использовались преимущественно лампы накаливания, было принято измерять мощность исключительно в ваттах. По этой причине большинство потребителей при выборе ламп обращает внимание именно на этот показатель. При необходимости покупки вместо ламп накаливания LED-ламп встает вопрос об их соотношении по мощности. В таблице приведены эквивалентные значения.

Световой поток (Лм)
Мощность LED-лампы (Вт)
Мощность лампы накаливания (Вт)
250
2–3
25
400
5–7
40
650
8–9
60
1300
14–15
100
2100
22–27
150

Светоотдача светодиодных светильников – важный показатель, который нужно учитывать при организации освещения в совокупности с мощностью и величиной светового потока. От этих величин зависит, насколько комфортно и безопасно будет в освещаемом помещении. Выбирая лампу, необходимо ориентироваться на нормы освещенности, предусмотренные для каждого конкретного объекта.

Как связаны светоотдача и мощность LED-ламп

Световая отдача LED-ламп и показатель их мощности стоят в одном ряду по своей важности. Если значения величины светового потока и светоотдачи известны, не составит труда определить мощность лампы. Для этого показатель светового потока нужно разделить на светоотдачу.

Световой поток

Общее количество видимого света, излучаемого источником, так называемый световой поток, является одной из наиболее важных характеристик лампы. Световой поток ламп варьируется примерно от 1 до 4000 люмен для электрических ламп.

Люмен –единица измерения яркости в единицу времени по международной системе.

Как и ожидалось, чем выше мощность лампы, тем выше светоотдача.

При том же уровне светового потока потребление энергии неэлектрическим источником света примерно в 65 раз выше, чем для электрического источника света. При этом электрическая лампа имеет световой поток примерно в 2000 раз выше, чем неэлектрическая свеча при том же уровне мощности.

Лампы со световым потоком менее 20 люмен не предназначены для общего освещения, но обычно функционируют только как ориентирующие огни — ночники. Большинство пользователей предпочитают иметь в своих домах один или несколько ориентирующих светильников.

Преобразование топлива или электроэнергии в видимый свет происходит в ряде различных процессов и в различных условиях, что приводит к широкому диапазону светоотдачи.

Светоотдача — это отношение яркости каждого ватта, мощность может быть световым потоком с выходного сигнала источника, или это может быть общая электрическая мощность, используемая источником.

Электрические лампы имеют уровень световой эффективности, который колеблется от 1,7 до 200 люмен на ватт. Эти широкие диапазоны обусловлены различными используемыми технологиями и широким диапазоном мощности ламп. Неэлектрические источники света, типа свечи, варьируются примерно от 0,1 до 1,4 люмена на ватт.

  • Обычно мы выбираем лампы в средней части диапазона мощности. Как правило, чем выше мощность, тем выше светоотдача;
  • Свет с наименьшей светоотдачей (1,7 лм/Вт) представляет собой угольную дуговую лампу, работающей на 1 Вт;
  • Диапазон мощности доступных ламп высок: от 0,75 до 1000 Вт.

Одна из основных потребностей в электроэнергии для жизни человека — это потребности в освещении. Почти вся деятельность человека как иногда днем, так и ночью должна использовать освещение.

Масштабы потребности в освещении в сочетании с разработкой разнообразных осветительных приборов с учётом количеств и типов осветительных приборов, циркулирующих на рынке, очень велики.

Создание энергосберегающего освещения считается очень важным в стремлении удовлетворить человеческие потребности. Проблема, возникающая при наличии на рынке различных видов продукции осветительных брендов, заключается в отсутствии информации о характеристиках светильников, так что у потребителей нет рекомендаций при выборе в соответствии со своими потребностями. Потребители или пользователи не располагают информацией о том, действительно ли все лампы обладают высокой эффективностью или какой-то тип лампы лучше по сравнению с аналогичными осветительными приборами.

Потребность в освещении в домашнем хозяйстве должна учитывать электрическую мощность, используемую для производства необходимого света.

Способность осветительного прибора для получения света, — это его световая эффективность.

В чем измеряется световой поток светодиодных ламп

Понимая, в чем измеряется световой поток светодиодных ламп, легко найти этот показатель на упаковке прибора. Яркость лампы измеряется в люменах (Лм). Согласно установленным нормам, оптимальное значение светового потока для жилых комнат составляет 30 Лм на 1 кв. Соотношение светового потока к площади освещаемой поверхности принято измерять в люксах. Получаемое значение называют освещенностью.

Энергосберегающая лампа

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 27 октября 2017 года; проверки требуют 40 правок.

Энергоэффективность светоотдачи

СсылкиПравить

  • Ободовский, Богдан Люминесцентные или светодиодные лампы, что лучше для экодома? (недоступная ссылка). realproducts.ru (13 июня 2012). Дата обращения: 18 декабря 2012. Архивировано 3 декабря 2012 года.
  • Сравнение ламп для освещения квартиры (недоступная ссылка). VOLT220.ru. Дата обращения: 18 декабря 2012. Архивировано 26 января 2013 года.

Энергоэффективность светодиодов, ламп после 2013 года

Энергоэффективность светоотдачи

Энергоэффективность LED ламп после 2013 года

Все в нашей жизни течет, все изменяется. Так происходит и на рынке твердотельного освещения. С 2013 года был принят новый стандарт, с выходом которого был упразднен стандарт энегроэффективности от 1998 года.

С вводом этого документа производители обязаны классифицировать не только источники света, но и все бытовые приборы. Классификация достаточно простая и позволяет любому покупателю перед приобретением товара сравнить его с другими приборами.

Так как мы рассматриваем только освещение, то можно делать выводы о том, что все современные лампы, светильники, прожекторы имеют энергоэффективность «А». К этому классу относятся не только светодиодные, но и газоразрядные со световым потоком не более 50 Лм на Вт.

Новая шкала энергоэффективности позволяет сравнить любые энергосберегающие источники света между собой. Это необходимо делать, т. одни и те же лампы, с одинаковыми параметрами обладают различной эффективностью. Причем современные устройства по сравнению со «стариками» имеют светоотдачу практически в два раза больше.

Смотря на картинку с разноцветными стрелочками среднестатистический покупатель не в состоянии понять об истинном положении дел. Для более детального понимания необходимо провести некоторые расчеты. Обратимся к таблице, на основании которой можно определять эффективность любых источников света:

Опасность для жизни и последствия для здоровьяПравить

Люминесцентные лампы содержат в своём составе в небольшом количестве пары ртути, в связи с чем их нельзя выбрасывать как обычный бытовой мусор, а требуется сдавать на утилизацию в специализированные организации.

Опасно не только острое отравление парами ртути, как правило, заканчивающееся смертью, но и долговременное хроническое отравление малыми дозами паров, вызывающее неврологические заболевания (меркуриализм, «ртутный тремор»), а также длительное воздействие сверхмалых доз (микромеркуриализм).

Ультрафиолетовое излучение люминесцентных лампПравить

Энергосберегающие лампы обладают выраженными пиками на отдельных участках спектра. На некоторых же участках излучение может отсутствовать (провал в области фиолетовых и синих лучей есть и у ламп накаливания).

Стробоскопический эффектПравить

  • ↑ 1 2 3 Сандольская Д. В. Повышение энергетической эффективности. Энергосберегающие лампы. // Academia. Архитектура и строительство. 2010. Вып. 3.
  • Лампа накаливания.//Большая российская энциклопедия.
  • Медведев запрещает лампочки // 03.07.2009 г. Ведомости.
  • Д. Медведев запретил с 2011г. использовать лампы накаливания // 23.11.2009 г. РБК.
  • Энергосберегающие лампы и лампы накаливания: за и против. Справка // 27.08.2009 г. РИА Новости — Наука.
  • Зарипов М. В., Терегулов Т. Р.
    Преимущества и недостатки энергосберегающих ламп. // Евразийский научный журнал. 2016 № 12.
  • Капцов В.А., Дейнего В.Н. Эволюция искусственного освещения: взгляд гигиениста. / Под ред. Вильк М.Ф., Капцова В.А. — Москва: Российская Академия Наук, 2021. — 632 с. — 300 экз. — ISBN 978-5-907336-44-2.
  • Ученые: энергосберегающие лампы порождают приступы эпилепсии. Дата обращения: 11 декабря 2014.
  • Вредны ли люминесцентные лампы. Дата обращения: 11 декабря 2014.

Понятие светового потока светодиодной лампы

Световой поток светодиодных светильников – это общее количество света, которое выделяет прибор на определенную поверхность. Иными словами, это яркость лампы. На современных LED-лампах показатель светового потока указывается на упаковке вместе с мощностью и углом освещения. Если этих данных нет, такую лампу лучше не покупать.

С помощью показателя светового потока можно рассчитать уровень освещенности, измеряемый в люксах. Если световой поток дошел до поверхности полностью, то 1 люкс будет равен 1 люмену на квадратный метр. Если луч рассеивается под разным углом, то и освещенность будет варьироваться. Например, если лампа находится под углом 360 градусов, то свет падает не только на пол, но и на стены. Это значит, что на пол световой поток дойдет не полностью.

Полезный световой поток определим

Источник светаФполНенаправленныйПолный световой потокНаправленные источники света с углом светового пучка более 90°, без нитей накаливания. Сюда не включаются источники для акцентированного освещенияСветовой поток в пределах конуса 120°Другие направленные источники светаСветовой поток в пределах конуса 90°

За счет большей энергоэффективности мы получаем больше света при относительно небольшом потреблении энергии. До недавнего времени количество света можно было косвенно определить только тем, что чем больше ватт у лампы, тем боле ярко будет светить источник света. С новыми светодиодными технологиями этот номер не пройдет.

Энергоэффективность светоотдачи

Если брать в сравнение обычные лампы накаливания и LED, то энергоэффективность у первых снижается в том случае, если необходимо получить цвет, отличный от родного теплого. Для этого используются различные светофильтры. которые поглощают часть света. У светодиодов этого нет, так как мы можем получать различные цвета не прибегая к фильтрам. А соответственно и энергоэффективность у цветных диодов на порядок выше.

Энергоэффективность источников света по излучению света

1 из 2

Типы ламп для освещения

Открытие новых типов приборов для освещения сегодня помогает потребителям в удовлетворении их потребностей. На рынке циркулирует несколько типов ламп. В течением времени люди начали отказываться от некоторых из них, таких как лампы накаливания, которые больше считаются неэффективными. Полностью люминесцентные лампы также почти не используются, поскольку они не только вредны для окружающей среды, но и потребляют больше электроэнергии. Типы светильников, которые сегодня более широко используются потребителями, включают такие типы как энергосберегающие люминесцентные лампы и светодиодные.

Люминесцентные лампы

Энергосберегающие люминесцентные лампы — это тип освещения, в которых используется принцип процесса флуоресцентного минерального свечения при котором минералы подвергаются воздействию ультрафиолетового света, а затем вступают в реакцию с газом внутри лампы производя ультрафиолетовый свет. Затем ультрафиолетовый свет воздействует на фосфор, который представляет собой смесь минералов, выстилающих внутреннюю поверхность лампочки.

Светодиодные лампы

Светодиоды — это специальные полупроводниковые диоды.

Светодиоды состоят из чипа из полупроводникового материала с, примесями для создания структуры, называемой p-n переходом. Длина волны излучаемого света и его цвет зависят от материала, который образует p-n-переход. Светодиодная микросхема имеет положительный и отрицательный полюса (p-n) и загорается только при подаче постоянного тока. Это связано с тем, что светодиоды изготовлены из полупроводникового материала, который позволяет электрическому току течь только в одном направлении, а не в противоположном.

Свет на светодиоде — это электромагнитная энергия, излучаемая в видимой части спектра. Характеристики светодиода включают в себя более длительный срок службы, чем обычные лампы, может достигать долговечности до 30 тысяч часов, имеет энергоэффективность до 80-90 процентов, способен работать при низком электрическом напряжении, производимый свет не является горячим.

Результаты эксплуатации светодиодных ламп показывает, что этот тип осветительных приборов обладает наилучшей эффективностью по сравнению с типами люминесцентных ламп и тем более ламп накаливания, поскольку они имеют наименьший уровень разряда энергии со средним КПД 32% и производят больше светоотдачу (в среднем составляет 100 люмен на ватт).

Подтверждено, что значение люмен / ватт у светодиода – велико. Чем выше это значение, тем лучше качество лампы.

Энергетика сегодня и завтра. Фрагмент из книги «Цифры не лгут»

Издательства «КоЛибри» и «Азбука-Аттикус» представляют книгу Вацлава Смила «Цифры не лгут. 71 факт, важный для понимания всего на свете» (перевод Юрия Гольдберга).

Канадский ученый, эколог и политолог Вацлав Смил знаменит своими работами о связи энергетики с экологией, демографией и реальной политикой, а также виртуозным умением обращаться с большими массивами статистических данных. Эта книга, так восхитившая Билла Гейтса, обобщает самые интересные материалы, которые Смил пишет для журнала IEEE Spectrum — одного из ведущих научно-инженерных изданий мира, и представляет собой актуальное руководство для понимания истинного положения дел на нашей планете. Она затрагивает широкий диапазон тем, касающихся людей, целых народов и стран, энергии и того, как мы ее используем, технических инноваций, а также машин и устройств, определяющих облик современной цивилизации. Насущная и важная, сочетающая статистику и историю, написанная с чувством юмора, эта книга побуждает нас усомниться в том, что мы считали истиной.

Предлагаем прочитать два раздела из книги.

Солнечный свет: всё еще вне конкуренции

Прогресс цивилизации можно проследить по уровню освещения — в первую очередь по его мощности, стоимости и светоотдаче. Последний показатель отражает способность источника света вызывать значимую реакцию в глазу и вычисляется как общий световой поток (в люменах), деленный на номинальную мощность (в ваттах).

В фотопических условиях (то есть при ярком освещении, позволяющем различать цвета) светоотдача видимого света достигает пика на величине 683 лм/Вт — это максимум для волны длиной 555 нанометров (нм), которая находится в зеленой части спектра, и этот цвет при любом уровне мощности кажется самым ярким.

На протяжении многих тысячелетий наши источники искусственного освещения отставали от этого теоретического максимума на три порядка. Свечи имеют светоотдачу всего от 0,2 до 0,3 лм/Вт, фонари со светильным газом (освещавшие европейские города в XIX в. ) — в 5–6 раз больше, а эффективность угольных нитей первых лампочек Эдисона оставалась примерно на том же уровне. Светоотдача резко увеличилась с появлением металлических нитей из осмия (1898; 5,5 лм/Вт) и тантала (1901; 7 лм/Вт); по прошествии еще десяти лет вольфрамовая нить в колбе, наполненной смесью азота и аргона, повысила светоотдачу обычных бытовых ламп до 12 лм/Вт, а витая вольфрамовая нить, появившаяся в 1934 г. , довела ее до 15 лм/Вт для 100-ваттных ламп, которые стали стандартным источником яркого света в первые два десятилетия после Второй мировой войны.

Энергоэффективность светоотдачи

Источники света с другим принципом действия — лампы низкого давления, натриевые и ртутные (флуоресцентные) — появились в 1930-х гг. , но широкое распространение получили только в 1950-х. Лучшие современные флуоресцентные лампы с электронным балластом имеют светоотдачу на уровне 100 лм/Вт; натриевые лампы высокого давления — до 150 лм/Вт; натриевые лампы низкого давления — до 200 лм/Вт. Однако натриевые лампы излучают только монохроматический желтый свет с длиной волны 589 нм, и поэтому их не используют в помещениях: они пригодны лишь для освещения улиц.

Сегодня все наши надежды связаны со светодиодами.

Светодиоды были изобретены в 1962 г. и на тот момент излучали только красный свет, через десять лет появились зеленые, а в 1990-х гг. — синие светодиоды повышенной яркости.

Покрывая такие синие светодиоды флуоресцентными люминофорами, инженеры смогли преобразовать часть синего света в более теплые тона и таким образом получить белый свет, пригодный для внутреннего освещения. Теоретический предел для яркого белого светодиода составляет около 300 лм/Вт, но современным бытовым лампам до него еще очень далеко. Компания Philips продает в Соединенных Штатах — стандарт сетевого напряжения здесь 120 вольт (В) — 18-ваттные лампы мягкого белого света и лампы регулируемой мощности (замена 100-ваттных ламп накаливания) со светоотдачей 89 лм/Вт. В Европе, где напряжение сети находится в диапазоне от 220 до 240 В, Philips предлагает светодиодные лампы со светоотдачей 172 лм/Вт (замена европейских 1,5-метровых флуоресцентных труб).

Высокая эффективность светодиодов уже привела к существенной экономии электричества во всем мире; кроме того, такие лампы способны работать по три часа в день в течение двадцати лет, а если вы забыли выключить свет в доме, это почти не отразится в счете за электроэнергию. Однако, как и все остальные источники искусственного освещения, они не обеспечивают спектр излучения, сравнимый с естественным. Лампы накаливания дают слишком мало синего света, а флуоресцентные почти не излучают красного; у светодиодов недостаточная интенсивность в красной части спектра и избыточная — в синей. Их свет не слишком приятен для глаза.

С 1880-х гг. светоотдача искусственных источников света увеличилась на два порядка, но мы по-прежнему не умеем воспроизводить в помещении солнечный свет.

Аккумуляторы всё большей емкости: зачем?

Было бы гораздо легче расширить использование энергии солнца и ветра, если бы мы обладали более совершенными способами хранения большого количества электроэнергии, чтобы скомпенсировать прерывания в ее потоке.

Даже в солнечном Лос-Анджелесе стандартный дом с установленными на крыше фотовольтаическими панелями, которые обеспечивают его потребности, всё равно столкнется с серьезной дневной нехваткой до 80 % в январе и дневным переизбытком на 65 % в мае. Такой дом можно отключить от сети электроснабжения, только если установить громоздкий и дорогой комплект литий-ионных аккумуляторов. Даже маленькая национальная сеть электроснабжения — мощностью от 10 до 30 ГВт — может полагаться на непостоянные источники только при наличии хранилища электроэнергии мощностью в несколько гигаватт, способного обеспечить несколько часов непрерывной работы.

С 2007 г. больше половины населения нашей планеты живет в городах. К 2050 г. численность горожан превысит 6,3 млрд человек и составит две трети всего населения, причем значительно увеличится количество городов-гигантов с населением больше 10 млн человек (см. главу «Расцвет городов-гигантов»). По большей части эти люди будут жить в высотных зданиях, и поэтому возможности для локальной генерации электроэнергии будут ограниченны, но им понадобится бесперебойное поступление электричества для нужд домов, услуг, промышленных предприятий и транспорта.

Представьте азиатский город-гигант, в котором пару дней бушует тайфун. Даже если магистральные линии электропередачи способны обеспечить более половины потребностей города, потребуется еще немало гигаватт-часов из хранилища, пока не будут восстановлены источники с непостоянной генерацией (или, возможно, придется подключить резервные мощности, произведенные на ископаемом топливе, — те самые, от которых мы стремимся избавиться).

Литий-ионные аккумуляторы используются для накопления энергии как в стационарном, так и в мобильном варианте. В качестве анода в них применяется литиевый сплав, а в качестве катода — графит (в обычных свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторах активными веществами электродов становятся двуокись свинца и свинец). Но, несмотря на гораздо более высокую энергоемкость, литий-ионные аккумуляторы всё же не годятся для долговременного хранения больших запасов энергии. Самая большая накопительная система, состоящая из 18 000 литий-ионных аккумуляторов, строится в Лонг-Бич компанией AES Corp. для компании Southern California Edison. После ввода в строй в 2021 г. хранилище должно поддерживать мощность 100 МВт в течение четырех часов. Но 400 МВт·ч электроэнергии — это всё еще на два порядка меньше, чем потребуется крупному азиатскому городу, если он лишится источников с непостоянной генерацией.

Энергоэффективность светоотдачи

Итак, мы должны многократно увеличить объемы хранения: Но как? Энергоэффективность натрий-серных аккумуляторов выше, чем у литий-ионных, но горячий жидкий металл очень неудобен в качестве электролита. Проточные батареи, которые запасают энергию непосредственно в электролите, всё еще находятся на стадии внедрения. Суперконденсаторы не способны поставлять энергию в течение достаточно долгого времени. А сжатый воздух и маховики — извечные любимчики популярной журналистики — были реализованы лишь в десятке небольших или средних проектов. Вероятно, в долговременном плане наши надежды будут связаны с дешевым электричеством, получаемым из солнечной энергии: с ним мы разложим воду при помощи электролиза и используем полученный водород в качестве универсального топлива, — однако перспективы такой водородной энергетики пока туманны.

Таким образом, для масштабного хранения энергии нам по-прежнему приходится рассчитывать на технологию, появившуюся в 1890-х гг. : водохранилище с насосным питанием. Вы строите один резервуар на возвышенности и трубами соединяете его с другим, расположенным ниже, а затем используете более дешевое электричество, ночью перекачивая насосами воду наверх, чтобы она вращала турбины в периоды пиковых нагрузок. На гидроаккумуляцию приходится 99 % мирового объема хранилищ электроэнергии, но при этом приходится мириться с неизбежными потерями порядка 25 %. Многие такие хранилища обеспечивают мощность 1 ГВт — максимум до 3 ГВт — в течение недолгого времени, но для мегаполиса, полностью зависящего от солнечной и ветровой генерации, потребуется несколько подобных сооружений. Однако большинство городов-гигантов расположены вдали от крутых склонов или глубоких горных долин, которые нужны для гидроаккумуляции. Многие — в том числе Шанхай, Калькутта и Карачи — находятся на прибрежных равнинах. Гидроаккумуляция для них возможна только при условии передачи электроэнергии на дальние расстояния.

Необходимость в более компактных, более гибких, масштабных и дешевых хранилищах электрической энергии самоочевидна. Но чудо к нам не торопится.

Расчет энергоэффективности источников света, не только светодиодов и LED ламп

Индекс энергоэффективности вычисляется по формуле:

Pном —номинальная мощность источника света, измеряемая при номинальном входном напряжении. Если лампа имеет внешний источник питания, то номинальную мощность необходимо скорректировать в большую сторону (до 15%).

Pрасч — это расчетная мощность, получаемая через полезный световой поток Φпол по формуле:

Энергоэффективность светоотдачи

Формула расчета энергоэффективности

Конструкция и характеристикиПравить

Характеристика, которая выгодно отличает энергосберегающие лампы от ламп накаливания, заключается в том, что энергосберегающие лампы могут иметь разную цветовую температуру, определяющую цвет лампы. Цветовые температуры энергосберегающих ламп: 2700 К — Мягкий белый свет, 4200 К — Дневной свет, 6400 К — Холодный белый свет (цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина). Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному, чем выше — тем ближе к синему. Таким образом, потребитель получает возможность обогатить цветовую гамму помещения.

Вывод об энергоэффективности светодиодов и светодиодных ламп

Благодаря высокому КПД светодиодов потребление энергии уменьшается, что в первую очередь снижает эксплуатационные затраты и, во-вторых, происходит меньше выброса СО2 в атмосферу. используя энергоэффективные источники света мы не только получаем качественный свет, но и следим за экологией.

Оцените статью
GISEE.ru - Официальный сайт
Добавить комментарий