Как правильно выбрать светодиодный светильник?

Владимир Кузьмин, начальник конструкторского отдела, ОАО «Радиозавод», г. Пенза

В настоящее время уже не вызывает сомнения, что эпоха ламп накаливания уходит в прошлое. В Европе и России приняты законы о постепенном запрете производства и оборота ламп накаливания. Кроме того, в связи с бурным развитием светодиодов другие традиционные источники света (галогенные, люминесцентные, ртутные, натриевые лампы) также отходят на второй план. О преимуществах светодиодных светильников много говорится в средствах массовой информации и пишется в технической литературе, поэтому в рамках статьи подробно на этом останавливаться не будем. Скажем лишь, что важнейшие из них – это низкое энергопотребление и длительный срок службы.

Цель настоящей статьи – сформулировать критерии, руководствуясь которыми, потребитель может самостоятельно оценить параметры и качество светильников, сравнить их с заявленными производителем и сделать осознанный и правильный выбор светодиодного светильника.

В первую очередь необходимо четко уяснить цель приобретения светодиодного светильника. Если цель состоит только в том, чтобы следовать новым веяниям или отчитаться перед вышестоящим начальством о переходе на светодиодное освещение, то нет смысла читать данную статью. Следует просто найти и приобрести светильник по минимальной цене, не обращая внимания на все остальные параметры.

Если же цель состоит в том, чтобы воспользоваться преимуществами светодиодного освещения, получить реальную экономию энергоресурсов при длительном сроке службы, необходимо иметь хотя бы минимальное представление о параметрах, влияющих на указанные преимущества.

В первую очередь необходимо знать, что основным показателем, по которому источники света, как преобразователи электрической энергии в световую, можно сравнивать между собой, является световая эффективность. Этот параметр показывает величину светового потока, излучаемого источником света при потреблении 1 Вт электрической энергии. В таблице приведены значения световой эффективности различных источников света.

Зная данные параметры, можно определить, какой световой поток создает тот или иной источник света.

Например, лампа накаливания 60 Вт создает световой поток:

Ф = Р • е = 60 •10 = 600 лм,

где:

Р – мощность лампы, Вт;

е – световая эффективность, лм/Вт.

Таким образом, совершенно очевидно, что если необходимо заменить светильник с 60 Вт лампой накаливания, потребуется светодиодный светильник со световым потоком не менее 600 лм. В случае с люминесцентным офисным светильником световой поток составит:

Р • е • К = 18•60•4 = 4320 лм,

где К – количество ламп в светильнике.

Таблица

Световая эффективность различных источников света

Из приведенных расчетов видно, что световой поток офисного светодиодного светильника не должен быть меньше 4000 лм.

Эффективность современных светодиодов составляет 100–140 лм/Вт, поэтому по количеству светодиодов в светильнике можно оценить создаваемый ими световой поток. Очевидно, что для замены 60 Вт лампы накаливания необходимо не менее 6 одноваттных светодиода с эффективностью 100–110 лм/Вт, а для офисного – не менее 36 с эффективностью 112–120 лм/Вт.

Таким образом, если производитель в своей рекламе утверждает, что 4 Вт светодиодный светильник заменяет 60 Вт лампу накаливания, а офисный светодиодный светильник со световым потоком 2500–3000 лм заменяет офисный светильник с люминесцентными лампами, есть повод задуматься о целесообразности приобретения такого светильника.

Следующее важное преимущество светодиодных светильников – длительный срок службы, 10 лет и более, или 50–100 тыс. ч. Однако необходимо знать, что производители светодиодов гарантируют эти параметры при определенной температуре кристалла (обычно 60–80 °С). Вот почему важно обеспечить хороший отвод тепла от кристалла. Для этого применяются различные материалы из алюминия и его сплавов.

Применение алюминия обусловлено его высокой теплопроводностью и меньшей стоимостью по сравнению с медью (справедливости ради следует отметить, что появились полимерные материалы с высокой теплопроводностью, однако они пока не нашли промышленного применения из-за высокой стоимости). Также важно обеспечить максимальную передачу тепла от корпуса светодиода к радиатору. Для этого светодиоды устанавливаются на печатные платы с алюминиевой основой, а между радиатором и платой наносится теплопроводная паста. Только выполнение вышеуказанных конструктивных приемов обеспечивает максимальный отвод тепла и оптимальные температурные режимы светодиодов.

Если же производитель игнорирует эти меры, следует сомневаться в заявленном сроке службы 10 лет и более. Реальный срок службы таких светильников будет составлять 1–2 года. В течение этого срока в лучшем случае световой поток упадет более чем в два раза, в худшем – светодиоды вовсе выйдут из строя. В связи с неуклонно возрастающим спросом на светодиодные светильники на рынке появились модели офисных светильников, в которых используются корпуса от люминесцентных светильников. При этом в качестве радиатора используется задняя стенка из стального листа с полимерным покрытием.

Световой поток указанных светильников составляет 2500–3000 лм. Такие светильники не выдерживают никакой критики, ни с точки зрения срока службы, ни с точки зрения создаваемой ими освещенности. Учитывая, что срок окупаемости светодиодных светильников составляет 2–3 года, очевидно, что приобретение таких светильников вместо ожидаемой экономии финансовых средств приведет к убыткам.  

Еще один немаловажный момент – применяемые светодиоды. Очень важно, чтобы производитель использовал продукцию ведущих мировых производителей (например, Osram, Cree, Nichia), так как они реально гарантируют заявленный световой поток и срок службы.  

Следующий важный критерий – производитель светильников. Только крупное предприятие в состоянии обеспечить оптимальное соотношение цена/качество. Такие предприятия закупают светодиоды (а именно они вносят существенный вклад в стоимость светильников) большими партиями по минимальной цене и имеют испытательные лаборатории для подтверждения качества и срока службы изделия.

Итак, исходя из вышесказанного, можно сформулировать следующие критерии выбора светодиодных светильников.

1. Световой поток светодиодного светильника должен быть не меньше, чем у того, который вы хотите заменить.

2. Светодиоды, применяемые в светильниках, должны быть ведущих мировых производителей, так как только они реально обеспечивают заявленные характеристики.

3. В конструкции светильников обязательно должны присутствовать теплоотводящие элементы и должен быть обеспечен хороший тепловой контакт между корпусом кристалла и теплоотводом.

4. Светильник должен быть крупного производителя.

На основе данных критериев вытекает следующий алгоритм выбора светодиодных светильников.

·         Оценить световой поток светильника, исходя из количества, мощности и световой эффективности светодиодов, не забывая, что они должны быть ведущих мировых производителей.

·         Определить, каким образом обеспечивается отвод тепла от светодиодов, какие материалы используются для радиаторов охлаждения и печатных плат, на которых установлены светодиоды.

·         Выяснить статус производителя: крупное производство или мелкосерийное, небольшое производство.

В заключение хотелось бы сказать, что в данной статье, конечно же, отражены не все аспекты светодиодного освещения. Однако следует полагать, что сформулированные критерии помогут потребителю сделать осознанный выбор светодиодного светильника.

Литература:

1. Архипов А. Проектирование и разработка энергосберегающих светодиодных систем освещения // «Полупроводниковая светотехника». 2009, № 2.

2. Трофимов Ю. Как занять место под солнцем? Постулаты развития светодиодной техники // «Современная светотехника». 2010, № 1.

3. Эллиот Л., Уилкокс У. Физика. «Наука», 1975.