Светодиодни лампи

01.07.2008, Брой 6/2008 / Технически статии / Осветление

 

Светодиодни лампи

LED предизвикаха революция в осветителната техника

Навлизането на светодиодите в осветителната техника промени традиционните представи за характеристики на светлинни източници и разкри нови, много широки възможности пред дизайнерите за реализация на непостижими до момента светлинни сценарии. Светодиодните лампи са и енергийно ефективни, екологични и предлагат разнообразие от цветове, при немислимия до скоро експлоатационен живот до 100 000 часа.

Все още, обаче, те не са спечелили битката с милиардите произведени лампи с нажежаема жичка, главно поради по-ниската им цена. Приложението им се затруднява и от малката максимална сила на светлината от отделния светодиод, но проблемът е решим чрез използването на няколко източника в един осветител. В следващите страници се разглежда принципът на действие на светодиодните лампи, техните най-важни параметри, предимства и недостатъци и реализации на осветителни тела с тях.





Светодиодът (LED) е полупроводников кристал


през който може да протича ток само в една посока и част от неговата енергия се преобразува в светлина. Тя е с твърде тясна лента, т.е. винаги има определен цвят, зависещ от вида на полупроводника. Добиващите все по-голяма популярност бели LED съдържат кристал със синя светлина, която осветява специален луминофор и той, от своя страна, излъчва бялата светлина. За разлика от другите източници на светлина, напрежението върху излъчващия LED е малко и е пряко свързано с цвета на светлината - между 1,6 V за червените и 3,6 V за сините и белите. Светлинният поток зависи от големината на тока и съответно от консумираната електрическа мощност. Например при 1 W син LED има поток 10 lm, съответно зеленият и белият са с 30 lm, а червеният - с 44 lm.
За осигуряване на желаните стойности на постоянното напрежение и ток на LED в осветителните тела трябва да има електронен блок, захранван от мрежата. Голяма част от тези блокове осигуряват неизменна стойност на тока при промени на мрежовото напрежение. Токът на LED за осветление (мощни LED) е от няколко стотици mA до малко над 1 А, като производителите се стремят към увеличаването му. Това е трудно, тъй като токът нагрява полупроводника, а максимално допустимата му температура е малко над 100 °С.




Животът им достига 100 000 часа


Светлинната им ефикасност е най-голяма от всички светлинни източници. Тя е между 50 и 100 lm/W, докато при лампите с нажежаема нишка е 12-15 lm/W, а при луминесцентните - около 50 lm/W. Това, заедно с много по-малкото нагряване на LED (в сравнение с лампите с нажежаема нишка, те са студени), определя КПД между 25 и 35%. Общият резултат е осигуряване на желана сила на светлината с 10, а понякога и с повече пъти по-малък разход на електроенергия. Например, 12 W LED може да дава светлинен поток колкото 150 W лампа с нажежаема нишка.
Експлоатационният срок на LED, в края на който светлинният им поток намалява с 30% спрямо първоначалния (практически незабележимо за окото), е средно 50 000 часа, като вече не са малко диодите с експлоатационен срок 100 000 часа. Едва след това започва забележимо намаляване на силата на светлината, но без познатото от лампите с нажежаема нишка внезапно изгаряне. Експлоатационният срок на LED е несравнимо по-голям от този на лампите с нажежаема нишка (средно 1500 часа) и е причина осветителните тела с LED да се считат за вечни. Например при непрекъсната работа (24-часов режим) и минималния експлоатационен срок, LED ще се използва в продължение на 6 години, а обикновената лампа трябва да се сменя на всеки два месеца. Предимството нараства, когато става въпрос за трудно достъпни места (осветление на фасади, рекламни табла) и такива с отговорни функции (светофари, осветление на тунели, предупредителни светлини на високи сгради, мостове, аварийно осветление). Дългият срок позволява запояването на LED в осветителните тела вместо завиването им като обикновена лампа. Така се избягват повреди поради лоши контакти, независимо от причините за възникването им.

Палитра от цветове


Светодиодите са и значително по-устойчиви на удари и вибрации, тъй като нямат чуплив стъклен балон, нито тънка нишка, която да се къса. Същевременно малкото им нагряване ги прави подходящи за места, където трябва да се подържа ниска температура (хладилници, фризери).
Не по-малко важно предимство е непосредственото излъчване на светлина с определен цвят. За същата цел другите лампи изискват поставянето на цветни филтри, което не само повишава цената, но и намалява силата на светлината (филтрите пропускат само част от нея). Вече има и LED със специфични цветове като розов, кехлибарен, кралско синьо и дори чернобилско синьо.
Малките размери на мощните LED (например 9x9x4 mm) позволяват в едно осветително тяло да се монтират множество диоди с различен цвят и чрез лесно включване и изключване на едни или други от тях да се получава различна светлина. Същевременно значително по-лесно и евтино в сравнение с другите видове източници може да се регулира силата на светлината в много широки граници (например от 2 до 100%), без това да променя цвета й. Всичко това създава условия за получаване на желано по сила и цвят осветление в помещението. Допълнително предимство на белите LED е, че тяхната светлина е по-близка до естествената.
Друго предимство, обусловено от малките размери на LED, е възможността за създаване на


 

компактни и лесни за монтиране осветителни тела


използвани във все по-популярното и същевременно по-икономично дискретно осветление. Широко се използват и в осветителните тела със светлина, насочена върху сравнително малка площ - настолни лампи, спотове, лунички. За целта обикновените лампи, които реално излъчват във всички посоки, изискват обемисти рефлектори и лещи, докато естественият малък ъгъл на излъчване на LED само в някои случаи налага конструкцията им да съдържа миниатюрни насочващи елементи.
Няма излъчване от LED на ултравиолетови и инфрачервени лъчи, както при лампите с нажежаема нишка. И накрая LED са екологично чисти, докато например халогенните лампи съдържат живак.
Засега максималната сила на светлината на най-мощните LED не надхвърля тази на електрическа лампа от десетина W. Този недостатък се намалява чрез реализация на осветителни тела с много LED, като светлинният поток на някои от тях вече надхвърля този на 1000-ватова лампа с нажежаема нишка. Това все още ограничава приложението им за осветяване на цели жилищни помещения. Вторият съществен недостатък, по-високата покупна цена, е не по-малко съществен, но, както при много други изделия, с течение на времето той би трябвало да намалява.

Многообразие от модели


След първите плахи стъпки от преди няколко години, днес не са малко производителите, които предлагат няколко десетки разновидности на светодиодни източници и осветителни тела, а общият брой на моделите им понякога надхвърля 500. Някои фирми произвеждат светодиодни лампи с Едисонов цокъл, които непосредствено заменят съществуващите с нажежаема нишка. Но много по-широко се произвеждат източници и осветителни тела, в които LED са неподвижно закрепени (обикновено запоени). Подобно типично светодиодно осветително тяло е снабдено с 9 светодиода с различни цветове, осигурява светлинен поток между 200 и 600 lm, има електрическа мощност 36 W и експлоатационен срок 50 000 часа.
Многобройни са разновидностите в зависимост от предназначението. Произвеждат се осветителни тела за непосредствено закрепване на стени и тавани или за вграждане в тях. Сред тях има такива с възможност за непрекъсната промяна на цвета, които обикновено са плоски и с разновидности на конструктивното оформление за поставяне в ниша или висящи.
Съществуват тела за външно осветление и за монтиране във водата на басейни и фонтани. Формите им са кръгли, квадратни и правоъгълни, включително дълги с разположени в един ред LED. Има модели с 24 и 48 LED в ред. Кръглите тела могат да са с различен ъгъл на излъчване (12, 25 и 40 градуса). Дълбочината, на която могат да бъдат потопявани, достига до 10 m.

Осветителни тела за различни дизайнерски решения


Ъгълът на излъчване на LED осветителните тела е твърде различен. Има такива с малък ъгъл под формата на прожектори за осветяване на фасади и тревни площи с покривано разстояние до 30 m. Съществуват модели с лесно регулируем ъгъл на излъчване, например в границите от 5 до 30 градуса. За същите цели има осветителни тела под формата на гъвкава лента, подобна на гуменото уплътнение на алуминиева дограма, но по-дебела от него. Тя е с вградени LED по цялата си дължина и се доставя на рула, от които могат да се режат парчета с необходимата дължина.
Предлагат се и LED осветители за монтаж в земята, в пътни и подови настилки, чрез които се осъществява декоративно осветление на дворове и паркове, включително очертаване на пътеките и алеите. Върху някои подобни модели могат да преминават коли и малки камиони, тъй като издържат статичен товар до 2 тона.
Осветителите, наречени спотове, обикновено са с малък диаметър (3-3,5 cm), съдържат по един LED и могат да са единични и двойни. Съществуват оригинални разновидности с един спот, монтиран на края на дълга и огъваща се тръба, включвани в електрически контакт и излъчващи като правило бяла светлина. Използват се за четене в кресло или леглото, като светлината им лесно се насочва непосредствено върху книгата. Има и по-големи спотове с по три LED, които могат да се монтират по няколко върху рамка и са подходящи за домашен бар и малки заведения.
За декоративно осветление чрез плъзгаща се по стената светлина съществуват малки тела, обикновено с призматична форма и лъч в една посока. Вградено в стената светодиодно тяло с много слаба светлина (по-скоро сияние) е удобно да бъде поставено в спалнята или в друго помещение през нощта, за да може лесно да бъде намерен ключът за осветление.



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Високотехнологични спортни съоръжения - част 1Технически статии

Високотехнологични спортни съоръжения - част 1

Съвременните високотехнологични спортни зали и съоръжения предлагат все повече функционалност и удобства за посетителите. Те се превръщат в свързани, интелигентни и енергийно ефективни, интерактивни и автоматизирани развлекателни центрове, които позволяват на потребителите да вземат участие в случващото се спортно събитие или сценично мероприятие

IoT в системите за сигурностТехнически статии

IoT в системите за сигурност

Наред с домашната и сградна автоматизация, сред технологичните области, най-силно повлияни от бума на IoT решения, са системите за сигурност в дома и сградата. Концепцията за повсеместна свързаност на всички смарт устройства по света разкрива нови възможности пред собствениците, мениджърите и ползвателите на недвижима собственост.

Професионални кухненски вентилационни системиТехнически статии

Професионални кухненски вентилационни системи

Кухненските вентилационни системи са задължителни в професионалните кухни и са въведени като законово изискване. Средата в тези обекти трябва да бъде строго контролирана, за да се осигури безопасната и здравословна работа на персонала

Мениджмънт на електроенергията в интелигентния домТехнически статии

Мениджмънт на електроенергията в интелигентния дом

В интелигентните домове е налице двупосочна комуникация от и към комуналната мрежа, осъществявана посредством умни измервателни уреди, които взаимодействат динамично с мрежовата система, получават сигнали от доставчика на услуги и отговарят с информация за потреблението и диагностиката.

Тенденции в биодинамичното осветлениеТехнически статии

Тенденции в биодинамичното осветление

Нарастваща популярност през последното десетилетие добиват концепциите за биодинамично осветление, базирани на биологичните потребности на човека и цикличните промени в природата – редуването на ден и нощ и смяната на сезоните.

Новости във видеонаблюдението на строителни площадкиТехнически статии

Новости във видеонаблюдението на строителни площадки

Сигурността на строителните обекти продължава да е критичен въпрос дори и в съвременната високотехнологична епоха, макар че новостите във видеонаблюдението предлагат широки възможности за превенция и контрол на кражби и вандалски прояви


 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2018 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top