Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

КПД светодиодов. КПД LED светильников и источников питания

При использовании светодиодов в качестве основного источника света возникает вопрос — какая мощность светильников для этого необходима. Чтобы на него ответить, нужно знать от чего зависит КПД светодиодов.

КПД светодиодного элемента

В идеальном светодиоде с КПД 100% каждый поступивший электрон излучает фотон света. Такая эффективность недостижима. В реальных устройствах она оценивается по соотношению светового потока к подведённой (потребляемой) мощности.

На этот показатель влияет несколько факторов:

  • Эффективность излучения. Это количество фотонов, излучаемых на p-n переходе. Падение напряжения на нём составляет 1,5-3В. При дальнейшем повышении напряжения питания, оно не растёт, а увеличивается ток через прибор и яркость света. В отличие от лампы накаливания, она имеет линейную зависимость от протекающего тока только до определённой величины. При дальнейшем повышении тока дополнительная электрическая мощность расходуется только на нагрев, что ведёт к падению КПД.
  • Оптический выход. Все выделенные фотоны должны излучаться в окружающее пространство. Именно это является главным сдерживающим фактором для увеличения КПД светодиодов.
  • Некоторые светодиоды для лучшей передачи цвета покрываются слоем люминофора. В этом случае на КПД устройства дополнительно влияет эффективность преобразования света.
График зависимости светового потока от тока, проходящего через светодиод

В начале XXI века нормой считался КПД 4%, а сейчас поставлен рекорд в 60%, что в 10 раз больше, чем у лампы накаливания.

«Средний по больнице» КПД для топовых производителей типа Philips или Cree колеблется 35-45%. Точные параметры можно увидеть в даташите конкретной модели. КПД для бюджетных китайских светодиодов — это всегда рулетка с разбросом 10-45%.

Но это теоретические показатели, на которые мы повлиять не можем. На практике ключевую роль играют ток, подаваемый на диод и температурный режим. Прекрасную работу проделал пользователь ютуба под ником berimor76, показав на практике зависимость светового потока от подаваемого тока и температуры.

Смотрим видео.

КПД источника питания

Кроме КПД самих светодиодов, на энергоэффективность светодиодных ламп и светильников оказывает влияние источник питания. Они есть двух типов:

  • Блок питания. Подаёт на светодиоды постоянное, заранее заданное напряжение, независимо от потребляемого тока.
  • Драйвер. Обеспечивает постоянное значение тока. Напряжение при этом значения не имеет.

Блок питания

Блок питания подаёт на светодиод напряжение, превышающее необходимое для открытия p-n перехода. Но сопротивление открытого диода очень мало. Поэтому для ограничения тока последовательно с источником света устанавливается резистор. Мощность, выделяющаяся на нём, полностью превращается в тепло, что понижает КПД светодиодного светильника. Например, в led-ленте потери составляют около 25%.

Более совершенным и экономичным устройством является электронный драйвер.

Драйвер

Драйвер для питания светодиодов обеспечивает их током постоянной величины. Диоды подключаются к устройству последовательно в количестве, которое зависит от рабочего напряжения светодиодов и максимального напряжения устройства.

Схема подключения светодиодов с током 300мА к драйверу

В светодиодных лампах вместо драйвера используется токоограничивающий конденсатор. При прохождении через него электрического тока выделяется так называемая реактивная мощность. Она не превращается в тепло, но электросчётчик её всё равно учитывает. КПД такого «драйвера» зависит от количества диодов, включённых последовательно с ним.

Схема светодиодной лампы с драйвером

Электронный драйвер устанавливается в светильниках большой мощности или в переносных устройствах, где экономия электроэнергии или ёмкости батарей важнее цены за устройство.

КПД светильника

При организации освещения, в том числе светодиодного, имеет значение КПД форм-фактора светильника. Это соотношение всего света, выходящего из светильника к световому потоку, излучаемому самой лампой.

Любая конструкция светильника, даже сделанная из зеркал или прозрачного стекла, поглощает свет. Идеальный вариант без потерь — это патрон с лампочкой, подвешенный на проводах.

Но это редкий случай, когда идеальный не значит лучший. Световой поток от лампочки на проводе направлен во все стороны, а не только в нужную. Конечно, свет, попавший на потолок или стены отражается от них, но далеко не весь, особенно под открытым небом или в комнате с тёмными обоями.

Эффективность светильников разной формы

Этим же недостатком обладает светодиодная лампа с разносторонним расположением элементов («кукуруза») или с матовым рассеиванием. В последнем случае рассеиватель дополнительно поглощает свет.

В отличие от таких светильников, led-лампа с односторонним расположением диодов направляет свет в одну сторону. КПД светильника с такой лампой близка к 100%. Освещённость, создаваемая ею выше, чем у другой, с таким же световым потоком, но направленным в разные стороны.

Направление светового потока светодиодов

Это связано с конструктивными особенностями светодиодов — в отличие от ламп накаливания и люминесцентных (энергосберегающих), имеющих круговую направленность излучения, они излучают свет в диапазоне 90-120 градусов.

Теми же свойствами обладают светодиодные ленты и прожектора, излучающие свет только в одном направлении.

Таким образом, максимальный световой поток на ватт мощности излучают светодиоды в прожекторах со встроенным электронным драйвером.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Материалы по теме:

КПД и эффективность светодиодов - как измерить и увеличить своими руками. Как повысить срок службы и время работы.

Насколько на самом деле эффективны светодиоды и как продлить их срок службы?

Каким образом измерить в домашних условиях их КПД и повысить эффективность, а также увеличить долговечность светодиодных светильников?

Чтобы ответить на все эти вопросы, достаточно провести несколько наглядных экспериментов, причем без использования каких-то сложных лабораторных приборов.
Светодиод – это один из самых эффективных и простых в использовании источников света. Однако при этом, большую часть потребляемой энергии он все равно расходует впустую, преобразуя ее не в свет, а в тепло.

Сравнивать светодиоды с обычной лампочкой конечно же не нужно, тут они убежали далеко вперед. Но как вы думаете, насколько высок у них реальный КПД?

Как измерить КПД светодиода

Давайте это проверим в живую, не по надписям на упаковках и данным таблиц в интернете, а колориметрическим методом в домашних условиях.

Если опустить светодиод в воду и замерить разницу температур до его включения и спустя некоторое время после, то можно выяснить, сколько энергии от него перейдет именно в тепло.

Зная общее количество затраченной энергии и энергии ушедшей в тепло, можно реально узнать сколько пользы от данного источника света перешло именно в свет.

Емкость в которой будут производиться измерения, должна быть изолирована от колебаний температуры снаружи и внутри. Для этого подойдет обычная колба от термоса.

При определенной доработке, у вас получится вполне годный самодельный колориметр.

Чтобы изолировать и предотвратить утечки тока, все провода и выводы на светодиоде следует покрыть толстым слоем электроизоляционного лака.

Перед экспериментом заливаете во внутрь колбы 250мл дистиллированной воды.

Далее фиксируете начальную температуру жидкости.

Опускаете светодиод в воду, так чтобы она полностью его покрывала. При этом свет должен беспрепятственно выходить наружу.

Включаете питание и начинаете отсчет времени.

Через 10 минут выключаете напряжение и опять замеряете температуру воды.

При этом не забудьте хорошенько ее перемешать.

Теперь нужно повторить эксперимент, но на этот раз, плотно заклейте матрицу каким-нибудь непрозрачным материалом. Это необходимо, дабы энергия не могла покинуть систему в виде света.

Опыт с заклеенным экземпляром повторяется опять в той же последовательности:

  • 250мл дистиллированной воды
  • замер начальной температуры
  • 10 минут ”свечения”
  • замер конечной температуры

После всех измерений и экспериментов, можно переходить к расчетам.


Расчет эффективности

Допустим, для данной модели среднее потребление источника света равняется 47,8Вт. Время работы – 10минут.

Если подставить эти данные в формулу, то получим, что за время в 600 секунд, на свечение светодиода было затрачено 28 320 Дж.

В случае с заклеенной моделью, вода нагрелась с 27 до 50 градусов. Теплоемкость воды 4200Дж, а масса – 0,25кг.

Еще 130 Дж на каждый градус, ушло на нагрев колбы, плюс нужно прибавить энергию на нагрев самого светодиода. Он весит 27 грамм и в основном состоит из меди. В итоге получается цифра в 27377 Дж.

Отношение выделившейся энергии и затраченной будет равняться 96,7%. То есть, не хватает более 3%. Это как раз таки и есть тепловые потери.

В случае с открытым светодиодом, вода нагрелась с 28 до 45 градусов. Все остальные переменные остались прежними. Расчет здесь будет выглядеть следующим образом:

Какой же итог можно сделать из всех этих опытов и вычислений?

Как видно из этого небольшого эксперимента, непосредственно в виде света, систему покинуло около 28% энергии.

А если учесть 3% тепловых потерь, то и вовсе остается всего 25%.

Как видите, до идеальных источников света, как их представляют многие продавцы, светодиодам еще очень далеко.

Хуже того, на рынке зачастую встречаются модели, крайне низкого качества с еще меньшим КПД.

Яркость и мощность

Давайте теперь сравним яркость разных моделей и посмотрим от чего она зависит и можем ли мы как то на это влиять. Чтобы провести достоверное сравнение, воспользуйтесь обычным куском трубы и люксометром.

Допустим, испытанный ранее качественный образец, обеспечивает освещенность 1100 люкс. И это при потребляемой мощности в 50 Вт.

А если взять более дешевую модель? Данные могут получиться в два раза ниже – менее 5500 Лк.

И это при одинаковой мощности! Получается, что заплатите вы за свет столько же как и в первом случае, а получите его на 50% меньше.

А можно ли получить в 3 раза больше света, затрачивая как можно меньше энергии?

Можно, но для этого понадобится светодиод работающий в немного другом режиме.

Чтобы понять как это сделать, нужно провести еще немного измерений.

В первую очередь, вас должен интересовать момент зависимости яркости от потребляемой мощности. Постепенно повышайте мощность и следите за показаниями люксометра.

В итоге вы выйдите на такую вот нелинейную зависимость.

Если бы она была линейной, вы бы получили что-то вроде этого.

Получится еще интересней, если посчитать относительную эффективность светодиода, за 100% взяв значение мощности в 50Вт.

Видите, как прослеживается ухудшение его эффективности. Такое ухудшение с повышением мощности, присуще всем светодиодам. И причин этому несколько.

Почему ухудшается эффективность светодиодов

Одна из них, конечно же нагрев. С повышением температуры, снижается вероятность образования фотонов в p-n переходе.

К тому же уменьшается и энергия этих фотонов. Даже при хорошем охлаждении корпуса, температура p-n перехода может быть на десятки градусов выше, так как он отделен от металла подложкой из сапфира.

А она не очень хорошо проводит тепло. Разницу температур можно посчитать, зная размеры кристалла и выделяемую на нем теплоту.

При выделяющейся теплоте в 1Вт, учитывая толщину и площадь подложки, температура перехода будет на 11,5 градусов выше.

В случае с дешевым светодиодом все намного хуже. Здесь результат – более 25 градусов.

Высокая температура перехода приводит к быстрой деградации кристалла, сокращая его срок службы. Отсюда и возникают моргания, мигания и т.п.

Интересно, производители не знают про эту разницу в температуре или намеренно создают обреченные устройства?

Нередко компоненты, казалось бы в нормальных, дорогих светильниках, работают в предельных режимах, на максимальных температурах без какого-либо запаса прочности.

Вторая причина ухудшения эффективности светодиода при увеличении мощности – это паразитное внутреннее сопротивление.

Пока ток небольшой, оно не заметно. Но из-за квадратичной зависимости, с увеличением тока все большая часть энергии превращается в бесполезное тепло.

Посмотрев на эту схему, сразу хочется избавиться от паразитного сопротивления. Ну или хотя бы уменьшить его, так как это делают с конденсаторами.

Как увеличить эффективность

То есть, подключить параллельно еще один светодиод, тем самым в два раза уменьшив потери на сопротивление. И этот метод, конечно работает.

Подключив в светильник параллельно два светодиода вместо одного, вы получите больше света с меньшими затратами энергии и соответственно меньше нагрева.

Безусловно, это продлевает и срок службы светодиода.

Можно не останавливаться и подключить 3,4 диода вместо одного, хуже не будет.

А если места для нескольких светодиодов недостаточно, то можно поставить светодиод изначально рассчитанный на большую мощность. Например 100 ваттный, в 50 ваттный светильник.

Именно таким образом можно поднять эффективность светильника в несколько раз, при тех же затратах энергии, что и на первоначальном источнике, но меньшей мощности, и работающего на пределе своих возможностей.

Более того, используя не больше трети мощности от максимальной, вы навсегда забудете, что такое замена сгоревших светодиодов.

При этом эффективность их работы и КПД заметно возрастут.

Поэтому при покупке светодиодов, всегда интересуйтесь размером кристаллов. Ведь от этого зависит их охлаждение и внутреннее сопротивление.

Здесь действует правило – чем больше, тем лучше.

эффективность светодиодной лампы и светильника > Свет и светильники

из бутылки: как сделать настольную лампу, люстру и бра своими руками

Читайте здесь, как своими руками изготовить светильник из бутылки, какие его виды бывают и где они используются, как своими руками сделать ночник, лампу и настенное бра из бутылки, какие материалы и инструменты для этого потребуются и как выглядят этапы их сборки... .

11 02 2021 16:33:14

Лампа ближнего света Рено Дастер

Смотрите здесь, как заменить лампу ближнего света на Рено Дастер, на что обратить внимание при выборе нового экземпляра, какие виды стандартных, ярких и долговечных лампочек при этом используются и из каких основных этапов состоит процесс переустановки....

05 02 2021 16:49:23

Светодиодная лента: что это такое, особенности маркировки, для чего используется, каких цветов бывает и как выбрать диодную ленту

Читайте, какие светодиодные ленты предлагает рынок, какая Led лента лучшая для дома. Узнайте, как расшифровать маркировку и выбрать изделие по напряжению, мощности, световой отдаче, цвету. Как подобрать драйвер для приобретенной ленты. Как определить длину отрезка, если блок питания уже куплен....

24 01 2021 17:18:26

Cree Q5 характеристики и сравнение с другими диодами

Читайте здесь, какие характеристики имеют светодиоды Cree Q5, какие основные особенности имеют ультра-яркие их модификации High Brightness, каковы главные плюсы и минусы светодиодов Q5, какие аналоги существуют и как отличить оригинал от подделки. ...

22 01 2021 22:55:35

3014 SMD: техническая характеристика светодиода

Узнайте, чем 3014 SMD отличаются от других чипов, используемых для изготовления модулей для освещения и подсветки. Узнайте, как подключать к питанию ленты и отдельные светодиоды. Как рассчитать параметры сопротивления и других элементов схемы. Как проверить работоспособность 3014 SMD в домашних условиях....

27 12 2020 3:52:38

Схема энергосберегающей лампы: принцип работы и устройство

Читайте здесь, как устроена и работает схема энергосберегающей лампы, какие виды таких приборов освещения существуют, какие у них главные эксплуатационные характеристики, каковы принципы и устройство их работы, какие компоненты составляют их схему и как происходит зажигание....

21 12 2020 22:38:15

Цветы светильники из изолона: как сделать ростовой торшер в виде большой розы

Читайте здесь, как сделать цветы светильники из изолона своими руками, какие инструменты и материалы для этого потребуются, из каких основных этапов состоит процесс изготовления цветка, стеблей и листьев, и как правильно подсоединить шнур с выключателем и патрон для лампочки в собранный светильник. ...

16 12 2020 8:38:53

Прибор для проверки светодиодов своими руками: схема супер тестера Led

Читайте, как сделать прибор для проверки светодиодов своими руками. Узнайте, вы каких ситуациях самоделка лучше приобретенного в магазине прибора. Почему выходят из строя светодиодные элементы в лампах, лентах, телевизорах. Почему не стоит заниматься ремонтом телевизора самостоятельно....

11 12 2020 20:37:15

SMD 5050: характеристика, мощность и технические параметры

Узнайте, какими особенностями и техническими характеристиками обладают светодиоды типа SMD 5050. Читайте, какие параметры выделяют их среди подобных элементов, в чем состоят особенности конструкции и сборки. Выясните, какие применяются схемы подключения и как выполняется монтаж компонентов....

07 12 2020 23:49:58

Светодиод АЛ307: характеристика, цоколевка и маркировка

Читайте здесь, что такое светодиоды А Л307, какими техническими характеристиками они обладают и где применяются, какова их маркировка цвета и соответствующая ей длина волны излучения, а также какими размерами и характеристиками цоколевки они обладают. ...

29 11 2020 9:22:27

Диммируемые светодиодные лампы: что такое диммирование, потолочные светильники и лампы с диммером, бывают ли регулируемые лампочки e14, e27, g4

Смотрите здесь, что такое диммер и каковы особенности его работы, как выбрать диммируемые светодиодные лампы. Узнайте, что такое мерцание светодиодов, уровни диммирования и какие существуют цоколи ламп. Читайте, что такое цветовая температура, световой поток и индекс цветопередачи....

14 11 2020 9:23:39

и светодиодные для внутреннего освещения: настенные, накладные и специальные

Наиболее экономичным и эффективным способом реализации внутреннего освещения считаются светодиодные светильники. Они превосходят все альтернативные виды, демонстрируют высокую работоспособность, позволяют подбирать оптимальные режимы подсветки для помещений в соответствии с их назначением....

06 11 2020 5:20:26

КПД светодиода: эффективность светодиодной лампы и светильника

Читайте здесь, что такое К П Д светодиода, как его измерить и улучшить, как с помощью домашнего колориметра провести опыт по его подсчету для любого светодиода, как соотносится яркость и мощность, почему может ухудшиться К П Д и какими образом можно его повысить. ...

03 11 2020 23:42:58

Светодиод 3 Вт: характеристика LED 3 w

Читайте, в чем состоят особенности конструкции светодиодов мощностью 3 ватта. Узнайте, его технические характеристики, специфические качества элементов и схему подключения светильников....

02 11 2020 11:47:13

Галогенные лампы: что это такое, типы, срок службы, температура, мощность и чем отличается от лампочек накаливания

Читайте здесь, что такое галогеновые лампы, чем они отличаются от обычных лампочек накаливания, какое у них устройство, принцип работы, плюсы и минусы, а также какие их виды существуют для домашнего применения и каковы их главные особенности....

22 10 2020 6:38:35

Блок питания для светодиодной ленты 12В своими руками: схема драйвера

Читайте здесь, как сделать блок питания для светодиодной ленты 12 В своими руками, каковы его главные особенности и назначение, какие готовые блоки существуют и можно ли использовать модели от техники б/у, из каких этапов состоит процесс самостоятельной сборки устройства, как выглядит его схема и какие нюансы при этом нужно учесть. ...

16 10 2020 8:50:32

Лампы ВАЗ 2114: с каким цоколем стоят в фарах дальнего и ближнего света

Узнайте, какие лампы установлены в блок-фарах автомобиля В А З 2114 в качестве ближнего/дальнего света. Читайте, какие виды конструкции ламп могут быть использованы, их достоинства и недостатки. Уточните для себя некоторые наиболее популярные модели от известных производителей....

23 09 2020 22:34:52

КПД светильника - новости АО "ВИЛЕД"

02.06.2017

Автор: ViLED

 

 

Поговорим о КПД светильника. Что это такое, как вычисляется и применимо ли это определение к светодиодным светильникам? Какой вклад вносят те или иные компоненты в конечную эффективность светильника. Ответы на эти вопросы в нашем ролике.

Приятного просмотра!

Согласно определению которое дано в ГОСТ (55392-2012). Коэффициент полезного действия - это величина, определяемая отношением светового потока ОП к суммарному световому потоку установленных в нем ИС.

Не секрет, что отражатели в светильнике возвращают не 100% падающего на них света, а рассеиватели пропускают не весь световой поток. При чем, все это усугубляется с течением времени. В результате лампы без светильника имеют значительно более высокий световой поток, чем у собранного прибора.
Итак, разделив световой поток собранного светильника на суммарный световой поток ламп мы получим КПД светильника.

Все вышесказанное имеет отношение только к светильникам с заменяемыми лампами, но теперь перейдем к светодиодным.
О них можно прочесть в примечании о КПД в том же ГОСТе
"Характеристику, имеется ввиду кпд, НЕ применяют для ОП, у которых оптическая система и ИС, представляют собой единое целое, например лампы-светильника, неразборного ОП со светодиодами. "
Нельзя отделять световой поток светодиодов от светового потока светильника с рассеивателем. В таком случае как же определить эффективность этого самого неразборного ОП со светодиодами.
Ответ прост - использовать величину светоотдачи.
Мы о ней уже говорили, но тем не менее, световая отдача ОП - это величина, определяемая отношением светового потока ОП к потребляемой им электрической мощности. А вот тут как раз нужное нам примечание:
"Характеристику применяют, как правило, для ОП у которых оптическая система и источник света представляет собой единое целое, например лампы светильника, неразборного ОП со светодиодами."
Госты гостами, но все же интересно, какой вклад вносят те или иные компоненты в конечную эффективность.

Светодиодная плата питается через блок питания, он же драйвер. На его работу тратится порядка 10, 20% поступающей энергии.
Это означает, что светильник мощностью 100 Вт, отдает на светодиоды около 85 Вт, 15 Ватт теряются в самом драйвере.
Кстати, чем мощнее блок питания, тем эффективнее он работает.
Далее энергия идет к светодиодам. Именно выбор правильного режима работы светодиодов определяет их эффективность. Какой он должен быть, смотрите в предыдущих роликах.
(Если питать светодиод на 30% его максимальной мощности, то у него будет очень высокая светоотдача, но для высокого светового потока светодиодов потребуется больше.)
Наверно стоит рассказать про световой поток указанный на упаковке со светодиодами. Зачастую этот поток указывается производителем для температуры кристалла 25 градусов.
Измерение производится следующим образом: подается короткий импульс тока, и в этот момент фиксируется значение светового потока. Температура кристалла при этом не успевает вырасти.
Этот процесс вы видели в ролике о производстве светодиодов Оптоган.
При реальной эксплуатации, в процессе работы, температура кристалла может достигать 80 и более градусов. Хочу подчеркнуть, температура именно кристалла, а не корпуса светодиода. А с каждым десятком градусов, свыше 25, светоотдача падает на 2,5 - 3 %. Перейдем к рассеивателям и линзам.
В зависимости от типа они могут задерживать от 5 до 50% светового потока. Меньше всего задерживает стекло. Это значит что задерживаемая энергия выделится в виде тепла на самой оптике, тем самым нагревая ее.

Подведя итог попробуем собрать общую картину эффективности начиная от светодиода и заканчивая собранным светильником.
Для примера возьмем светодиоды с заявленной светоотдачей 160 лм/Вт.
При температуре кристалла в 70 градусов она упадает на 11,3% и составит 142 лм/Вт.
Подключив плату со светодиодами к источнику питания с КПД 87%, она снизится до 123,5 лм/Вт.
А поместив всю электронику в корпус и закрыв рассеивателем мы потеряем еще 10% светового потока. В итоге из 160 лм/Вт мы получим светоотдачу светильника около 111,2 лм/Вт.
Проследив всю цепочку снижения светоотдачи от значения на упаковке до реального устройства, попробуйте ответить на вопрос: насколько важна информация которая указанная на упаковке со светодиодами, если известна светоотдача готового устройства?
Она вообще не нужна, ни по ГОСТу ни по здравому смыслу.
Главное, чтобы это была именно светоотдача готового устройства на свой температурный режим работы, без всяких звездочек и оговорок.

КПД светодиодных ламп

КПД СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМП. Коэффициент полезного действия современных Светодиодных ламп составляет 22%. Кроме высокого КПД, светодиодные лампы могут похвастаться и большой долговечностью, в плоть, до 50000 часов, что в свою очередь эквивалентно 17-ти годам работы, по 8-мь часов в день. Современные Светодиоды обладают достаточной яркостью, что нельзя было сказать о светодиодах прошлого поколения, у которых небольшая яркость существенно ограничивала их применение. В настоящее время, после того, как был решен вопрос о яркости Светодиодов, их популярность резко возросла. Несмотря на высокую стоимость Светодиодных ламп, но благодаря высокому КПД, сроку эксплуатации и существенной экономии на электроэнергии и монтажных работах светодиоды завоевывают все большую и большую популярность. Кроме того, большой эксплуатационный ресурс светодиодных ламп позволяет устанавливать их в труднодоступных местах, особенно это актуально при использовании Светодиодов в ИНТЕРЬЕРНОМ ОСВЕЩЕНИИ. За более чем 130-ти летнюю историю, лампы накаливания, доминирующие все это время в мире светотехники, обладали большим количеством недостатков: это и хрупкая нить, способная выйти из строя во время встряски, и большим процентов выхода тепла, что значительно снижает соотношение полезной мощности к световому потоку. КПД обычных ламп накаливания составляет всего, 2.6%. Более продвинутая, в технологическом смысле, люминесцентная лампа обладает несколько большим КПД, составляющим 8.7%, так же внесла существенную лепту в экономию электроэнергии. Применение люминесцентных ламп выявило несколько существенных недостатков: это и короткий срок эксплуатации в реальных условиях, возможное мерцание, и возможный отказ во включении при низких температурах, а также мигание при недостатке напряжения. Кроме того, перегоревшие люминесцентные лампы нуждаются в специальной утилизации. Люминесцентные лампы крайне негативно относятся к прерывистому циклу эксплуатации, включение-выключение.

Фото: Светодиодные лампы

Светодиодные лампы обладают высоким КПД, низким потреблением электроэнергии и большим сроком эксплуатации, ярким светом, отличной освещенностью и отсутствием мерцания. Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам Светодиодные лампы получают все большее и большее распространение, особенно часто их используют во Встраиваемых светильниках. Компания Professional Light and Sound предлагает вашему вниманию большой ассортимент современных Светодиодных светильников и СВЕТОДИОДНЫХ ПРОЖЕКТОРОВ ДЛЯ НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ высокого качества по приемлемой цене, на базе качественных светодиодных ламп (См: СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ).

Также на нашем сайте вы можете посмотреть и другую информацию, которая может вас заинтересовать, а наши специалисты в свою очередь, окажут вам любую техническую поддержку: ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ЗВУКОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ КАРАОКЕ-СИСТЕМЫСИСТЕМЫ ОПОВЕЩЕНИЯ PUBLIC ADDRESSDJ ОБОРУДОВАНИЕHI-FI АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫHI-FI КОМПОНЕНТЫАКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ДИСКОТЕКЗВУКОУСИЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКТЫКОМПЛЕКТЫ ДОМАШНИХ КИНОТЕАТРОВМИКРОФОНЫМИКШЕРНЫЕ ПУЛЬТЫОСВЕТИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕПРИБОРЫ ОБРАБОТКИ ЗВУКАРАДИОСИСТЕМЫСВЕТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕСИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ.

Позвоните нам, и мы предложим комплексное решение: +74956698624, E-mail: [email protected] ru.

Светоотдача светодиодных светильников и ламп. Простая математика.

Нередко приходится слышать о световой отдаче светодиодных светильников и ламп от 100 до 130 Люмен на Ватт (Лм/Вт). Например, многие поставщики утверждают, что их светильник мощностью 50 Вт выдают световой поток 5000 Лм. Нетрудно посчитать, что светоотдача в этом случае составляет 100 Лм/Вт.
Есть и более оптимистичные примеры, когда светодиодная лампа или светильник обладает световой отдачей не менее 130 Лм/Вт.
Самое печальное, что в это верят многочисленные покупатели, которых вводят в заблуждение. Для того чтобы расставить все точки над «И» приведу пример элементарного математического подсчета потерь стандартного светодиодного осветительного устройства.

Возьмем самый-самый диод от CREЕ со световой отдачей 139 Лм/Вт.
Он ведь у вас вставлен в устройство, значит, будет греться. Тепловые потери 15%.
Остается 118 Лм/Вт.

Диод подключен к источнику питания. У самого лучшего из них КПД 0,9, у обычного 0,83-0,85. (Например, у Meanwell даже 0,73!) И с этим ничего не поделать, ведь внутри транзисторы, катушки, конденсаторы, все это греется, и часть энергии переходит в тепловую. Потери неизбежны. (У обычного трансформатора, где переменка вход и выход КПД не более 0,95.)
Остается 100,5 Лм/Вт.

В светильнике вы используете оптику. Потери на рефлекторе угол 60-70 градусов 0,9. Плюс защитное стекло. Если предположить, что оно самое простое прозрачное, вычитаем коэф.преломления 0,93.
Остается 94 Лм/Вт.

ИТОГО: оптический выход 94 лм на Вт.

Безусловно, всем бы хотелось, чтобы светодиодный светильник или лампа выдавали 130 или 140 Лм/Вт. Этого хотят и производители диодов, и производители световых приборов с использованием светодиодов и потребители этой светотехники. Идет игра, где все пытаются получить большую светоотдачу.

Объективное сравнение светового потока и светоотдачи светодиода производителями LED искажено в меньшей степени. Сравнивать световой поток диодов можно в так называемой «рабочей точке», т. е. при нагреве 60 градусов Цельсия, далее характеристики диода будут падать. Все же, именитые производители, такие как CREE или NICHIA дорожат своей репутацией и их данным можно верить.

Что же касается производителей светодиодных светильников и ламп, то здесь надо быть на стороже. Учитывайте все вышеназванные потери на устройствах. Плюс, имейте ввиду, что для того, чтобы потери при нагреве были не больше, чем указано выше, нужен эффективный теплотвод. На один Вт диода необходимо порядка 20 кв.см площади радиатора.

С.Исполатов
СТК Системы освещения.

F.A.Q. Косинус Фи , КПД и другие параметры светодиодных светильников СД и СДУ арт.78

Часто задаваемые вопросы относительно светодиодных светильников СД и СДУ(арт.78):

Вопрос: Почему в информации о потолочном светодиодном светильнике СД-35(арт.78)  указана потребляемая мощность 35 Вт, при этом в светодиодном светильнике установлено всего 24 одноваттных светодиода и указан параметр «cos φ не менее 0,95»? Получается, что 24 Вт потребляют светодиоды, и ещё 11 Вт источник питания? Значит истинный cos φ источника питания вашего светодиодного светильника не выше 0,5?


Ответ: Вся приведенная информация о светильнике СД-35 достоверна. Дело вот в чем – в наших светильниках СД-35(арт.78), СД-50(арт.78) и других этой серии мы действительно используем одноваттные светодиоды, но «одноваттный» - это всего лишь ТИП светодиода, что вовсе не означает, что светодиод потребляет ровно 1 Вт энергии. Мы используем источник фиксированного тока для питания светодиодов (350 мА). У используемых нами одноваттных светодиодах при токе 350 мА прямое падение напряжения на светодиоде от 3,1 до 3,5 В (это зависит от бина светодиода). Небольшие отклонения в параметрах светодиодов даже в пределах одной партии обусловлены особенностями технологического процесса производства самих светодиодов и являются естественными.

Получается, что реальная мощность одного светодиода:

 

При этом суммарная мощность, потребляемая светодиодами составит:

 

Источник тока в наших светодиодных потолочных светильниках в реальности имеет значение cos φ не менее 0,95, вы можете убедиться в этом, подключив любой из наших светильников к специальному измерительному прибору (фазометру, или интеллектуальному мультиметру с функцией «True RMS»).

В итоге, суммарная потребляемая мощность нашего светильника СД-35(арт.78) составляет:

Получается, что реальная потребляемая мощность наших потолочных светодиодных светильников СД-35(арт.78) составляет от 27 до 31 Вт. Указанный параметр «Потребляемая мощность – 35 Вт» означает возможное предельное максимальное потребление светильника, указанное в ТУ, что, в свою очередь, является требованием «правильных» органов по сертификации (заявление максимально возможной потребляемой мощности). Напомним, что наши светильники сертифицированы в одном из авторитетнейших органов по сертификации АНО «СветоС».

 Примечание. Режим работы мощных светильников, таких как уличные светодиодные светильники СДУ-50(арт.78), СДУ-70(арт.78), СДУ-90(арт.78), СДУ-120(арт.78) и другие этой серии, а также промышленные светодиодные светильники СД(арт.78)  и модификации светильников СУС) немного отличается от режима работы офисных. Усилиями наших инженеров в драйверах указанных светильников cos φ составляет более 0,97 (вплоть до 0,98…0,99). При этом, аналогично приведенному выше примеру, можно подсчитать реально потребляемую мощность. В режиме питания мощных светильников ток через светодиоды обычно выше, чем 350 мА (до 390 мА и выше), что оправдано эффективным теплоотводом светильников.

Эффективность светодиода

по сравнению с эффективностью светильника

Эффективность светодиода в сравнении с эффективностью светильника и почему это имеет значение

При поиске нового светодиодного светильника, кажется, используются два конкретных термина, как будто они взаимозаменяемы. Эффективность светодиода и эффективность светильника, хотя и схожи, измеряют две очень разные вещи.

Эффективность светодиода по сравнению с эффективностью светильника

LED efficacy показывает, насколько эффективно работает светодиодный чип. Как правило, это самый высокий показатель для большинства светодиодных осветительных решений, поскольку в лабораториях было показано, что светодиодные схемы обеспечивают более 200% эффективности светодиодов за счет использования субатомных колебаний, что, в свою очередь, позволяет им производить больше света, чем электричество, чем они потреблять.

Эффективность светильника - это эффективность всего осветительного прибора. Он измеряет коэффициент полезного действия общего количества люменов, выделяемых светильником, к количеству электроэнергии, необходимой для питания осветительной арматуры. Это влияет на все, включая встроенные светодиоды и любые другие электронные устройства, эффективность которых может быть ниже, чем у самого светодиодного чипа.

Отличительная разница между этими двумя измерениями заключается в том, что одно измеряет только светодиод, а другое измеряет все приспособление.Это означает, что эффективность светильника будет для вас более важной при сравнении различных световых решений.

Итоги эффективности светодиодного освещения

В то время как эффективность светодиода может быть фактором, который вы используете для сравнения эффективности двух аналогичных светодиодных светильников, вам следует сосредоточить внимание на чистой отдаче в люменах по сравнению с количеством электроэнергии, необходимой для создания этих люменов. Это даст вам возможность не только сравнить решения светодиодного освещения от разных компаний, но и сравнить различные типы световых решений, такие как лампы CFL, со светодиодными лампами.

Если вы не так беспокоитесь о получении максимально эффективного света, то вам следует сосредоточиться на чистых люменах, которые выдает лампа. Это определит, насколько ярким будет светильник, что можно использовать в качестве общего правила при покупке более яркого и энергоэффективного осветительного решения.

Свяжитесь со специалистом по освещению Access Fixtures, чтобы узнать больше об эффективности.

LED и энергоэффективность - Glamox

Одним из преимуществ светодиодов является то, что весь свет излучается в одном направление.Это влечет за собой меньшее количество отражений внутри светильника, поскольку мы обычно нужно, чтобы свет шел только вниз. Если нам нужен свет распределение идет как вверх, так и вниз, светодиод менее подходит по сравнению, например, с люминесцентная лампа Т5.

Обычные источники света отбрасывают много света назад, что может быть потеряно в конструкции оптики светильника. С другой стороны, светодиод излучает весь свет в одном направлении.

Производительность светодиода часто измеряется в люменах на ватт или в эффективности.В светильниках с люминесцентными лампами эффективность объясняется с помощью LOR или коэффициента светоотдачи. LOR будет измерять, насколько эффективна оптика. Для этих светильников установленная мощность в ваттах часто используется в качестве меры светоотдачи светильника. Однако в светодиодных светильниках обычно используется номинальный световой поток.

Номинальное значение светового потока светодиодного модуля может дать неточное представление о том, сколько люмен на самом деле вы получаете от светильника. При документировании светодиодного светильника Glamox Luxonic всегда указывает значение светового потока вне светильника, так называемый номинальный световой поток. Когда вы сравниваете этот световой поток со светильником T5, вы должны взять номинальный световой поток ламп T5 и умножить его на коэффициент светоотдачи (LOR) светильника (см. Рисунок).

Следует обратить особое внимание на разницу между номинальным световым потоком светильника и номинальным световым потоком лампы, который измеряется на светодиодном модуле. Ранее производители светодиодов указывали световой поток при температуре перехода 25 градусов, или так называемые холодные люмены. Температура перехода измеряется внутри самого диода.Сегодня более распространенным обозначением является использование горячих люменов, то есть люменов, измеренных при температуре окружающей среды 25 градусов, что соответствует гораздо более высокой температуре перехода.

Правда о том, насколько эффективным может быть белый светодиод

От чего зависит световая отдача и насколько эффективным может быть белый светодиод? До сих пор не уделялось внимания единообразному определению световой отдачи и условий эксплуатации.

DIAL математически определил теоретическую максимальную световую отдачу для различных спектров.Во-первых, давайте посмотрим на сетчатку человеческого глаза. В нем около семи миллионов рецепторов: красных, зеленых и синих. Они воспринимают цвет и называются колбочками. Однако примерно 60 процентов из них - рецепторы зеленого. Таким образом, люди воспринимают зеленый цвет как гораздо более яркий, чем красный или синий, хотя физическая сила излучения такая же.

Конечно, монохроматический зеленый свет не подходит для большинства целей освещения, даже если он является наиболее эффективным. Дизайнер предпочитает использовать белый свет с разной цветовой температурой и оптимальным качеством цветопередачи.Но простое заполнение спектрального распределения другими длинами волн в видимом поле (от 380 нм до 780 нм) приведет к снижению теоретической максимальной световой отдачи.

Следовательно, не существует единого числового значения максимальной световой отдачи белых светодиодов, потому что она всегда зависит от спектрального распределения.

Таблица любезно предоставлена ​​DIAL

В таблице справа показана теоретическая максимальная световая отдача для различных спектров.

Помимо светодиодов, в таблице вы также можете найти несколько примеров температурного излучения и газоразрядных ламп.Эффективность системы и световой поток ламп были измерены в аккредитованной фотометрической лаборатории DIAL в Люденшайде / Германия. Эти значения являются основой световой отдачи системы. Что касается кривой относительной светочувствительности для фотопического зрения V (λ), теоретическая максимальная световая отдача была рассчитана для каждого спектра.

Вы можете видеть, что в типичном спектре теплого белого светодиода достигается теоретическая модульная световая отдача прибл. 320 лм / Вт. Однако, поскольку предполагается, что физическая излучаемая мощность без потерь преобразуется в длины волн спектра, фактическая реализованная световая отдача модуля намного меньше.В будущем, возможно, удастся достичь световой отдачи системы в диапазоне от 200 до 250 лм / Вт.

Кроме того, в обзоре показана эффективность преобразования энергии исследуемых ламп, которая описывает, какая часть мощности преобразуется. в видимый свет. В этом отношении эффективные светодиоды с высокой степенью преобразования энергии и высокой светоотдачей (лм / Вт) явно намного опережают обычные лампы. В то время как эффективность преобразования энергии ламп накаливания составляет от 10 до 20 процентов, высокоэффективные светодиоды в настоящее время достигают значений от 40 до 50 процентов.Тем не менее это означает, что от 50 до 60 процентов энергии теряется в виде тепла.

В ближайшие годы не ожидается увеличения достижимой световой отдачи, сопоставимого с тем, что произошло в первые годы после того, как белые светодиоды пошли в серийное производство. Кривая максимальной световой отдачи новых продуктов постепенно выравнивается. Примечание для дизайнеров: смотрите внимательно и всегда руководствуйтесь здравым смыслом.

Дополнительная информация

Подробнее о DIAL

Найдите продукты, контактную информацию и статьи о DIAL

Все об энергоэффективности и эффективности современного светодиодного освещения

Что означают эффективность, эффективность и световая отдача светодиодных ламп? Здесь вы можете узнать точное значение отдельных терминов. Вы также можете узнать, какого тока КПД уже достигают светодиодные лампы. Сравнение со старыми источниками света показывает, насколько лучше работают светодиодные лампы.

LED Efficiency and Efficacy

Эффективность и эффективность светодиодных ламп часто смешивают. Это, безусловно, связано с тем, что между этими двумя терминами существует прямая связь. Перед дальнейшим рассмотрением следует ознакомиться с точным определением.

КПД

КПД светодиода показывает соотношение между потребляемой электрической мощностью и световым потоком, излучаемым в люменах.

Эффективность

Эффективность светодиода - это световая отдача. Выражается в люменах на ватт (лм / Вт).

КПД - это соотношение между двумя упомянутыми величинами и, следовательно, дано как процентное значение . Чтобы определить эффективность светодиодного источника света, необходимо измерить потребляемую мощность и излучаемый световой поток. Но какой максимальный световой поток будет возможен и будет означать эффективность 100%?

Для этого вам нужно заглянуть в мир физики.В соответствии с этим теоретический максимум световой отдачи составляет прибл. 350 лм / Вт для светодиодов холодного белого цвета. Светодиодная лампа с потребляемой мощностью 1 Вт и световым потоком 350 люмен будет иметь КПД 100%. Однако на практике такие светодиодные лампы - это мечта 🙂

Реальный КПД современных светодиодных источников света составляет от 30% до 40%. Кроме того, 100% эффективность на практике в любом случае невозможна, поскольку в светодиодной лампе есть множество компонентов, в которых возникают потери.

Какая возможна эффективность?

Для достижения максимально возможной эффективности светодиодного светильника или осветительного прибора необходимо установить эффективные светодиоды. Например, мощный светодиод LED319A от Nichia обеспечивает удивительную светоотдачу 164 лм / Вт. Это дает ему КПД чуть менее 47%. Это текущий рекорд серийного производства.

Но это только КПД светодиода. Светодиодная лампа также содержит драйвер светодиода и оптические компоненты.У них также есть КПД, так что общий КПД снова ниже. Современные светодиодные лампы имеют КПД от 30% до 40%. Оставшаяся используемая энергия излучается в виде тепла.

Общая эффективность важна

Общая эффективность светодиодной лампы включает все компоненты, которые она содержит. Это часто называют эффективностью розетки .

Температура светодиода оказывает еще одно недооцененное влияние на эффективность. Чем ниже рабочая температура светодиода, тем выше его эффективность, а значит, и эффективность.Хорошее управление температурой внутри источника света для отвода отработанного тепла от светодиода в окружающую среду было бы преимуществом.

Где возникают убытки?

Светодиодная лампа содержит различные компоненты, в которых могут возникать потери. В большинстве случаев это следующие компоненты:

  • Электроника драйвера
  • Светоизлучающий диод
  • Оптика

Электроника драйвера или блок питания преобразует сетевое напряжение 110 В в рабочее напряжение, необходимое для светодиода. Эти электронные схемы строятся по-разному в зависимости от производителя и имеют КПД от 70 до 90%.

Светодиоды, установленные в источнике света, имеют наибольшее влияние на общую эффективность. Решающим фактором здесь является то, сколько света может быть отвлечено от полупроводника в окружающую среду. Имеющиеся в продаже светодиодные светильники теплого белого цвета обычно оснащены светодиодами с КПД от 25 до 35%.

Оптика (линзы, светофильтры и др.)) в светодиодном источнике света также влияют на общую эффективность. Например, используются специальные рассеивающие линзы для достижения определенного угла луча лампы. Однако эффективность оптики очень высока по сравнению с самими светодиодами.

Расчет КПД светодиода

Общий КПД светодиодной лампы рассчитывается путем умножения КПД всех содержащихся в ней компонентов.

Пример: Расчет общего КПД

Драйвер светодиода (90%) · Светодиод (35%) · оптика (95%) = КПД 30%

Расчет: 0. 9 · 0,35 · 0,95 = 0,3 → 30%

Хотите рассчитать эффективность светодиодного светильника в магазине? Установите светоотдачу (люмен на ватт) по отношению к физически возможному максимуму (350 лм / Вт) для светодиодов холодного белого цвета.

Пример: расчет эффективности светодиодной лампы

Светодиодный осветительный прибор обеспечивает 1500 люмен при потребляемой мощности 13 Вт

1500 люмен: 13 Вт = 115,4 → Световая отдача 115,4 лм / Вт

Физический максимум (эффективность 100%): 350 лм / Вт

115.4 лм / Вт: 350 лм / Вт = 0,33 → 33% КПД

Сравнение эффективности и светоотдачи

Светодиодные лампы и светильники на сегодняшний день являются наиболее эффективными источниками света. Однако требуется некоторое время, прежде чем все старые технологии освещения будут полностью преобразованы в светодиодные. Если вы собираетесь преобразовать старые источники света в светодиодные, вам поможет следующее сравнение эффективности различных технологий освещения. В принципе, эффективность всегда немного выше при более высоких мощностях.

КПД лампы накаливания

КПД известных ламп накаливания составляет всего 5% от используемой электроэнергии. Остальные 95% выделяются в окружающую среду в виде тепла. Вот почему даже лампы накаливания с малой мощностью и низкой яркостью сильно нагреваются во время работы. Световая отдача лампы накаливания составляет от 10 лм / Вт до 15 лм / Вт, в зависимости от класса мощности.

КПД галогенной лампы

КПД галогенных ламп составляет около 10%.Остальные 90% излучаются в окружающую среду в виде тепла. Световая отдача галогенной лампы составляет от 15 лм / Вт до 20 лм / Вт, в зависимости от класса мощности. Таким образом, КПД лишь немного лучше, чем у лампы накаливания.

КПД энергосберегающей лампы

В конце концов, КПД энергосберегающей лампы достигает 25%. Здесь только 75% электроэнергии преобразуется в тепло. Световая отдача составляет от 40 лм / Вт до 60 лм / Вт. КПД по сравнению с лампой накаливания составляет не менее четырех-пяти раз.

Таблица сравнения эффективности

лм / Вт
Сравнение эффективности и предельной эффективности различных источников света
Источник света КПД Световая отдача
Светодиодная лампа 80193 25-40196%
Энергосберегающая лампа 15–25% 40–60 лм / Вт
Галогенная лампа 8–12% 15–20 лм / Вт
Лампа накаливания лампа 3-5% 10-15 лм / Вт

Заключение

Светодиодные лампы с КПД от 30% до 40% относятся к наиболее эффективным источникам света в современном мире. Теперь вы знаете, как рассчитать эффективность светодиодной лампы перед ее покупкой. Таким образом, вы можете быть уверены, что покупаете эффективную светодиодную лампу с высокой светоотдачей и не поймаете продавца с низкой эффективностью.

Эффективность светодиодов: самая высокая световая отдача белого светодиода. - DIAL

Помимо светодиодов с разной цветовой температурой, есть несколько примеров температурного излучения и газового разряда. Эффективность системы и световой поток лампы или модуля продуктов в этой таблице были измерены в собственной аккредитованной фотометрической лаборатории DIAL.Отсюда и световая отдача системы.

На основе кривой относительной светочувствительности для фотопического зрения V (λ) была рассчитана теоретическая максимальная световая отдача для каждого спектра.

Из таблицы вы можете видеть, что в типичном спектре теплого белого светодиода достигается теоретическая модульная световая отдача прибл. 320 лм / Вт. Однако, поскольку предполагается, что существует преобразование физической излучаемой мощности без потерь в длины волн спектра, то фактическая достижимая световая отдача модуля намного меньше. В будущем, возможно, удастся достичь световой отдачи системы в диапазоне 200–250 лм / Вт.

Кроме того, обзор показывает эффективность преобразования энергии исследуемых ламп. Эффективность преобразования энергии описывает, какая часть мощности преобразуется в видимый свет. В этом отношении эффективные светодиоды значительно опережают обычные лампы. В то время как эффективность преобразования энергии ламп накаливания, например, составляет от 10% до 20%, очень эффективные светодиоды в настоящее время достигают значений от 40% до 50%.Тем не менее, это все еще «только» 40–50%, поэтому от 50% до 60% мощности «теряется» в виде тепла.

Однако эти цифры не должны скрывать того факта, что в настоящее время на рынке имеется много светодиодов, которые имеют гораздо более низкую световую отдачу системы. Соответственно, здесь и эффективность преобразования энергии плохая.

Прощай, идея огромного прогресса в светоотдаче

В ближайшие годы вряд ли будет увеличение достижимой световой отдачи, сравнимое с тем, что произошло в первые годы после того, как белые светодиоды пошли в серийное производство. Кривая максимальной световой отдачи новых продуктов постепенно выравнивается.

Средняя световая отдача светодиодных светильников, несомненно, будет продолжать улучшаться, поскольку на рынке есть светильники со световой отдачей 50–70 лм / Вт, которую еще можно оптимизировать. Этот факт четко показан в измерениях, которые компания DIAL провела в своей аккредитованной лаборатории за последние несколько лет.

Центр CE - Характеристики высококачественного светодиодного светильника

обеспечивает больше света при меньшем потреблении энергии

Снижение значительного энергопотребления системы освещения здания стало предметом пристального внимания в последних версиях национального энергетического стандарта ANSI / ASHRAE / IES Standard 90.1: Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых домов. Таким образом, независимо от того, пытается ли проект соответствовать текущим энергетическим стандартам, превзойти их, чтобы удовлетворить критериям зеленого строительства, или просто сэкономить деньги за счет снижения эксплуатационных расходов на систему освещения, определение эффективной системы освещения является первоочередной задачей дизайна в любом проект. Осветительные приборы, в которых используются высококачественные компоненты, являются мощными инструментами при проектировании светодиодных или люминесцентных систем освещения, способных достичь наивысшего уровня эффективности.

© Джо Нюсс

Начальная школа Sunset View объединила энергоэффективные светильники прямого / непрямого света для общего освещения, а для освещения белой доски были выбраны приспособления для мытья стен.

Эффективность и эффективность приспособления

Для определения общих характеристик осветительной арматуры используются два показателя. Эффективность светильника описывает количество используемого света, измеряемое в люменах (лм), которое излучает светильник на ватт (Вт) потребляемой электроэнергии.Эффективность светильника относится к проценту люменов, создаваемых источником света, которые излучаются светильником как полезные люмены.

Лампы накаливания, люминесцентные и HID-светильники в течение многих лет проходят фотометрические испытания с помощью процесса, известного как относительная фотометрия, который определяет эффективность осветительной арматуры. Из-за проблем с отводом тепла единственный способ правильно протестировать светодиодную арматуру - это проверить всю сборку, это абсолютная фотометрия, которая позволяет определить полезные люмены, излучаемые светильником, и мощность, необходимую для питания светильника, обеспечивая светильник эффективность приспособления.Хотя это установленный стандарт для тестирования светодиодных светильников, нужно быть осторожным при просмотре опубликованных данных об эффективности светодиодного светильника, чтобы быть уверенным, что указанная эффективность - это эффективность всего светильника, а не только эффективность одного светодиодного источника света. .

Важно отметить, что эффективность приспособления и эффективность приспособления, хотя и важны, не могут быть единственными соображениями при выборе наилучшего продукта для применения. Например, голые лампы являются наиболее эффективными доступными источниками света, потому что 100 процентов света, излучаемого лампами, передается во внутреннее пространство, но они редко используются в коммерческих приложениях, поскольку не могут достичь других важных целей производительности, таких как по мере необходимости распределение света и контроль ослепления.

Источник света, линза и отражатель

Это оптическая система внутри светильника, которая направляет свет, излучаемый источником света, во внутреннее пространство, в конечном итоге определяя эффективность светильника. Оптическая система состоит максимум из трех компонентов. Это: источник света, линза и отражатель. Источник света излучает свет. Линза, если она является частью приспособления, представляет собой материал, через который проходит свет, попадая во внутреннее пространство.Отражатель - это ограждение вокруг источника света, которому поручено управлять светом, который не проходит напрямую от источника света в пространство. Качество этих компонентов и конструкция приспособления могут иметь огромное влияние на общую эффективность, достигаемую приспособлением. Они также влияют на многие другие цели проектирования светодиодного светильника, такие как эффективное экранирование чрезмерно яркого источника светодиода от непосредственного наблюдения за людьми в помещении.

Высококачественный отражатель

Функциональность качественного рефлектора двояка.Он отражает значительную часть излучаемого света, а не поглощает его, а затем направляет отраженный свет из прибора контролируемым и целесообразным образом. Это важно, потому что световой луч теряет энергию и интенсивность при каждом отражении. Если отражатель позволяет свету беспорядочно отражаться внутри светильника, значительная часть генерируемого света теряется.

Изображение предоставлено ELP Lighting

На торцевой пластине с вырезом виден цельный алюминиевый отражатель с высоким коэффициентом отражения.Этот отражатель обеспечивает равномерный асимметричный световой поток без полос, которые могут возникать от составных отражателей, закрепленных механически.

Есть много материалов, которые используются в качестве отражателя в приспособлении. Он может быть таким же простым, как металлический ящик, окрашенный в белый цвет, или просто изогнутый и полированный алюминий, который может обеспечивать коэффициент отражения около 70 процентов. Существует белая краска с высокой отражающей способностью, коэффициент отражения которой может превышать 80 процентов. Многие отражатели сделаны из алюминия, который был модифицирован каким-либо образом.Некоторые алюминиевые отражатели имеют серебряную пленку, нанесенную на их поверхность, в то время как другие имеют зеркальное покрытие с высокой отражающей способностью. Эти более совершенные отражатели могут достигать коэффициента отражения до 97 процентов.

Поверхность отражателя играет решающую роль в управлении светом внутри светильника. Отражатель с микроскопически гладкой поверхностью, такой как зеркало, создает отражение, известное как зеркальное отражение. Зеркальное отражение отражает световые лучи в одном направлении, создавая концентрированное, контролируемое и направленное отражение.Отражатель с шероховатой поверхностью вызывает диффузное отражение в приспособлении, беспорядочно рассеивая лучи света в разных направлениях. Индустрия освещения также создала полузеркальные отражатели, обеспечивающие слегка рассеянное отражение. Они предлагают улучшенный контроль над обычным диффузным отражением, но позволяют осветительным приборам добиться более широкого и равномерного распределения света, чем создается за счет концентрированных зеркальных отражений.

Следует отметить, что поверхность отражателя, гладкая или шероховатая, не указывает на коэффициент отражения материала, а только на направление, которое будет иметь отраженный свет.Плохой отражатель может поглощать большую часть света, излучаемого источником, и отражать то, что осталось, в зеркальном, полузеркальном или диффузном виде.

Линза с высокой светопроницаемостью

Скорость пропускания линзы - это количество света, который проходит через линзу во внутреннее пространство, вместо того, чтобы поглощаться или отражаться обратно в корпус прибора. Линзы для осветительных приборов доступны из различных материалов, от прозрачного призматического акрила или стекла до матового или молочно-белого полупрозрачного покрытия.Прозрачная линза с высоким коэффициентом пропускания способна передавать 97 процентов падающего на нее света в пространство. Матовые и молочно-белые линзы имеют гораздо более низкий коэффициент пропускания и более высокий коэффициент поглощения, чем их более прозрачные аналоги. Матовые линзы могут снизить выходную мощность осветительного прибора на 12–15 процентов, что существенно повлияет на общую эффективность устройства.

Изображение предоставлено ELP Lighting

Этот потолочный светильник иллюстрирует влияние, которое может оказать линза, демонстрируя рядом три разных линзы: прозрачную линзу (слева), матовую линзу (в центре) и молочно-белую линзу (справа).

Миф о характеристиках светодиодных светильников

Самый важный урок, который следует извлечь из этого раздела, заключается в том, что рабочие характеристики светильника основываются не только на эффективности источника света. Ошибочно полагать, что любой светодиодный светильник будет более эффективным вариантом освещения, чем что-либо еще из имеющихся. Хотя светодиод имеет большую эффективность, чем большинство источников света, плохое управление светом с помощью светильника или использование низкокачественных компонентов быстро подорвет эффективность даже светодиодного светильника. С другой стороны, линейные люминесцентные светильники, отличающиеся инновационным дизайном и использующие качественные компоненты, могут соперничать или превосходить эффективность базовых светодиодных светильников.

светодиодных светильников с яркостью

люмен

24 сентября 2015 г.

Светодиодные лампы и светильники

хорошо известны своей наивысшей светоотдачей, производя наибольшее количество света с наименьшим количеством энергии. Это сделало их привлекательной энергосберегающей альтернативой обычным источникам света во многих областях применения.Однако эффективность светодиодных светильников можно измерить не только по световой отдаче; его также можно оценить с точки зрения эффективного распределения света.

Будет ли светодиодный светильник достаточно ярким? Этот вопрос часто задают при рассмотрении вопроса об обновлении светодиодов. По этой причине в первую очередь учитывается световой поток. Сколько люменов дает светодиод по сравнению с нынешней лампой? Хотя эта информация может быть полезной, она не может нарисовать всю картину.

Чтобы лучше понять это, давайте рассмотрим пример.Допустим, мы рассматриваем замену металлогалогенного прожектора мощностью 400 Вт на светодиодный прожектор HyLite. Начальный люмен для металлогалогенной лампы мощностью 400 Вт составляет примерно 36000 люмен. Это количество света, которое излучается при первом включении лампы. Все лампы имеют ту или иную форму уменьшения светового потока. Лучшим показателем светового потока конкретной лампы является средний световой поток. В средних люменах обычно указывается световой поток, оставшийся, когда лампа достигает 40% от номинального срока службы. Средняя яркость металлогалогенной лампы мощностью 400 Вт составляет примерно 24000 люмен.

Рекомендуемой заменой металлогалогенного прожектора мощностью 400 Вт является светодиод HyLite LED Prizm мощностью 120 Вт, производящий около 13 000 люмен. Глядя только на люмены, кажется, что новый светодиодный прожектор будет вдвое меньше яркости. Тем не менее, подобные апробации освещения были опробованы во всем мире с исключительно положительными результатами. Как это возможно? Ответ заключается в эффективности светильника (арматуры) и световой отдаче. Эффективность осветительной арматуры - это сравнение светоотдачи, излучаемой осветительной арматурой, со светоотдачей лампы.

Традиционные светильники, особенно те, которые предлагают направленное освещение, имеют неотъемлемую проблему: свет необходим в одном направлении, в то время как лампа производит всенаправленное освещение. Свет распространяется во всех направлениях внутри светильника. Чтобы изменить распределение света и позволить большему количеству света излучать прибор, в него встроены отражатели и линзы. Эти компоненты отражают и распределяют свет изнутри светильника наружу. Однако даже самые лучшие конструкции эти компоненты не на 100% эффективны.Внутри светильника попадает много света, что снижает общую эффективность системы освещения. Для прожекторов обычно КПД светильников находится в диапазоне от 50% до 70. Это означает, что от 30% до 50% люменов металлогалогенных ламп улавливаются и теряются внутри светильника. В нашем примере возьмем среднее значение этой статистики и предположим, что эффективность приспособления составляет 60%. Это даст 13 200 люмен.

И наоборот, светодиодные светильники обеспечивают превосходную эффективность.Светодиоды - это источник направленного света. Свет, исходящий от светодиода, направлен за пределы прибора. Кроме того, можно более эффективно управлять освещением, что позволяет использовать множество схем распределения и углов луча с минимальными потерями света.

В довершение всего, люмены, проверенные и зарегистрированные для светодиодных светильников, представляют собой фактическую освещенность, исходящую от светильника. Светодиодные модули или пакеты не измеряются отдельно перед установкой в ​​светильник, как металлогалогенные лампы.Сообщаемый световой поток светодиодного светильника - это общий световой поток, излучаемый осветительным прибором. КПД светильника, по сути, 100%.

Влияние эффективности светильника на две технологии:

Металлогалогенный светильник мощностью 400 Вт Светодиодный прожектор HyLite мощностью 120 Вт
Среднее значение люмен 24000 люмен 9019% 9019%
Светильник Люмен 14400 люмен 13000 люмен

Если принять во внимание эффективность светильников, разница в люменах между металлогалогенными лампами и светодиодными прожекторами будет намного меньше. Также следует учитывать другие факторы, включая распределение, угол луча и эффективность поля. Излучение большего количества люменов за пределами прибора нецелесообразно, если больше света тратится за пределы намеченной области. Тестирование и данные могут показать, насколько эффективно люмен распределяется и доставляется в намеченной области. Светодиодные светильники имеют возможность жестко контролировать распределение света.

Лабораторные испытания HyLIte LED Prizm показали, что более 99,4% светового потока испускаются в пределах засекреченного распространения NEMA.Эта концепция известна как эффективность поля. Эффективность поля - это процент начальных люменов от источника света, которые используются в пределах угла поля, или степень освещения до 10% от максимальной интенсивности с каждой стороны. Эффективность поля основана на концепции эффективности светильника. В зависимости от модели металлогалогенные прожекторы обеспечивают полевую эффективность от 35% до 55%.

В таблице ниже показаны световые потоки металлогалогенных светодиодных светильников и светильников HyLite. Прожектор мощностью 400 Вт MH обеспечивает только 7650 люмен по сравнению с 8 429 люменами для светодиодного светильника. Благодаря способности светодиодных светильников эффективно создавать и распределять освещение, достигается максимальная экономия энергии.

Светодиод
Металлогалогенные ватты Средние люмены Металлогалогенные люмены при 45% эффективности поля Люмены HyLite, эквивалентные 9938 люменам HyLite 4 HyLite Эквивал. .4% полевой КПД
175 Вт 13,000 5,850 60 Вт 6,300 6,262
250 Вт 17,000 7,6104 80193 9018 9018 9018 9019 9018 9018 9018 9019 9018 24,000 10,800 120 Вт 13,000 12,922
1000 Вт 71,500 32,175 280 Вт 29,680 902 2918 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *