КПД светодиодных ламп
Главная Статьи и обзоры
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,..
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.
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 
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 ОБОРУДОВАНИЕ, ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ КАРАОКЕ-СИСТЕМЫ, СИСТЕМЫ ОПОВЕЩЕНИЯ PUBLIC ADDRESS, DJ ОБОРУДОВАНИЕ, HI-FI АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, HI-FI КОМПОНЕНТЫ, АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ДИСКОТЕК, ЗВУКОУСИЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКТЫ, КОМПЛЕКТЫ ДОМАШНИХ КИНОТЕАТРОВ, МИКРОФОНЫ, МИКШЕРНЫЕ ПУЛЬТЫ, ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ ОБРАБОТКИ ЗВУКА, РАДИОСИСТЕМЫ, СВЕТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ.
Позвоните нам, и мы предложим комплексное решение: +74956698624, E-mail: info@pls-msk.
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:
”
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.
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.
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?
Главное, чтобы это была именно светоотдача готового устройства на свой температурный режим работы, без всяких звездочек и оговорок.
Новый рубеж экоэффективного освещения благодаря дальнейшему развитию светодиодных технологий сектор далек от завершения, предлагая новую возможность для еще большей экономии энергии для всех и везде, и является особенно долгожданным быстрым решением в контексте резкого роста цен на электроэнергию, проблем энергетической безопасности и климатического кризиса.
Потребление энергии является одним из наиболее важных факторов, определяющих воздействие продукта на окружающую среду на протяжении всего его жизненного цикла. Улучшая энергетические характеристики продукта, можно значительно сократить количество потребляемой им энергии и, в свою очередь, его углеродный след. Это явно относится к сектору освещения и его выдающейся эволюции на протяжении многих лет — от первой лампы накаливания, изобретенной в 1879 году, более 140 лет назад — что делает его настоящим показателем постоянного поиска ведущими отраслями промышленности для создания более эффективных и устойчивых продуктов. , которая привела к последней разработке на рынке освещения: сверхэффективной светодиодной лампе.
Благодаря значительному снижению энергопотребления светодиоды стали наиболее популярными и просто незаменимыми практически в каждом сценарии освещения. Светодиоды были впервые изобретены в 1927 году, коммерциализированы в 2000-х годах и с тех пор неуклонно развиваются.
Что ставит технологию светодиодного освещения намного выше других технологий, так это исключительные цветовые решения, мгновенная яркость и длительный срок службы, а также светодиодное освещение, являющееся оптимальным выбором с точки зрения энергоэффективности. Что наиболее важно с точки зрения энергоэффективности, из-за их высокой выходной мощности люмен на ватт светодиоды способны превращать примерно 70% своей энергии в свет, что делает их более эффективными, чем другие технологии, которые тратят большую часть своей энергии на тепло. Светодиодное освещение намного эффективнее, чем лампы накаливания, для получения видимого света. Действительно, большая часть излучения, производимого лампами накаливания, находится в инфракрасной части спектра, тогда как светодиодные источники излучают свет в видимой области и гораздо более эффективно, чем лампы накаливания или газоразрядные лампы.
Светодиодные источники света теперь могут экономить энергопотребление примерно на 90 % по сравнению с лампами накаливания и примерно на 50 % по сравнению с люминесцентными источниками света.
Они также представляют собой более безопасные альтернативы другим широко используемым источникам света, таким как флуоресцентные лампы на основе ртути и газоразрядные лампы высокой интенсивности. Светодиодные источники света также работают в более широком диапазоне температур и лучше направляют свет туда, где он предназначен, помогая избежать светового загрязнения.
Недавно эффективность освещения сделала новый скачок вперед с выпуском сверхэффективного светодиодного освещения, обеспечивающего световой поток 210 люмен/ватт, и такие бренды, как Signify и LEDVANCE, уже представили эти первые новые высокопроизводительные продукты на европейском рынке. Эти новые лампочки и трубки относятся к классу А в соответствии с новыми правилами ЕС по маркировке, которые вступили в силу в 2021 году и требуют более высокого уровня эффективности по сравнению со старыми правилами ЕС. В условиях продолжающегося и очень резкого роста затрат на электроэнергию новые сверхэффективные светодиодные светильники позволяют экономить электроэнергию для крупных потребителей, таких как промышленные предприятия, склады, офисы и торговые точки, а также общественные здания, школы и больницы, где в течение всего дня требуется освещение, особенно существенны.
Несмотря на то, что невероятное достижение в 210 люмен/ватт показывает огромный потенциал экономии по сравнению с современными технологиями освещения, для мелких потребителей его первоначальная покупная цена может означать, что оно еще не доступно каждому. Например, светодиодные лампы мощностью 110 люмен/Вт доступны на рынке примерно по цене от 3 до 5 долларов США, тогда как цена новых сверхэффективных светодиодных ламп мощностью 210 люмен/Ватт в настоящее время колеблется от 10 до 20 долларов США. Несмотря на относительно быстрое время окупаемости сверхэффективного светодиодного освещения с более высокими характеристиками и высокие затраты на электроэнергию во многих странах, время окупаемости лампы, которая изначально стоит в 3–4 раза дороже, может показаться потребителям слишком длительной для быстрая глобальная трансформация массового рынка. Таким образом, помощь в увеличении доли рынка и, следовательно, повышении доступности новых сверхэффективных светодиодных ламп и трубок по первоначальной цене покупки является основным вопросом для правительств и крупных потребителей во всем мире.
График и таблица ниже показывают сравнение стоимости ламп накаливания, компактных люминесцентных ламп, современных стандартных светодиодных ламп и новых сверхэффективных светодиодных ламп для типичного домашнего использования (1000 часов годового использования – около 2,7 часов в день).
Учитывая текущую рыночную цену этого нового продукта, ультраэффективное освещение в настоящее время не может быть предпочтительным выбором для каждого мелкого потребителя. Однако доступный выдающийся уровень энергоэффективности и, следовательно, высокая экономия электроэнергии, которую можно получить за относительно короткое время, делают эти сверхэффективные осветительные приборы наиболее жизнеспособным вариантом для закупок на государственном уровне или в других ситуациях оптовых закупок. Варианты сверхэффективного светодиодного освещения должны быть идеальными в рамках устойчивых государственных закупок (или «зеленых» государственных закупок), где конечные цены могут стать более конкурентоспособными благодаря процессам государственных торгов и практике оптовых закупок.
Оптовые закупки (или «массовые закупки») относятся к закупке гораздо больших количеств по более низкой цене за единицу, чем обычно, с выгодой от эффекта масштаба. Благодаря этой альтернативе конечные пользователи в общественных зданиях, таких как больницы, правительственные учреждения, школы и университеты, могут в полной мере воспользоваться преимуществами нового сверхэффективного светодиодного освещения, а правительства могут получить максимальную отдачу от своих инвестиций по сравнению с другими доступными в настоящее время альтернативами освещения. Экономия большего количества электроэнергии при освещении общественных мест обеспечивает более короткие периоды окупаемости, а также значительную экономию финансовых средств на счетах за электроэнергию и снижение воздействия правительства на окружающую среду за счет соответствующего значительного сокращения выбросов парниковых газов.
Благодаря новым национальным программам энергосберегающего освещения можно добиться экономии электроэнергии, эквивалентной производству более 400 крупных электростанций (500 МВт каждая), что обеспечит ежегодную экономию более 800 миллионов тонн выбросов парниковых газов и ежегодную экономию на счетах за электроэнергию.
более 100 миллиардов долларов для потребителей. Недавно обновленные оценки экономии энергии U4E для более чем 150 стран показывают значительную экономию энергии, доступную с особым вниманием к развивающимся странам и странам с формирующейся рыночной экономикой.
Технологии искусственного освещения достигли огромного прогресса на протяжении веков: от ламп накаливания с видимой эффективностью около 10 люмен/ватт до компактных люминесцентных ламп мощностью 50 люмен/ватт и современных светодиодных ламп мощностью 110 люмен. /ватт и, наконец, этот новый светодиодный прорыв с невероятным уровнем эффективности – 210 люмен/ватт. Замена неэффективного и устаревшего освещения на светодиоды — это только верхушка айсберга, когда речь идет об экономии энергии при освещении, но, к счастью, технологический прогресс в секторе производства освещения облегчает задачу, помогая сократить глобальные выбросы углерода, уменьшить материальные отходы, и быстро и устойчиво снижать потребление энергии во всех секторах экономики — только что были предприняты следующие шаги в освещении для лучшего мира.
КПД светодиода превышает 100%
Эффективность преобразования мощности светодиода (штепсельная вилка) обратно пропорциональна его выходной оптической мощности. КПД настенной розетки может превышать 100 %, единичный КПД, при низком приложенном напряжении и высоких температурах. Изображение предоставлено: Сантанам и др. ©2012 Американское физическое общество(PhysOrg.com) — Исследователи впервые продемонстрировали, что светодиод может излучать больше оптической энергии, чем потребляемой им электроэнергии. Несмотря на интерес с научной точки зрения, результаты не приведут к немедленному созданию сверхэффективных коммерческих светодиодов, поскольку демонстрация работает только для светодиодов с очень низкой входной мощностью, которые производят очень небольшое количество света.
Исследователи, Партибан Сантанам и соавторы из Массачусетского технологического института, опубликовали свое исследование в недавнем выпуске Physical Review Letters .
Как объясняют исследователи в своем исследовании, ключом к достижению эффективности преобразования энергии выше 100%, т. е. «единичной эффективности», является значительное снижение приложенного напряжения. Согласно их расчетам, когда напряжение уменьшается вдвое, входная мощность уменьшается в 4 раза, в то время как мощность излучаемого света увеличивается линейно с напряжением, так что она также уменьшается только вдвое. Другими словами, КПД светодиода увеличивается с уменьшением его выходной мощности. (Обратное соотношение — эффективность светодиода снижается по мере увеличения его выходной мощности — является одним из самых больших препятствий при разработке ярких и эффективных светодиодных светильников.)
В своих экспериментах исследователи уменьшили входную мощность светодиода всего до 30 пиковатт и измерили выходную мощность 69 пиковатт света, т.е. КПД 230%. Физические механизмы работали так же, как и у любого светодиода: при возбуждении приложенным напряжением электроны и дырки имеют определенную вероятность генерации фотонов.
Исследователи не пытались увеличить эту вероятность, как было сосредоточено в некоторых предыдущих исследованиях, а вместо этого использовали небольшое количество избыточного тепла, чтобы излучать больше энергии, чем потреблялось. Это тепло возникает из-за колебаний в атомной решетке устройства, возникающих из-за энтропии.
Этот светоизлучающий процесс слегка охлаждает светодиод, делая его работу похожей на термоэлектрический охладитель. Хотя этого охлаждения недостаточно для практического охлаждения при комнатной температуре, его потенциально можно использовать для создания светильников, не выделяющих тепло. При использовании в качестве теплового насоса устройство может быть полезно для твердотельных систем охлаждения или даже для производства электроэнергии.
Теоретически эта низковольтная стратегия позволяет произвольно эффективно генерировать фотоны при низком напряжении. По этой причине исследователи надеются, что этот метод может предложить новый способ проверки пределов энергоэффективности электромагнитной связи.
