Плюсы и минусы светодиодного освещения

Оценка светодиодного освещения

Изначально стоит рассмотреть сильные и слабые стороны этого вида освещения.

К положительным моментам отнесем:

• Экономию электропотребления составляет 70% по сравнению с лампочкой накаливания. Так, светодиод мощностью 10 Ватт как обычная лампочка на 100 Ватт;
• Срок эксплуатации качественного светодиода в среднем составляет 100 000 часов, что намного больше других видов лампочек;
• Прочность – изготавливаются из алюминия и пластика;
• Безопасность при эксплуатации в связи с отсутствием элемента накаливания;
• Отсутствуют мерцания, так как светодиод работает от постоянного тока. Обычная лампа мерцает примерно 100 раз в секунду, это обусловлено источником питания – переменный ток;
• Светодиодные лампочки не испускаю ультрафиолетовое излучение;
• Светодиод может работать при напряжении от 80 до 230 Вольт. От величины напряжения зависит яркость света диода: чем ниже, тем тусклее;
• Широкий диапазон рабочих температур. Как было отмечено ранее, светодиод практически не нагревается, поэтому его можно устанавливать при температурном решении от -50 до +70 градусов по Цельсию;
• Бесшумность — при работе диод не издает никаких звуков;
• Прямой свет – не требует установки светоотражателей;
• Монтаж не составляет труда.

Отрицательные стороны:

• Стоимость – качественные светодиоды стоят не дешево, но с учетом их срока службы и экономии электроэнергии они окупят себя в течение трех лет;
• Чтобы получить рассеянный свет, необходимо устанавливать фильтры, что приводит к снижению яркости;
• Не рекомендуется использовать в помещениях с высокой влажностью воздуха;
• Вся сеть зависит от одного диода – если сгорел один, из строя выйдет вся сеть;
• Диодный светильник требует регулярного ухода – контроль креплений, чистоты лампочки (необходимо своевременно убирать пыль).

Современные светодиодные светильники: анализ основных преимуществ и недостатков

К достоинствам LED-приборов относятся:

1. Низкое энергопотребление. Энергосберегающие светодиодные лампы потребляют в 2-8 раз меньше электрической энергии, чем другие искусственные источники света.
2. Большой срок службы. Современные светодиодные системы способны функционировать до 50000-100000 часов (10-25 лет работы) без изменения первоначальных параметров качества освещения. Это примерно в 100 раз превышает показатель срока эксплуатации у ламп накаливания и в 12 раз у люминесцентных светильников.
3. Возможность управления уровнем освещенности и качеством излучения. Светодиодные комплексы, дополненные регуляторами, датчиками и камерами преобразуются в интеллектуальную систему освещения, позволяющую регулировать параметры яркости светового потока, изменять его направление и управлять массивами светодиодов.
4. Безопасность. В конструкции светодиодного светильника отсутствуют вредные и опасные компоненты (ртуть, аргон, неон, криптон), что обеспечивает экологическую и противопожарную безопасность его эксплуатации и не требует специальных условий для утилизации.
5. Качество освещения. Свет, излучаемый полупроводниковыми материалами, максимально приближен к естественному дневному излучению, характеризуется высоким уровнем цветопередачи и чистотой, отсутствием пульсации светового потока, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Комбинации различных светодиодов дают возможность создавать любые цветовые оттенки.
6. Стойкость к негативным факторам воздействия. Твердотельные источники света устойчивы к вибрации, перепадам напряжения и механическим повреждениям, способны работать в любых климатических условиях.
7. Экономия на эксплуатационных расходах. Светодиодные лампы не требуют установки специальной пускорегулирующей аппаратуры и регулярного технического обслуживания.
8. Миниатюрность Небольшие размеры LED источников света являются еще одним преимуществом светодиодных светильников. Однако в некоторых случаях, например, для создания мощного светового потока более 1000 лм эта особенность становится недостатком, поскольку требует использования большого массива светодиодов.

Недостатки светодиодных приборов освещения:

• Низкая яркость светового потока по сравнению с традиционными источниками света. Проблему удается устранить путем использования нескольких полупроводников в одном приборе и объединения их в группы светодиодных модулей.
• Срок службы светодиодных светильников определяется не только рабочим потенциалом светодиодов, но и зависит от параметров других составляющих системы освещения (размер и эффективность теплоотвода, гарантированный срок эксплуатации драйвера). По этой причине некоторые светодиодные установки могут работать меньше рекламируемого производителем срока.
• Высокая стоимость LED-приборов по сравнению с другими искусственными источниками света, хотя общие затраты на освещение с учетом значительного срока службы светильников будут в несколько раз ниже.

Принцип работы светодиодов

Основой любого led-прибора является сплав из таких элементов, как алюминий, галий и арсений с добавлением небольшого количества полупроводниковой примеси. Благодаря последнему материал становится способным к проведению электрического тока, причем с возможностью электронов переходить по различным атомным орбитам. Это и приводит к эффекту люминесценции или светообразования. При этом в зависимости от длины волны излучения возникает свечение особого оттенка, что и отображается в большом разнообразии светодиодных ламп по температуре цвета.

Особенности технологии

Световой поток в лед-элементе образуется из электрического поля, когда на границе раздела фаз (p-n-переходе) возникают заряды разного знака при прохождении тока. Полупроводниковая матрица покрыта кристаллом-сапфиром. Однако естественное его свечение имеет синеватый оттенок. Поэтому для формирования белого света, его поверхность покрывается хаpaктерным желтым люминофором (наблюдаемым на всех изделиях).

Есть три основных типа светодиодных ламп со своими преимуществами и недостатками:

1. DIP.
2. SMD.
3. СOB.

Первый тип устарел и пpaктически не применяется. Матрица последней разновидности лишена корпуса, а лед-элементы просто приклеиваются на диэлектрическую подложку, покрываясь сверху слоем из люминофора и размещаются максимально плотно. SMD-источники расположены на большом расстоянии друг от друга на кристаллической основе. СOB более компактны и экономны при одинаковой мощности со светильниками второго типа.

Светодиодные лампы наиболее энергоэффективны в сравнении с люминесцентными и галогенными аналогами и тем более с обычными лампочками накала. Потеря на нагрев составляет всего 4%, в то время как у последних – 96%!

Конкурентные преимущества светодиодных источников света

Повышенный спрос на светодиодные лампы и светильники возник неспроста. Сравним светодиодные лампы с другими типами ламп и выделим ключевые преимущества:

1. Увеличенное время работы

Лампа накаливания (которую уже запретили использовать) должна гореть не менее 1000 часов. На деле она перегорает гораздо быстрее из-за перепадов напряжения и низкого сопротивления вольфрама в холодном состоянии на момент включения. Через 750 часов работы лампы ее светоотдача заметно снижается.

Галогенная лампа имеет лучшие показатели долговечности, она горит от 2000 до 4000 часов.

Люминесцентная компактная лампа горит 8000-10000 часов. По истечении половины срока ее службы световой поток снижается на 30-35 процентов.

Для сравнения светодиодная лампа горит до 100000 часов! Если переводить в годы, то это примерно 11 лет. Освещение светодиодными светильниками самое выгодное.

Параметр сравнения	Лампа накаливания	Галогенная лампа	Люминесцентная лампа	Светодиодная лампа
Потребляемая мощность, Вт	75	45	15	10
Нагрев	сильный	сильный	средний	Низкий
Прочность конструкции	очень хрупкая	хрупкая	очень хрупкая	прочная
Срок службы, часов, усредненно	1000	2000 – 2500	7000 – 10000	30000 – 50000
Простота установки, замены	хорошо	удовлетворит.	отлично	отлично
Экологичность	хорошо	хорошо	удовлетворит.	отлично

2. Высокая светоотдача и экономия электроэнергии

90 процентов мощности, потребляемой лампой накаливания из сети, тратится на нагрев, и только 10 процентов – на освещение. Световая отдача лампочки «Ильича» – 7-17 люмен на ватт.

Галогенные лампы тоже сильно «греются», но их эффективность лучше, чем у ламп «Ильича» на 20-50 процентов. Световая эффективность лампы – 15-22 люмен/ватт, лампы с кварцевым стеклом – 24-28 люмен/ватт.

Люминесцентные лампы дают световой поток при потреблении 1 ватта мощности из сети – 40-60 люмен. 1 ватт компактных люминесцентных ламп (энергосберегающих) равен 5 ваттам ламп накаливания. Это напрямую сказывается на экономии электроэнергии.

Светодиодные лампы дают световой поток 50-100 люмен на ватт. И это опять же лучший показатель среди всех ламп. 1 ватт мощности светодиодной лампы = 3 ваттам компактной люминесцентной лампы (энергосберегающей). Но светодиодные лампы также относятся к классу энергосберегающих, однако по этому показателю они эффективнее компактных люминесцентных.

Базовые характеристики	Лампы накаливания	Лампы люминесцентные	Лампы светодиодные
Яркость	средняя	низкая	высокая
Срок службы, часов	1000	10000	50000
Инфракрасное излучение	очень высокое	минимальное	отсутствует
Ультрафиолетовое излучение	приемлемое	очень высокое	отсутствует
Световая отдача, лм/Вт	7 – 17	40 – 60	50 – 80
Начальная стоимость	низкая	средняя	высокая
Потребляемая мощность, Вт/час	не менее 25	не менее 20	от 7 до 21

3. Экологичность

У светодиодных ламп лучшие показатели экологичности, так как внутри них отсутствуют вредные компоненты и при работе они не излучают инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Поэтому светодиодное освещение дома так востребовано. Самыми вредными лампами являются люминесцентные, в том числе и компактные, так как внутри них содержатся ртуть и ее пары.

4. Прочность конструкции

Светодиодные лампы самые прочные. Лампы накаливания и галогенные лампы нельзя трясти, у них порвется нить накала. Их стекло, как и стекло люминесцентных компактных ламп хрупкое, и легко разобьется при падении. У светодиодных ламп вместо стекла – пластик, который легко выдержит нагрузку при падении, а внутри конструкции отсутствует нить накала.

Светодиодное освещение

Ремонт квартиры, выполненный в современном стиле, предполагает монтаж качественного, долговечного освещения. Все помещения нужно обеспечить основными, дополнительными, по желанию, декоративными источниками света. Светодиодные светильники можно использовать в разных стилях интерьера. Для классических дизайнов уместен теплый нейтральный свет, а в высокотехнологичном оформлении хай-тек, модерн, фьюжен, лофт актуально смотрятся диодные источники холодного свечения.

Потолка

Традиционный способ монтажа основного освещения – установка приборов на потолок. За счет этого достигается оптимальное распределение света по всей комнате, а ниши, углы, затемненные зоны подсвечивают дополнительными источниками.

Расположение светодиодов на потолочных конструкциях:

Монтаж в нишу из гипсокартона. Форма ниши бывает прямоугольной, квадратной, криволинейной, овальной. Гипсокартон монтируют на каркас, за бортиками конструкции можно скрыть провода. Для оформления подходят люстры, точечные светильники, лед-панели и светодиодные ленты.

Подсветка по периметру или контуру. Элементы проводки можно спрятать за потолочным профилем. В качестве источников освещения используют светодиодную ленту, точечные светильники. Подсветка должна быть направлена на потолок.

Узоры света на потолке. Элементы подсветки (светодиодную ленту) монтируют к базовому основанию, точечно устанавливают софиты, монтируют натяжную конструкцию. При выключенном свете узоры незаметны, но при включении светодиодов комната преображается.

Стен

Декоративная подсветка стен придает квартире привлекательный вид. Различные рисунки, геометрические узоры формируют причудливую игру света, создают мягкие блики. Лед-освещение стен расширяет границы комнаты, подчеркивает архитектурные элементы интерьера.

Важно, что интенсивность, яркость и цвет освещения можно регулировать. Близкое расположение источников света не портит поверхность обоев, не нагревает панели.

Светодиодная лента и линейные лед-светильники – энергосберегающие материалы, использовать их для украшения стен выгодно и практично. Основные области подсветки – углы, ниши, периметр верхней части стены, элементы интерьера. Эффектно смотрятся линейные формы и мягкие контуры.

Пола

Чтобы сделать комнату более просторной, невесомой, используют светодиоды для подсветки пола. Варианты источников света – лента, гибкий неон, трубки со светодиодами дюралайт. Реже используют лед-панели (точечно, в отдельных островках гостиных и кухонь). Можно выбрать стандартное решение или цветную подсветку пола по периметру комнаты.

Теплопередача

Конструкция LED-ламп не предусматривает нить накаливания, обеспечивающую не только световое излучение, но и выделение тепловой энергии, которая может повышать температуру воздуха и близлежащих объектов. Указанное обстоятельство гарантирует качественное освещение парфюмерной продукции, музейных экспонатов, цветов и прочих предметов, для которых важны строгие условия хранения. Но определенный процент теплопередачи в светоизлучающих диодах исключать нельзя, что связано с особенностями процесса полупроводникового p-n перехода. Чтобы нивелировать риск перегрева деталей в LED-лампах производители вынуждены оснащать изделия элементами, обеспечивающими качественный теплоотвод.

Достоинства и недостатки светодиодов

Светодиоды – СИД (светоизлучающий диод) или LED – как источники электрического искусственного света обладают множеством достоинств. По сравнению с традиционными лампами накаливания ЛН, в т.ч. и галогенными, они более энергоэффективны. Это подтверждается таким параметром, как светоотдача. Например, светоотдача, т.е. отношение количества света, которое выдает источник света к потребленной мощности у разных источников имеет такие значения, в Лм/Вт:

• у обычных ламп накаливания – от 4-5 до 12-13;
• у галогенных – от 14 до 17-18;
• у люминесцентных – от 45-50 до 70;
• у разрядных металлогалогенных – от 75-80 до 100-105;
• у светодиодов и мощных разрядных натриевых ламп – около 110-115;
• у перспективных светодиодов – около 250-270.

К другим плюсам относятся:

• длительный срок эксплуатации, который больше номинального срока службы ламп накаливания в 10-100 раз;
• к.п.д. значительно больший, чем у других источников света;
• высочайшая надежность обеспечена механической прочностью твердотельного кристалла, пайкой по большим плоскостям контактных площадок, небольшими размерами и массой корпуса приборов и пр.;
• электрическая безопасность – рабочее напряжение не превышает 12-18 В и только некоторые светодиодные изделия питаются от сети 230 В напрямую;
• безопасность для здоровья человека и природы – материалы, используемые в конструкции нейтральны или малоопасны, в то время в других энергоэффективных источниках света – разрядных лампах, люминесцентных трубчатых, компактных, индукционных и т.п. используется ртуть – материал 1-й группы опасности, который имеет свойства накапливаться в организме человека и животных;
• достаточно высокое качество света: разная цветовая температура, точное цветовоспроизведение, малый уровень пульсаций светового потока и т.п.;
• работа в разных климатических условиях: при высокой влажности и запыленности воздуха, при температуре минус 50-60℃;
• мгновенный выход на рабочий режим. Разрядным лампам на это требуется от 30 сек до нескольких минут;
• неограниченное число включений. Люминесцентные источники света имеют от 7-8 до 20-25 тыс. включений;
• высокая стабильность параметров во времени.

Белые светодиоды с трехкомпонентным люминофором имеют в спектре излучения 3-5 спектральных линий, а современные газоразрядные лампы – 2-3. Поэтому светодиоды имеют более высокий коэффициент цветопередачи, чем люминесцентные лампы.

Но и светодиоды имеют свои минусы:

• ограничение по верхней рабочей температуре, не превышающей 80-100℃;
• высокая стоимость, но она компенсируется длительной работой и минимумом техобслуживания.

У некоторых разновидностей светодиодов при производстве обеспечивают нужный оттенок белого света – от супертеплого до очень холодного, или практически любой цвет. Регулируемые светодиоды – RGB-триады, тройки разноцветных кристаллов в одном корпусе, позволяют получить любой белый или цветовой оттенок. В светильниках, лентах и линейках, модулях на светодиодной основе эти возможности еще больше.