Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру

На наших с вами глазах происходит настоящая революция в освещении: мир стремительно переходит на светодиоды. Всего пять лет назад светодиодные лампы ещё были технической новинкой, а сейчас светодиодное освещение используется во всех сферах жизни: светодиодные фонари можно встретить даже в деревнях, многие офисы, отели и общественные здания освещаются светодиодными светильниками, подавляющая часть концертного и театрального освещения стала светодиодной. Лампы этого типа появляются и во многих квартирах, ведь их можно купить даже в продовольственных магазинах, а в товарах для дома их ассортимент шире, чем ламп других типов.

Светодиодная лампа — это достаточно сложное электронное устройство с несколькими десятками деталей, от которых зависит качество света, безопасность его для здоровья и долговечность лампы.

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру

Лампы ДРЛ

Аббревиатура ДРЛ расшифровывается как дуговая ртутная люминофорная лампа. Такие лампы имеют в конструкции горелку из тугоплавкого материала, в которую заведены четыре электрода. Во время подачи электрического тока между электродами возникает электрическая дуга, которая выступает светящим элементом в лампах ДРЛ. Ультрафиолетовое излучение дуги преобразуется в видимый спектр излучения с помощью люминофора, нанесенного на внешнюю колбу лампы. Именно люминофор дает красноватое свечение, которое мы привыкли видеть у ртутных ламп.

Для ламп ДРЛ характерна большая мощность (распространены лампы мощностью 250 Вт) и высокий световой поток. Чаще всего они используются при освещении улиц и промышленных объектов, где не требуется высокое качество цветопередачи.

Помимо низкого индекса цветопередачи к существенным недостаткам относят частое мерцание и так называемое старение ртутных ламп. Так, через три месяца светильники теряют порядка 30 % светового потока, через год эксплуатации — уже 40 %. По статистике, лампы ДРЛ служат на 30 % меньше заявленного срока — например, из теоретических десяти тысяч часов работы на практике лампы светят только семь.

Ртутные лампы способны работать при отрицательных температурах, но только до −20 °С — при более низкой температуре зажигание лампы затрудняется. И это тоже один из недостатков технологии ДРЛ.

И, пожалуй, самый большой минус таких ламп — неэкологичность, поскольку лампы содержат ртуть. Чтобы избежать вреда для человека и окружающей среды, утилизировать отслужившие лампы необходимо особым образом. К сожалению, закон предусматривает обязательства по утилизации только для организаций. Частные потребители выбрасывают лампы в обычные мусорные баки.


Свет, его спектры и влияние на людей

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Спектр излучения светодиодных ламп

Свет является видимым излучением, выступающим в роли единственного раздражителя глаза, который приводит к зрительным ощущениям, обеспечивающим визуальное восприятие мира. На сетчатке глаза возникают изображения и формируются зрительные образы. Кроме этого, свет способствует осуществлению других важных реакций, обладающих рефлекторным и гуморальным характером.

Падение света на орган зрения вызывает импульсы, распространяющиеся по зрительному нерву до оптической области больших полушарий головного мозга. Зависимо от интенсивности происходит возбуждение или угнетение центральной нервной системы, при этом перестраивается физиологическая и психическая реакции, меняется общий тонус организма и поддерживается деятельное состояние.

Под спектром подразумевают распределение значений интенсивности излучения по длине волн. Различают красный, оранжевый, желтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый спектры света. Каждый из них специфически влияет на человеческий организм.

Лампы ДНаТ

ДНаТ — это дуговая (Д) натриевая (На) трубчатая (Т) лампа. Принцип её работы схож с лампой ДРЛ, но здесь источником света служит газовый разряд в парах натрия. Распознать натриевые лампы можно по ярко-оранжевому свету, который они излучают.

Натриевые лампы обладают высокой светоотдачей по сравнению с другими газоразрядными лампами. Это надежный и проверенный временем источник света, не лишенный, кстати, недостатков.

  • Во-первых, низкий индекс цветопередачи и смещение спектра в сторону красно-оранжевых цветов. Светильники с натриевыми лампами широко применяют в уличном освещении, но при этом редко устанавливают на скоростных автомагистралях: преобладание красного спектра ухудшает видимость и повышает опасность для участников дорожного движения.
  • Во-вторых — высокий коэффициент пульсаций (от 15 до 40 %). И, наконец, длительный старт: время выхода на рабочий режим натриевой лампы может достигать 5–10 минут.

Световой поток натриевых ламп также снижается во время эксплуатации. На светоотдачу влияют и условия работы светильника: при температуре ниже −20 ºС и частых перепадах напряжения происходит ухудшение излучения и теряется его интенсивность.


Итоговая таблица сравнения

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Рис. 4: сравнение характеристик


Ниже приведены таблицы сравнения обоих типов ламп, из которых отчетливо видно преимущество светодиодных приборов освещения.

Сравниваемый параметр Лампы накаливания Светодиодные лампы
Эффективность 8 – 10 Лм/Вт 90 – 120 Лм/Вт
Тепловыделение 150 – 250 ºС Не более 50 ºС
КПД 5 – 15% 90%
Срок эксплуатации 1000 часов 50 000 часов
Чувствительность к перепадам температур Присутствует у некоторых моделей отсутствует
Мгновенное срабатывание при включении Мгновенно В некоторых моделях есть задержка на из-за работы электроники
Безопасность при разрушении Разлетевшиеся осколки Безопасна
Механическая прочность Боится ударов и давления Не боится, может работать даже без колбы

Светодиоды

Светодиоды, служащие источником света в светодиодных светильниках, представляют собой устройство, в центре которого размещен полупроводниковый кристалл. Этот кристалл состоит из двух материалов: n-типа, обогащенного отрицательными носителями заряда (электронами) и материала p-типа, с положительными носителями заряда. При подаче электрического тока происходит переход частиц из одного полупроводника в другой, в результате чего создаются частицы света — фотоны.

У светодиодных светильников очень высокий КПД — не меньше 90 %, в то время как ртутные и натриевые лампы лишь 50–70 % потребляемой энергии преобразуют в видимый свет. Кроме этого, светодиодные светильники обладают рядом преимуществ, недостижимых для ламп ДРЛ и ДНаТ:

  • устойчивость к перепадам напряжения;
  • способность работать в широком диапазоне температур (-60… +55 ºС);
  • стабильный световой поток на протяжении всего срока службы;
  • высокая контрастность и более высокий индекс цветопередачи (Ra 80). Спектр излучения светодиодов безопасен для зрения человека, практически не имеет УФ и ИК-излучений;
  • отсутствие мерцаний;
  • экологичность: в светодиодных лампах нет токсичных материалов (ртути, свинца).

Итак, сравним

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру

Мы сравнили уличные светодиодные светильники «ЛУЧ» мощностью 90, 150, 200 Вт и лампы ДРЛ, ДНаТ по четырем параметрам:

  • активная мощность, которая говорит об энергозатратах при использовании светильника;
  • световой поток в начале эксплуатации;
  • световой поток спустя три месяца эксплуатации;
  • срок службы лампы.

Отправная точка нашего сравнения — относительно одинаковый световой поток в начале эксплуатации. Как мы видим, уже через три месяца у ламп ДРЛ и ДНаТ он снижается на 30 и 15 %, у светодиодных светильников остается на том же уровне.

Активная мощность меньше всего у светильников на светодиодах: в 2–4 раза ниже, чем у газоразрядных конкурентов. А это значит, что потребители несут в 2–4 раза меньше затрат на электроэнергию.

По сроку службы в нашем рейтинге снова лидируют светодиодные светильники, ведь они служат в 3–6 раз дольше светильников с лампами ДРЛ и ДНаТ. И, как мы помним, сохраняют световой поток во время эксплуатации до 95 % от изначального.

Сегодня по техническим параметрам и безопасности светодиодным светильникам нет равных. Основное препятствие на пути лидерства в освещении — высокая цена. Но высокой она кажется лишь на первый взгляд. Светодиодные светильники служат много лет, и спустя год-два после начала использования полностью оправдывают свою стоимость.

Сравнение ламп ДРЛ, ДНаТ и светодиодных

Характеристики ДРЛ-250 ДНаТ-150 ЛУЧ-220-СТ 90
Активная мощность 280 Вт 170 Вт 90 Вт
Световой поток 10 500 Лм 12 000 Лм 12 600 Лм
Световой поток через 3 месяца эксплуатации 7500 Лм 10 200 Лм 12 600 Лм
Срок службы лампы 12 000 часов 10 000 часов 60 000 часов
Характеристики ДРЛ-400 ДНаТ-250 ЛУЧ-220-СТ 150
Активная мощность 460 Вт 300 Вт 150 Вт
Световой поток 19 200 Лм 22 400 Лм 21 000 Лм
Световой поток через 3 месяца эксплуатации 13 440 Лм 19 040 Лм 21 000 Лм
Срок службы лампы 15 000 часов 15 000 часов 60 000 часов
Характеристики ДРЛ-700 ДНаТ-400 ЛУЧ-220-СТ 200
Активная мощность 820 Вт 470 Вт 200 Вт
Световой поток 32 800 Лм 38 400 Лм 29 700 Лм
Световой поток через 3 месяца 22 960 Лм 32 640 Лм 29 700 Лм
Срок службы лампы 20 000 часов 15 000 часов 60 000 часов

Уличные светодиодные светильники «ЛУЧ» — оптимальная замена светильников с газоразрядными лампами. Выбирайте из каталога светильники мощностью от 60 до 200 Вт и экономьте уже сейчас!

Сравнение конструктивных особенностей

Первые модели ламп освещения, использующих вольфрамовую нить для излучения света, появились в конце 18 века. Конструктивно лампа накаливания имеет два вывода на цоколе, к которым подключаются нить накала, последовательно включаемую в электрическую сеть.

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Рис. 1: конструкция лампочки накаливания

Принцип действия этих источников освещения не изменился и до нынешнего времени:

  • из стеклянной колбы откачивается воздух для создания среды близкой к вакууму;
  • при подаче на нить накаливания напряжения светового потока происходит нагрев волокна до раскаленного состояния;
  • за счет отсутствия в окружающем пространстве частиц, создающих препятствие для свободного выхода разогретых электронов, возникает довольно интенсивное световое излучение.

Более чем за сто лет использования этой технологии менялась только форма конструкции и эффективность накаливания.

Первые светодиоды, как источник хоть какого-то видимого светового потока появились в 60-х годах прошлого века. И только в нынешнем веке полупроводниковые элементы научились набирать в матрицы для организованного led освещения.

Конструктивно светодиодная лампа напоминает лампу Ильича, но в отличии от последней содержит в себе:

  • несколько полупроводниковых элементов;
  • конденсатор;
  • микросхему (стабилизатор тока).

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Рис. 2: конструкция светодиодной лампы


Все эти детали располагаются в стандартном корпусе и необходимы для стабильной работы устройства. Принцип действия основан на выделении элементарных частиц при переходе электрического тока через p-n переход.

Влияние на людей

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Следует знать, как могут повлиять на людей светодиодный лампочки:

  • Основное количество потребляемой мощности идёт на световое излучение. Остальная энергия уходит на нагрев, но её значение настолько невелико, что лед не растает за несколько минут, если его поднести впритык. Поэтому опасаться ожогов не нужно.
  • Светодиодные лампочки не содержат в себе тяжелых металлов, радиоактивных элементов или токсических веществ.

В случае повреждения светодиодные лампы принесут для человеческого здоровья меньше вреда, чем все другие возможные варианты. Поэтому лучше зависеть от такого источника освещения, нежели от других более опасных ламп.

Сравнение значения индексов и фактического света

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Влияние спектра света на цветопередачу

Если используется хорошая лампочка, все три упомянутых коэффициента будет совпадать. Но у некачественных товаров можно наблюдать расхождения. Связано это с тем, что «очень хитрые» производители изготавливают люминофор таким образом, чтобы акцент уходил на 8 главных оттенков, используемых для сравнения. Все остальные просто не учитываются. Но человеческий глаз всегда замечает такие подделки.

Важно проверять лампочки, особенно когда речь идёт о приобретении в детскую комнату. Когда что-то появляется впервые в жизни, это воспринимается как норма. И потом переучиться становится сложно.

Индекс цветопередачи

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Индекс цветопередачи ламп

В плане влияния на человека и качества освещения важно значение CRI светодиода. Сolour Rendering Index, также известный как индекс цветопередачи – это параметр, характеризирующий, насколько соответствует естественному цвету тела видимый цвет при освещении используемым источником тепла. Рассчитывается его значение как среднее для восьми цветов, которые обозначаются от R1 до R8.

Отдельного внимания заслуживает красный цвет. Он обозначается R9. Указывается далеко не всегда. Значение R9 влияет на качество передачи тона человеческой кожи. Красный оттенок очень тонко воспринимается человеческим глазом. Заметны даже самые небольшие отклонения. Если освещение некачественное, человеческий глаз сразу всё замечает: все дефекты, например, прыщи и бледность. Поэтому проверка по R9 проводится для получения более точного результата.

Основные показатели энергосберегающих ламп

  1. Показатели мощности. Данные лампы могут иметь различный мощностной диапазон. Он может находиться в пределах – от 3 до 90 Вт. Различие КПД между лампами накаливания и энергосберегающими лампами составляет – 5 раз. Исходя из этого показателя, выбирать данные лампы следует по следующему правилу: разделить мощностные характеристики на цифру 5. Традиционная лампа на 100 Вт аналогична по своим характеристикам современной лампе на 20 Вт.
  2. Цветовые характеристики. Типы и параметры работы современных ламп позволяют получать различную цветовую температуру. По данной характеристике можно выбрать следующие виды теплого цвета, влияющие на эмоциональное настроение человека: теплый белый (2700К), дневной (4200К) и холодный белый (6400К). Что несет в себе это обозначение? Чем ниже тип маркировки, тем цветовая температура и цветопередача стремятся к красному цвету, чем выше – к синему цвету. Перед покупкой данных лапочек, рекомендуется сделать обзор на всю таблицу параметров и провести эксперимент дома. Для каждого человека световой поток и спектр цветов может быть индивидуальными показателями, поэтому выбрать, проанализировав все виды ламп, нужно более соответствующую помещению.
  3. Сравнение по размерам. Современные энергосберегающие лампы производятся в соответствие со всеми нормами и правилами. Они могут иметь U – образную или спиральную форму. Их обзор в сравнение дает следующий результат: они различаются только формой. Спиралевидные лампы незначительно дороже, но и меньше по своим размерам. Какую лампу выбрать для использования дома? Ту, которая подойдет к светильнику или люстре по эстетическим соображениям. Энергосберегающие лампы могут иметь цоколи, аналогичные лампам накаливания и, по этому, могут их заменить без переделки светильников в части патронов.
  4. Разновидности цоколей. Стандартные световые приборы рассчитаны на цоколь с размером Е27, также встречаются и цоколи типа Е14. Зачастую размером Е27 обладают большие лампы и это легко определить визуально. Размером Е14, соответственно лампы среднего и маленького размера.

Весь спектр технических характеристик энергосберегающих ламп наносятся производителем на упаковку.

Сложности в измерении

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Несмотря на кажущуюся логичность, коэффициент CRI сложно назвать идеалом. Проверки показывают, что у белых светодиодов существуют проблемы с R9 – некорректно отображается красная область спектра. Поэтому в 2007 году международная комиссия признала, что использовать индекс цветопередачи светодиодных ламп не корректно по отношению к светодиодам.

Источники света могут обладать одинаковым параметром индекса. Однако визуальная оценка отображения цвета будет сильно отличаться. Из-за большого количества различных источников искусственного освещения возникла потребность в более тщательной проверке осуществляемой цветопередачи. Хотя СRI до сих пор является основным обязательным параметром, который используется во время оценки качества света, уже предлагаются альтернативные варианты. К таковым относится CQS и ТМ-30.

Рекомендуемые значения

Светодиоды vs газоразрядные лампы: кто победит? / Статьи и обзоры / Элек.ру


Яблоко при разном освещении

Максимальное значение CRI равно 100. Но стремиться к такому показателю нужно не всегда. Разные типы ламп обладают отличающимися значениями индекса. Одни подходят для помещений, в которых проводятся точные работы. Другие подойдут для складских построек. Витрины магазинов, торгующие тканями или отделочными материалами, должны корректно передавать палитры. Такие же требования для выставок в музеях. В таком случае значение параметра должно колебаться в диапазоне от 90 до 100.

В помещениях, где важно, чтобы был комфортный свет для глаз, а отображение насыщенности роли не играет, допустимым считается диапазон индекса цветопередачи от 70 до 90. Цветопередача у светодиодных ламп в подавляющем большинстве случаев находится именно в этом диапазоне. Достичь лучшего результата возможно, но это приводит к существенному повышению цены конечного изделия. Когда диод применяется в жилых, учебных, офисных и медицинских помещениях, диапазона 70-90 хватает с лихвой.

Где цвет не важен, используют источники освещения, у которых показатель индекса находится ниже 60. Это относится к уличному освещению и подсветке складских помещений. Человеческий глаз замечает отклонения в цветовой палитре, если значение индекса отличается больше, чем на 5 пунктов. Меньшие различия для глаза неуловимы.

Эталоном считается солнечный свет северного полушария и свет вольфрамовой лампочки. Значение цветопередачи для них равно 100. Но и здесь есть свои подводные камни. Например, если измерить свечение солнца в северном полушарии, можно заметить, что оно хуже передаёт красные оттенки. У вольфрамовой лампочки есть проблема с синим спектром.

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )

Поделиться:

Share on facebook
Share on twitter
Share on pinterest
Share on linkedin
Share on vk
Share on whatsapp

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

Популярные статьи:

Май 2022
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

Категории:

Для авторов
Возможно многие из Вас обладают хорошими знаниями в сфере строительства и ремонта.

Мы предлагаем Вам заработать на своих знаниях получать дополнительный доход.

Что от Вас требуется:

  1. умение писать уникальные статьи;
  2. отличное знание русского языка;
  3. наличие свободного времени;
  4. желание.

Подробности здесь...
Посетители сайта
1 посетитель просматривают эту страницу.
Пользователей: 1 робот

Сейчас читают:

Если вы хотите получать уведомления на свой E-mail о появлении новых статей, то рекомендуем вам чуть ниже ввести свой электронный почтовый адрес.