Рынок светодиодных светильников

История развития технологий производства светодиодного освещения. Прогнозируемая эффективность источников света. Важный фактор развития рынка светодиодов в РФ. Основные преимущества и недостатки светодиодных светильников, прогнозирование срока их службы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Развитие рынка светодиодных светильников

Рынок светодиодных светильников в России

Преимущества и недостатки светодиодов

Прогнозирование срока службы светодиодов

Выводы

Список использованных источников



Развитие рынка светодиодных светильников

Физический эффект генерации света полупроводниковыми структурами был обнаружен около 100 лет назад. Примерно в то же время Т. Эдисон создал лампу накаливания, которая 100 лет служила человечеству, оставляя в тени робкие «полупроводниковые люмены» светодиодов.

Прогресс в этой области стал возможен благодаря достижениям полупроводниковых технологий, у истоков которых стояли российские ученые во главе с лауреатом Нобелевской премии Жоресом Алферовым [1].

А отправной точкой развития технологий производства светодиодного освещения следует считать создание в 1996 году компанией Nichia светодиода белого цвета. Мировой рынок светодиодов начал активно развиваться уже с 2000 года, чему способствовали как общемировой призыв к переходу на энергоэффективные технологии, так и рост уровня светоотдачи светодиодов [2].

Стремительный рост эффективности светодиодов позволил в течение десятилетия догнать по такому показателю как светоотдача наиболее совершенные - газоразрядные лампы. На рисунке 1 представлены тенденции развития современных источников света по данным Департамента энергетики США.

Рисунок 1. Историческая и прогнозируемая эффективность источников света.

Взрывной рост эффективности светодиодов сопровождается фантастическими темпами падения стоимости их массового производства. По прогнозам, стоимость 1 лм излучения, сгенерированного светодиодными источниками, к 2016 г. сравняется со стоимостью светового потока газоразрядных ламп, а в 2020 г. этот показатель достигнет 1 долл. за 1000 лм.

К 2016 г. световая отдача промышленных светодиодов приблизится к 200 лм/Вт. Высокая светоотдача в сочетании с падением цен на светодиоды открывает широкую дорогу их использованию в осветительной технике. Отдельные недостатки светодиодов перестанут быть сдерживающим фактором их применения [1].

Рынок светодиодных светильников в России

Важным фактором развития рынка светодиодного освещения в России стали ФЗ № 261 «Об энергосбережении и энергоэффективности» и Постановление Правительства РФ № 602 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения», принятые в 2009 и 2011 году соответственно. Эти нормативно-правовые акты представляют собой основу для обязательного использования энергосберегающих технологий и продуктов.

Светодиодное освещение является одним из самых эффективных способов энергосбережения. К достоинствам светодиодного освещения относится также более длительный срок службы, экологичность - светодиодные светильники не требуют утилизации специальным образом, и легкость эксплуатации - светодиодные светильники не боятся частого включения или выключения.

Основным недостатком светодиодных светильников, по-прежнему, считается их цена. Однако эта проблема уже находит свое решение. Следует отметить, что средняя стоимость светодиодного светильника, аналога ЛВО 4х18, на начало 2012 года составляла в среднем 3000 - 3200 рублей. А в 2013 году эта сумма варьировалась в пределах 2400 - 2600 рублей. Для сравнения ЛВО 4х18 с лампами стоит примерно в три раза дешевле, но это без учета стоимости эксплуатации и обязательной по закону утилизации ртутьсодержащих ламп. Тоже касается и светодиодных светильников для ЖКХ, уличных и промышленных светодиодных светильников. Светодиодные светильники перестали быть роскошью и стали соизмеримы с их газоразрядными аналогами. Так что тормозящим фактором развития рынка светодиодных светильников сейчас является скорее консервативность потребителей и отсутствие механизма контроля, за утилизацией чрезвычайно опасных ртутьсодержащих ламп [2].

Почему рынок светодиодного освещения так стремительно растет? Неужели у светодиодов кроме дороговизны нет больше недостатков? Ответив на эти вопросы, мы сможем сделать правильный выбор и определить, насколько нам нужны светодиодные светильники.

Преимущества и недостатки светодиодов

Итак, обозначим основные преимущества и недостатки светодиодных светильников, а так же непосредственно самих светодиодов.

Преимущества светодиодов:

Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами и металлогалогенными лампами, достигнув 150 Люмен на Ватт;

Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих);

Длительный срок службы -- от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день -- 34 года). Но и он не бесконечен -- при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости;

Спектр современных светодиодов бывает различным -- от тёплого белого (2700 К) до холодного белого (6500 К);

Малая инерционность -- включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-фосфорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 сек до 1 мин, а яркость увеличивается от 30 % до 100 % за 3-10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды;

Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света -- ламп накаливания, газоразрядных ламп);

Низкая стоимость индикаторных светодиодов, но относительно высокая стоимость при использовании в освещении, которая снижается при увеличении производства и продаж (экономия от масштаба);

Безопасность -- нет необходимости в высоком напряжении;

Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам;

Экологичность -- отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения, в отличие от люминесцентных ламп.

Недостатки светодиодов:

Высокая цена. Светодиодные светильники для распространенных офисных потолков стоят от 3000 рублей. Аналогичные светильники с 4 люминисцентными лампами по 18 Вт стоят от 700 руб. И это только минимальные цены в отечественных магазинах.

Деградация кристаллов. Практика показывает, что срок в 100,000 часов практически недостижим. Сам производитель дает гарантию на срок 3-5 лет, а вовсе не на 11. Тут дело в том, что есть явление деградации, т.е. тихого умирания кристаллов светодиодов. Сначала они теряют яркость, потом совсем гаснут.

Неприятный спектр свечения. Так же спектр свечения светодиода отличается от солнечного спектра. Это в свою очередь может привести к раздражению глаз при длительном контакте. По свидетельству психологов, более 80% респондентов отрицательно отзываются о применении таких светильников дома.

Направленность света. Светодиоды дают направленный свет даже с наличием линзы, расширяющей угол свечения. Вам может понадобиться больше таких ламп для получения привычной равномерной освещенности. Конечно, можно применять выравнивающие матовые фильтры или линзы Френеля, но это снижает световой поток.

Наличие вспомогательных элементов. Для стабильной и долговечной работы этих светильников нужно применять весьма дорогие блоки питания (драйвера для светодиодов) и системы охлаждения, так как светодиоды очень чувствительны к току питания, а также сбрасывают тепло в сторону, противоположную излучению света. Без этих устройств, светодиоды быстро деградируют. Это, в свою очередь, увеличивает стоимость эксплуатации светодиодного оборудования [3].

Низкая предельная температура: мощные светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности (они слишком маленькие) и не могут рассеять столько тепла, сколько выделяют. Современный светодиод мощностью 10 Ватт требует большой пассивный радиатор, который не только удорожает конструкцию, но и с трудом может быть вписан в бытовые осветительные приборы [4].

Как мы видим, наряду с большими преимуществами, светодиоды имеют серьезные недостатки. Так, например, заявленный производителями срок службы не всегда оправдывает наши ожидания. Дело в том, что светодиодная лампа это своего рода лотерея. Ведь в зависимости от установки или транспортировки, срок службы лампы может сократиться. Это обуславливается тем, что светодиодная лампа имеет несколько вспомогательных элементов, как было сказано ранее, и их механическое повреждение или же неправильная установка негативно скажется на сроке службы лампы в целом. Но что касается самого светодиода, то срок его службы действительно довольно велик. Но как определить срок службы светодиода? Ведь у него нет ни колбы, которая может разбиться, ни нити, которая может перегореть.

Прогнозирование срока службы светодиодов

светодиодный светильник освещение

Прежде чем переходить к изложению различных данных, требуется определить, что же такое «срок службы» светодиодов. В рекомендациях ASSIST [5] он определяется на основе концеп...