Выбор LED ламп: как сэкономить электроэнергию с помощью светодиодных ламп

Светодиодные лампы или LED лампы (LED – Light Emitting Diodes) – это современные энергосберегающие источники света, предназначенные для освещения улиц, промышленных, общественных, жилых помещений и других объектов.

Как правильно выбирать светодиодные лампы (LED лампы)?

Принцип работы светодиодных ламп основан на физическом явлении электролюминесценция, когда при пропускании электрического тока через два находящиеся на определенном расстоянии друг от друга проводника выделяется электромагнитное излучения видимого спектра, которое и является светом.

Виды светодиодных ламп

Светодиодные лампы классифицируются по следующим признакам:

• по области применения;
• по типу светодиода;
• по виду цоколя.

LED лампы различаются в зависимости от вида и размера цоколя:

1. Цоколь «Эдисона», резьбовое соединение, которое обозначается буквой «Е». Цифры после буквы в маркировке цоколя означают его диаметр (мм). Например:

• Е27 – светодиодная лампа, соединение резьбовое, диаметр цоколя 27 мм;
• Е14 – светодиодная лампа, соединение резьбовое, диаметр цоколя 14 мм.

2. Цоколь с штырьковым соединением обозначается буквой «G». Вторая буква обозначает некие особенности в конструкции штырька. Цифры после буквы означают расстояние между штырьками (контактами) в мм. Например:

• MR16 – светодиодная лампа с отражателем (по виду подобна галогенным лампам), которые поставляются с цоколем размера GU 5.3 или G5.3;
• G4 – светодиодная лампа, соединение штырьковое, расстояние между контакатами 4 мм;
• GU10 – светодиодная лампа, соединение штырьковое, обычно применяют для подсветки картин, различных элементов помещения, а также для подсветки интерьера комнаты в целом, расстояние между контактами 10 мм.

3. Цоколь с утопленным контактом, обозначается буквой «R». Цифра после буквы обозначает глубину расположения контактов относительно поверхности основания (в мм).

Виды и обозначение цоколей светодиодных ламп, фото 1.

В зависимости от области применения LED лампы разделяются на:

• лампы внешнего освещения (уличные) – для освещения улиц, парков, газонов, фасадов зданий. Данные лампы оснащаются повышенной защитой от окружающей среды и механических воздействий, фото 2а;
• лампы производственного назначения, в том числе прожекторные лампы – для освещения промышленных помещений, цехов и территориальных участков предприятий, фото 2б. Данные лампы имеют высокую мощность (до 1 кВт) и показатель световой эффективности;
• лампы бытового назначения – для освещения жилых помещений и офисов, фото 2в.
• автомобильные лампы.

Фото 1. Разновидности цоколей светодиодных ламп

Фото 2. Виды светодиодных ламп в зависимости от назначения: а) лампы внешнего освещения (уличные); б) лампы производственного назначения; в) лампы бытового назначения

По типу устройства светодиоды разделяются на:

• SMD (Surface Mounted Device)– самые распространенные светодиоды, фото 3. В обозначении светодиодов указывается тип (аббревиатура в буквах) и размер светодиода в мм (4 цифры). Самые распространенные светодиоды типа SMD: SMD3528 – диод 35×28 мм; SMD5050 – диод 50×50 мм.

Фото 3. Светодиоды типа SMD: SMD3528 (слева) и SMD5050 (справа)

• COB (Chip on Board)– новое поколение светодиодов с усовершенствованной структурой светодиода, обладает большей светоотдачей, фото 4.

Фото 4. Светодиоды типа COB

• светодиоды особо высокой мощности предназначены для промышленного освещения, фото 5. Ток потребления таких ламп может составлять 1…10 А и более (тип 5630, 5730) и мощностью до 1 кВт.

Фото 5. Светодиоды особо высокой мощности

Устройство светодиодной лампы

Светодиодная лампа состоит из таких компонентов, фото 6:

• рассеиватель пластиковый (диффузор) – это верхняя часть конструкции из специального пластика, который равномерно рассеивает световые лучи лампы;
• светодиод или светодиодный модуль (при большом количестве светодиодов) – источник света. Количество светодиодов в одной лампе может достигать несколько десятков. Светодиоды устанавливаются на монтажной алюминиевой плате;
• алюминиевая печатная плата (теплопроводящая платформа), которая предназначена для отвода тепла от чипов к радиатору обеспечивая требуемый уровень температуры для нормальной работы светодиодов. Печатная плата устанавливается на термопасте (специальная с повышенной теплопроводностью паста);
• алюминиевый радиатор – предназначенный для отвода температуры от диодов. Нормальная работа радиатора – залог долговечности лампы и в частности светодиодов;
• IC драйвер (преобразователь) – специальный электротехнический элемент, который преобразовывает и выравнивает переменный ток в постоянный. Драйвер позволяет увеличить срок службы лампы. Коэффициент мощности IC драйвера (блока питания) должен быть не меньше 0,9. Хорошего качества драйвер имеет защиту от скачков напряжения, пробоя и перегрева.
• цоколь – позволяет установить надежный контакт с устройством лампы и источником электроэнергии.

Фото 6. Устройство светодиодной лампы

Преимущества светодиодных ламп

1. Низкий расход электроэнергии (в 10 и более раз меньше, от расхода электроэнергии в традиционных лампах накаливания).
2. Долгий срок службы (в пределах 20 000…100 000 часов, это примерно соответствует 10…40 лет эксплуатации). Традиционно производители ламп дают гарантию – 2…3 года.
3. Низкое тепловыделение, по сравнению с лампами накаливания. В связи с этим, цоколи люстр и светильников, которые сейчас все чаще делают из термостойкой пластмассы имеют гораздо больший эксплуатационный ресурс (при использовании ламп накаливания цоколи, как правило, быстро становятся хрупкими и разрушаются от длительного температурного воздействия).
4. Стойкость к механическим воздействиям.
5. Экологически безопасный вид ламп. Не содержит и не выделяет пары ртути и других, вредных для здоровья человека веществ. Нет необходимости в специальной утилизации ламп.
6. Широкий температурный диапазон работы ламп: -40…+60°С.
7. Частое включение и выключение лампы не влияет на ее долговечность.
8. Моментальный разогрев лампы (практически сразу).
9. В световом потоке светодиодных ламп отсутствует ультрафиолетовое излучение.
10. Высокая светоотдача (превышает более чем в 5…8 раз от обычной лампы) – 1 Вт производит 70 Лм (люмен), фото 7.

Фото 7. Сравнительная диаграмма светоотдачи различных видов ламп

11. Возможность выбора цвета видимого излучения лампы (цветовой температуры светодиода), фото 8. Можно выбрать:

• теплый белый свет, соответсвует свету от обычной лампы накаливания (2700…3000 К);
• естественный белый свет (имитация дневной света) – 4000…4400 К;
• холодный белый свет– 6000…6500 К, фото 8а;
• любого цвета и оттенка (для декоративной подсветки), фото 8б.

12. Возможность регулировки яркости свечения светодиодов.

Фото 8. Выбор цветовой температуры светодиода: а) шкала цветовой температуры; б) варианты декоративной подсветки

Недостатки светодиодных ламп

1. Высокая стоимость (окупаемость светодиодной лампы составляет 3…5 лет).
2. В дешевых лампах при применении дешевых элементов, в частности конденсаторов, может возникать высокочастотное мерцание света. Такое мерцание может раздражать сетчатку глаза человека и приводить к болезни глаз (по исследованиям испанских ученых).
3. При плохом качестве теплоотвода долговечность дешевых светодиодных ламп низкая.
4. Светодиод светит практически в одном направлении, угол освещения – до 120°.
5. Со временем свет от светодиодов блекнет, что особенно характерно для ламп низкого качества. Скорость снижения интенсивности светового потока зависит от качества теплоотвода.

Ниже приводятся сравнительные параметры различных видов ламп, фото 9.

Фото 9. Сравнительные параметры различных видов ламп

Советы по выбору светодиодной лампы для освещения жилых помещений

При выборе светодиодных ламп (LED ламп) оптимального качества и характеристик следует обратить внимание на следующие параметры:

1. Параметры световой эффективности. Параметр световой эффективности должен быть не менее 100 Лм/Вт. Часто на лампе или коробке не пишется данный параметр, тогда можно его определить простым вычислением: следует освещенность (Лм (люмен)) разделить на мощность лампы, которая указана в ваттах (Вт).
2. Цветовая температура. Значение цветовой температуры, которая является оптимальной для восприятия человеческим глазом и должна составлять 4000 К. Также оптимальным решением для детских комнат и освещения в вечернее время будут лампы с цветовой температурой близкой к 3500 К («мягкий белый свет), фото 9.
3. Мощность лампы. По мощности также косвенно можно судить о световой эффективности лампы. Существуют таблицы по которым можно определить соответствие между мощностью светодиодной лампы и лампы накалывания, фото 10, и, исходя из этого определить какой мощности следует покупать светодиодную лампу. Обычно, световая эффективность светодиодных ламп в 8…10 раз превышает лампы накалывания.

Фото 10. Сравнительные таблицы световой эффективности по мощности светодиодной лампы и других видов ламп

4. Поверка эффективности теплоотвода. Как уже выше отмечалось, хорошего качества светодиодные лампы оснащены теплоотводом, конструкция которого изготовлена таким образом (наличие ребер и спиралей), чтоб по максимуму отводить тепло. Примерно можно определить качество теплоотвода по температуре нагревания корпуса через небольшое время после включение лампы. Также проверку качества лампы и его теплоотвода можно определить с помощью специального прибора – люксметра. Если люксметр фиксирует снижение силы света лампы более 10% через 40 мин после включение – то такая лампа не качественная и оборудована дешевым и малоэффективным теплоотводом. Некачественные лампы имеют низкий показатель световой эффективности и долговечности. При отсутствии теплоотвода в виде радиатора (при мощности лампы более 4…10 Вт и более) покупать светодиодные лампы не следует.
5. Проверка на наличие пульсации. Качественные светодиодные лампы имеют низкий коэффициент пульсации светового потока. Проверить степень пульсации можно с помощью обычной мобильного телефона – при наведении видеокамеры телефона на экране не должны появляться полосы и мерцания.
6. Изготовитель. Светодиодные лампы высокого качества производятся такими фирмами-производителями как: Osram (Германия), CREE (США), Philips, Seoul Semiconductors (Корея), Nichia. Существуют также и другие производители, которые выпускают качественную продукцию, но следует отказаться от покупки дешевых ламп, особенно китайских.

В светодиодных лампах низкого качества используют сапфир в составе светодиода, который является не надежным материалом. У производителей высококачественной продукции в изготовлении светодиодов применяют карбид кремния.

Руководствуясь этими советами, можно будет купить оптимального качества лампы, которые на протяжении многих лет будут эффективно освещать ваши производства, дома, офисы и пригородные участки.

Можно еще больше экономить электроэнергию, применяя датчики движения — подробнее читайте здесь.

Публикацию подготовил – эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич