Поняття енергоефективність для вуличних світлодіодних світильників
Енергоефективність світлодіодного світильника
Одним з основних параметрів енергоефективності для освітлювальних приладів та систем є світлова віддача, виражена ставленням випромінюваного джерелом світла світлового потоку до споживаної ним потужності (лм/Вт). Цей параметр може бути застосований як до джерела світла, так і світильника в цілому. Цілком очевидно, що ці два значення суттєво відрізнятимуться, оскільки для світильника цей параметр буде скоригований втратами, як мінімум, по оптичному та електричному каналам.
Більшість випромінюваного світла прямує чи відбивається нагору, що створює над містами звані світлові куполи. Це викликано неоптимальною та неефективною конструкцією багатьох систем освітлення, що веде до марнотратства енергії. Ефект освітлення піднебіння посилюється поширеними у повітрі частинками пилу, так званими аерозолями. Ці частинки додатково заломлюють, відбивають і розсіюють світло, що випромінюється.)
Для прикладу покажемо окремо характеристики світлодіодів та залежність їх від струмів.
Примітка: На ринку світлодіодного освітлення багато виробників вказують світлову ефективність лм/вт окремо світлодіодів, а не світильника. Це викликає велику плутанину в точній оцінці готового виробу світлодіодного світильника.
Наприклад, наводиться таблиця технічних параметрів серійних світлодіодів провідних виробників. Це компанії: NICHIA (Японія) та CREE (США). Дані взяті із сайту.
З характеристик видно, що при збільшенні струмів, що подаються на світлодіоди, їх ефективність лм/вт зменшується, при цьому світловий потік і споживана потужність світлодіодів збільшується.
Також необхідно знати, що виробники світлодіодів вказують максимальні значення у світловому потоці та ефективності. Дуже часто, світловий потік лм та ефективність лм/вт світлодіодів вказані для кращих зразків. Світлодіоди, що надходять до виробника світильників, абсолютно всі різні за світловою віддачею та колірною температурою. Це розкид у провідних виробників трохи більше 10%. Відповідно в готових світлодіодних світильниках цей розкид також досягатиме допустимі 10% розкиду цих даних.
У деяких світлодіодних виробів цей розкид може досягати більше 50% - це суперечить застосуванню даних світлодіодних світильників у вуличному освітленні. Виробники повинні вказувати ефективність світлодіодних світильників, а не окремо світлодіодів. Завищення показників ефективності призводить до появи над ринком освітлення не якісної і сертифікованої продукції.
Вимірювання світлодіодів проводилося на сучасному вимірювальному обладнанні в лабораторії компанії «ФОКУС».
Існують критерії світлотехнічної ефективності, розгляньмо їх.
Критерії світлотехнічної ефективності
Основним критерієм світлотехнічної ефективності є видимість та пороговий контраст. Візуальне сприйняття об'єкта можливе лише за різкої різниці між об'єктом і тлом. Цей контраст визначається ставленням різниці яскравості об'єкта спостереження та фону до яскравості фону.
Яскравість та освітленість- кількісні показники вуличного освітлення.
Яскравість— це величина світлового потоку, відбитого від одиниці поверхні чи випромінюваного їй у бік спостерігача, вона вимірюється з допомогою яркомера. Рівні яскравості для зовнішнього освітлення приймають виходячи з властивостей поверхні, що відбивають.асфальту за сухої погоди, тобто. за нормальних умов водіння.
Освітленість- кількісна міра світлового потоку, що падає на одиницю освітлюваної поверхні, що виражається в люксах і фотох і вимірюється люксметром. Ці прилади скориговані під денну спектральну чутливість ока.
Яскравість по відношенню до спостерігача, на відміну від освітленості, залежить від напрямку лінії його зору та відбивають властивостей поверхні у цьому напрямку. В Україні головним документом, що встановлює параметри освітлення, є Будівельні норми та правила СНіП 23-05-95 та доповнення СНіП 23-05-2010.
У розрахунках також враховуються такі якісні характеристики:нерівномірність дорожнього покриття та показник засліпленості. Також нормується ще один якісний показник освітлення - коефіцієнт пульсації освітленості. Нормування цього показника знадобилося у зв'язку з повсюдним використанням газорозрядних джерел світла, оскільки світла від ламп розжарювання пульсації дуже незначні і якихось незручностей від існування люди не відчували.
В Україні, країнах СНД, Європи та Азії частота змінного струму в електричних мережах дорівнює 50 Гц; у США, Канаді та інших країнах — 60 Гц. світловий потік ламп змінюється («пульсує») 100 або 120 разів на секунду.
Око ці мерехтіння не помічає, але вони сприймаються організмом і на підсвідомому рівні можуть викликати неприємні явища – підвищену стомлюваність, біль голови. При освітленні пульсуючим світлом предметів, що обертаються або вібрують, виникає так званий «стробоскопічний ефект», коли при збігу частоти обертання або вібрації з частотою пульсацій світла предмети здаються нерухомими, а при неповному збігу обертаються здуже малими швидкостями. Це викликає у людей помилкові реакції і є однією із серйозних причин травматизму на виробництві.
Коефіцієнт пульсацій вуличного освітлення не нормується. У майбутніх вимогах цей параметр слід враховувати. Як приклад візьмемо протоколи випробувань світильника провідного виробника «Фокус» (Україна). Вуличний світлодіодний світильник серії УСС 90 Магістраль Ш. Світловий потік стабілізований у всьому діапазоні напруги живлення 170 -265 В. тільки при підвищенні напруги живлення до 190 В.)
Пульсація світлового потоку дуже низька, що не перевищує 0,5%, це дуже високий показник світильників зовнішнього застосування. Протокол випробувань додається.
У світильника з лампою ДНАТ коефіцієнт пульсацій більше 15 - 40%. Пульсація світлового потоку для вуличних світильників не регламентується.