Войти
 Светодиодная лампа на 230 В с цоколем E27 (10 Вт, 806 люмен ) | |
| Тип | LED, Лампа |
|---|---|
230-вольтная светодиодная лампа накаливания, с E27 цоколь. Нити накаливания видны в виде восьми желтых вертикальных линий. источник света 
Ассортимент светодиодных ламп, коммерчески доступных в 2010 году для замены ввинчиваемых ламп, включая прожекторы (слева), лампы для чтения (в центре), бытовые лампы (в центре справа и внизу) и маломощный акцентный свет (справа). 
Светодиодный модуль на 80 Вт на плате (COB) от промышленного светильника, термически прикрепленный к радиатору Светодиодная лампа или Светодиодная лампа - это электрический свет для использования в светильниках который излучает свет с помощью одного или нескольких светодиодов (LED). Срок службы светодиодных ламп во много раз больше, чем у эквивалентных инка лампы дневного света, и они значительно более эффективны, чем большинство люминесцентных ламп, при этом некоторые производители (Cree и другие) заявляют, что светодиодные чипы с световой эффективностью до 303 люмен на ватт. Однако для светодиодных ламп требуется электронная схема драйвера светодиода при работе от сетевых линий электропередачи, а потери в этой цепи означают, что эффективность лампы ниже, чем эффективность используемых ею светодиодных чипов. Наиболее эффективные коммерчески доступные светодиодные лампы имеют эффективность 200 люмен на ватт (лм / Вт). По прогнозам, рынок светодиодных ламп вырастет более чем в двенадцать раз в течение следующего десятилетия, с 2 миллиардов долларов в начале 2014 года до 25 миллиардов долларов в 2023 году, т.е. совокупный годовой темп роста (CAGR) в 25%.. По состоянию на 2016 год многие светодиоды потребляют лишь около 10% энергии, необходимой для лампы накаливания.
Подобно лампам накаливания (и в отличие от большинства люминесцентных ламп) светодиоды выходят на полную яркость сразу без задержки на прогрев. Частое включение и выключение не снижает продолжительность жизни, как при люминесцентном освещении. Световой поток постепенно уменьшается в течение срока службы светодиода (см. Раздел Падение эффективности).
Некоторые светодиодные лампы предназначены для прямой замены ламп накаливания или люминесцентных ламп. На упаковке светодиодной лампы может отображаться светоотдача в люмен, потребляемая мощность в ваттах, цветовая температура в градусах Кельвина или описание цвета. например, «теплый белый», «холодный белый» или «дневной свет», диапазон рабочих температур, а иногда и эквивалентная мощность лампы накаливания, обеспечивающей такую же мощность в люменах.
Характеристики направленного излучения светодиодов влияют на конструкцию ламп. Хотя один светодиод мощности может производить столько же светоотдачи, чем лампа накаливания, потребляя в несколько раз больше энергии, в большинстве общих приложений освещения используются несколько светодиодов. Это может привести к образованию лампы с улучшенной стоимостью, светораспределением, рассеиванием тепла и, возможно, улучшенными характеристиками цветопередачи.
Светодиоды работают от постоянного тока (DC), тогда как сетевой ток - это переменный ток (AC) и обычно при гораздо более высоком напряжении, чем может принять светодиод. Светодиодные лампы могут содержать схему для преобразования сетевого переменного тока в постоянный ток при правильном напряжении. Эти схемы содержат выпрямители, конденсаторы и могут иметь другие активные электронные компоненты, которые также позволяют регулировать яркость лампы. В светодиодной лампе накаливания схема возбуждения упрощена, поскольку многие переходы светодиодов в серии имеют примерно такое же рабочее напряжение, что и источник переменного тока. Светодиоды нуждаются в системе питания (драйвере) для связи их с электрической сетью. Обычно форма волны тока содержит некоторое количество искажений, в зависимости от технологии светильников.
Иллюстрация закона Хейтца, показывающая улучшение светоотдачи на каждый светодиод с течением времени, с логарифмической шкалой на вертикальной оси До появления светодиодных ламп, три Количество ламп использовалось для основной части общего (белого) освещения:
Все существующие лампы, рассматриваемые как преобразователи электроэнергии, неэффективны, выделяя больше входящей энергии в виде отработанного тепла, чем в виде видимого света. Глобальное электрическое освещение в 1997 году потребило 2016 тераватт-часов энергии. Освещение потребляет примерно 12% электроэнергии, производимой промышленно развитыми странами. Растущая нехватка энергетических ресурсов и экологические затраты на производство энергии, в частности открытие глобального потепления из-за углекислого газа, выделяемого при сжигании ископаемого топлива, которые являются крупнейшим источником энергии для производства электроэнергии, создали дополнительный стимул для разработки более энергоэффективных электрических ламп.
Первые маломощные светодиоды были разработаны в начале 1960-х годов и производили свет только в низких, красных частотах спектра. В 1968 году были представлены первые коммерческие светодиодные лампы: светодиодный дисплей Hewlett-Packard , который был разработан под руководством Ховарда К. Бордена, Джеральда П. Пигини и египетского инженера <177.>Светодиодный индикатор Мохамеда М. Аталлы и компании Monsanto Company. Однако ранние светодиодные лампы были неэффективны и могли отображать только темно-красные цвета, что делало их непригодными для общего освещения и ограничивало их использование числовыми дисплеями и световыми индикаторами.
Первый синий светодиод высокой яркости был продемонстрирован Сюдзи Накамура из Nichia Corporation в 1994 году. Существование синих светодиодов и высокоэффективных светодиодов привело к разработке первого «белого светодиода», в котором использовался люминофор. покрытие для частичного преобразования излучаемого синего света в красный и зеленый частоты, создавая свет, который кажется белым. Исаму Акасаки, Хироши Амано и Накамура позже были удостоены Нобелевской премии 2014 в области физики за изобретение синего светодиода.
Китай в 1995 году активизировал исследования и разработки в области светодиодов и продемонстрировал свою первую рождественскую елку в 1998 году. Затем применение новой светодиодной технологии стало распространенным в начале 21 век США (Кри) и Японии (Nichia, Panasonic и Toshiba) а затем, начиная с 2004 г., Кореей и Китаем (Samsung, Kingsun, Solstice, Hoyol и др.)
В США Закон об энергетической независимости и безопасности (EISA) 2007 г. санкционировал Министерство энергетики (DOE) для учреждения конкурса Bright Tomorrow Lighting Prize, известного как «L Prize», первого спонсируемого правительством конкурса технологий, призванного побудить промышленность разработать заменители для ламп накаливания мощностью 60 Вт . лампы и PAR 38 галогенные лампы. Законодательство EISA устанавливает основные требования и размер призов для каждой из двух категорий конкурса и разрешает выплату денежных призов до 20 миллионов долларов. Конкурс также предусматривал возможность для победителей получить федеральные соглашения о закупках, программы коммунальных услуг и другие льготы. В мае 2008 года они объявили подробности конкурса и технические требования для каждой категории. Осветительные приборы, отвечающие требованиям конкуренции, могут потреблять всего 17% энергии, используемой большинством ламп накаливания, используемых сегодня. В том же году Министерство энергетики запустило программу Energy Star для твердотельных осветительных приборов. Законодательство EISA также разрешило дополнительную программу L Prize для разработки новой лампы «21st Century Lamp».
Philips Lighting прекратила исследования компактных флуоресцентных ламп в 2008 году и начала направлять большую часть своего бюджета на исследования и разработки на твердотельное освещение. 24 сентября 2009 г. Philips Lighting North America стала первой, кто представил лампы в категории, заменяющие стандартную лампу A-19 "Edison с винтовым креплением на 60 Вт" с новым дизайном. на основе их более раннего потребительского продукта "AmbientLED". 3 августа 2011 года Министерство энергетики присудило приз в категории замены 60 Вт светодиодной лампе Philips после 18 месяцев всесторонних испытаний.
Ранние светодиодные лампы сильно отличались по цветности от ламп накаливания. они заменяли. Был разработан стандарт ANSI C78.377-2008, в котором указаны рекомендуемые цветовые диапазоны для твердотельных осветительных приборов с использованием холодных и теплых белых светодиодов с различными коррелированными цветовыми температурами. В июне 2008 года NIST объявил о первых двух стандартах твердотельного освещения в США. Эти стандарты содержат подробные технические характеристики для светодиодных источников света и предписывают методы испытаний для твердотельных осветительных приборов.
Также в 2008 году в США и Канаде программа Energy Star начала маркировать лампы, которые соответствуют набору стандартов в отношении времени запуска, ожидаемого срока службы, цвета и стабильности рабочих характеристик. Цель программы - уменьшить обеспокоенность потребителей из-за различного качества продуктов, обеспечивая прозрачность и стандарты для маркировки и удобства использования продуктов, доступных на рынке. Лампочки, сертифицированные Energy Star - это ресурс для поиска и сравнение ламп, соответствующих требованиям Energy Star. Аналогичная программа в Соединенном Королевстве (управляемая Energy Saving Trust ) была запущена для определения осветительной продукции, отвечающей требованиям энергосбережения и производительности. Ushio выпустил первую светодиодную лампу накаливания в 2008 году. Philips выпустила свою первую светодиодную лампу в 2009 году, за ней последовала первая в мире светодиодная лампа, эквивалентная 60 Вт, в 2010 году и версия, эквивалентная 75 Вт, в 2011 году.
The Illuminating Engineering Society из Северной Америки (IESNA) в 2008 г. опубликовал документальный документ стандарт LM-79, в котором описаны методы тестирования твердотельных осветительных приборов на их светоотдачу (люмен), эффективность (люмен на ватт) и цветность.
С 2016 года, по мнению Ноя Горовица из Совета по защите природных ресурсов, новые стандарты, предложенные Министерством энергетики США, вероятно, будут означать самый легкий в будущем будут использоваться светодиодные лампы.
К 2019 году потребление электроэнергии в Соединенных Штатах снизилось как минимум пять лет подряд, отчасти из-за того, что потребители электроэнергии в США заменили лампы накаливания на светодиоды.
светодиодов в качестве рождественского освещения в Виборге, Дания В 2008 году Sentry Equipment Corporation в Окэкономовок, Висконсин, США, смогла освещать его новый заводской интерьер и экстерьер почти исключительно светодиодами. Первоначальная стоимость была в три раза выше, чем у традиционного сочетания ламп накаливания и люминесцентных ламп, но дополнительные расходы были возмещены в течение двух лет за счет экономии электроэнергии, и лампы не должны нуждаться в замене в течение 20 лет. В 2009 году офис индийской ИТ-компании iGate в Манапаккам, Ченнаи, потратил ₹ 3 700 000 ( 80 000 долларов США) на освещение 57 000 кв. Футов (5 300 м). офисных помещений со светодиодами. Фирма рассчитывала, что новое освещение окупится в течение 5 лет.
В 2009 г. была повешена исключительно большая рождественская елка перед собором Турку в Финляндии с 710 светодиодными лампами, каждая мощностью 2 Вт. Было подсчитано, что эти светодиодные лампы окупились за три с половиной года, хотя свет работает всего 48 дней в году.
В 2009 году в была открыта новая автомагистраль (A29). Авейру, Португалия ; он включал в себя первую в Европе магистраль общественного светодиодного освещения.
К 2010 году массовая установка светодиодного освещения для коммерческого и общественного использования стала обычным явлением. Светодиодные лампы использовались в ряде демонстрационных проектов для наружного освещения и светодиодных уличных фонарей. Министерство энергетики США представило несколько отчетов о результатах многих пилотных проектов по городскому наружному освещению, и вскоре последовало множество дополнительных проектов уличного освещения и городского наружного освещения.
Светодиодные лампы часто изготавливаются из массивов светодиодных модулей для поверхностного монтажа (модулей SMD), которые заменяют лампы накаливания или компактные люминесцентные лампы, в основном заменяя лампы накаливания мощностью от 5 до 200 Вт.
Существенным отличием от других источников света является то, что свет более направлен, то есть излучается более узким лучом.
Светодиодный свет, используемый в фотографии Для освещения общего назначения требуется белый свет, имитирующий черное тело при определенной температуре, от «теплого белого» ( как лампа накаливания) при 2700К, на «дневной свет» на отметке 6000К. Первые светодиоды излучали свет в очень узком диапазоне длин волн с цветовой характеристикой энергетической запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого для изготовления светодиода. Светодиоды, излучающие белый свет, производятся с использованием двух основных методов: либо смешивания света от нескольких светодиодов разных цветов, либо использования люминофора для преобразования части света в другие цвета. Свет не такой, как настоящий черный корпус, придает цветам иной вид, чем лампа накаливания. Качество цветопередачи определяется индексом цветопередачи и по состоянию на 2019 год составляет около 80 для многих светодиодных ламп и более 95 для более дорогих светодиодных светильников с высоким индексом цветопередачи (100 - идеальное значение).
RGB или трехцветные белые светодиоды используют несколько светодиодных чипов, излучающих красный, зеленый и синий длины волн. Эти три цвета в сочетании дают белый свет. Индекс цветопередачи (CRI) плохой, обычно 25–65, из-за узкого диапазона излучаемых длин волн. Более высокие значения CRI можно получить, используя более трех цветов светодиодов, чтобы охватить больший диапазон длин волн.
Второй базовый метод использует светодиоды в сочетании с люминофором для получения дополнительных цветов от одного светодиода. Часть света от светодиода поглощается молекулами люминофора, заставляя их флуоресцировать, излучая свет другого цвета через стоксов сдвиг. Наиболее распространенный метод - комбинировать синий светодиод с желтым люминофором, создавая узкий диапазон синих длин волн и широкий диапазон «желтых» длин волн, фактически покрывающий спектр от зеленого до красного. Значение CRI может варьироваться от менее 70 до более 90, хотя широкий спектр коммерческих светодиодов этого типа имеет индекс цветопередачи около 82. После последовательного повышения эффективности, которая достигла 150 лм / Вт на производственной основе на момент выпуска. 2017 г. этот тип превзошел по своим характеристикам трехцветные светодиоды.
Люминофоры, используемые в светодиодах белого света, могут давать коррелированные цветовые температуры в диапазоне от 2200 К (тусклый свет) до 7000 К и более.
Настраиваемые системы освещения используют группы цветных светодиодов, которыми можно управлять индивидуально, либо используя отдельные банки каждого цвета, либо многочиповые светодиоды, цвета которых комбинируются и контролируются на уровне кристалла. Например, белые светодиоды с разной цветовой температурой могут быть объединены для создания светодиодной лампы, которая снижает свою цветовую температуру при затемнении.
Светодиодные микросхемы требуют управляемого постоянного тока (Постоянный ток) и соответствующая схема в качестве драйвера светодиода требуется для преобразования переменного тока из источника питания в постоянный ток с регулируемым напряжением, используемый светодиодами.
Драйверы светодиодов - важные компоненты светодиодных ламп или светильников. Хороший светодиодный драйвер может гарантировать долгий срок службы светодиодной системы и обеспечить дополнительные функции, такие как регулировка яркости и управление. Плохо подобранный (или спроектированный) драйвер может сократить срок службы светодиодов, на которые он подает ток (в худшем случае, почти мгновенный отказ), или вызвать мерцание и другое странное поведение. Драйверы светодиодов могут быть размещены внутри лампы или светильника, называемого встроенным (или интегральным), или вне лампы или светильника, называемого независимым типом (или удаленным). В зависимости от приложения потребуются разные типы драйверов светодиодов: например, внешний драйвер для уличного освещения, внутренний точечный драйвер для направленного света и внутренний линейный драйвер для панельного света и т. Д.
Исследовательские исследования, такие как анализ показателей качества электроэнергии, связанных с предоставленной мощностью освещения, при различных значениях напряжения и формах сигналов. Проверка предела гармонических искажений выполняется в соответствии с классом C - осветительное оборудование, требования IEC 61000-3-2 оцениваются для различных конфигураций светодиодов.
По сравнению с другими системами освещения светодиоды должны быть держать в прохладном месте, поскольку высокие температуры могут вызвать преждевременный выход из строя и снижение светоотдачи. Светодиодные лампы имеют тенденцию работать холоднее, чем их предшественники, поскольку в них нет электрической дуги или вольфрамовой нити, но они все равно могут вызвать ожоги. Управление температурой мощных светодиодов требуется для поддержания температуры перехода светодиодного устройства, близкой к температуре окружающей среды, поскольку повышение температуры приведет к увеличению тока, большему нагреву, большему току и так до отказа. Светодиоды потребляют гораздо меньше энергии для заданного светового потока, но они выделяют некоторое количество тепла, которое сосредоточено в очень маленьком полупроводниковом кристалле, который необходимо охлаждать. Светодиодные лампы обычно включают в себя элементы рассеивания тепла, такие как радиаторы и ребра охлаждения, сделанные из алюминия или пластика с частицами графита, а лампы очень высокой мощности для промышленного использования часто оснащаются охлаждающими вентиляторами . Некоторые помещают светодиоды и все схемы в стеклянную колбу, как обычные лампы накаливания, но с заполнением газообразным гелием для отвода тепла и, таким образом, охлаждения светодиодов. Другие размещают светодиоды на печатной плате с алюминиевой подложкой; Задняя часть из алюминия термически соединена с алюминиевым основанием лампы с помощью термопасты, а основание заделано в кожух из меламинового пластика.
Термин «падение эффективности» относится к уменьшению световой отдачи светодиодов, когда электрический ток увеличивается выше десятков миллиампер (мА). Вместо увеличения уровней тока яркость обычно увеличивается за счет объединения нескольких светодиодов в одной лампе. Решение проблемы снижения эффективности означало бы, что бытовые светодиодные лампы потребовали бы меньшего количества светодиодов, что значительно снизило бы затраты.
Работа светодиодов при более высоких электрических токах не только менее эффективна, но и приводит к высоким температурам, которые снижают срок службы светодиода. Из-за этого повышенного нагрева при более высоких токах светодиоды высокой яркости имеют промышленный стандарт работы при токе всего 350 мА, что обеспечивает хороший компромисс между светоотдачей, эффективностью и долговечностью.
Ранние годы Были подозрения, что падение светодиода было вызвано повышенными температурами. Ученые доказали обратное - что, хотя срок службы светодиода сократится, повышенные температуры на самом деле улучшат эффективность светодиода. Механизм, вызывающий падение эффективности, был идентифицирован в 2007 году как оже-рекомбинация, что было воспринято как смешанная реакция. Исследование 2013 года окончательно определило оже-рекомбинацию как причину падения эффективности.
Светодиодные лампы используются как для общего, так и для специального освещения. Там, где нужен цветной свет, светодиоды, которые по своей природе излучают однотонный свет, не требуют энергопоглощающих фильтров. Светодиодные лампы обычно доступны в качестве замены лампам или светильникам, заменяя либо весь прибор (например, светодиодные световые панели, заменяющие люминесцентные лампы, либо светодиодные прожекторы, заменяющие аналогичные галогенные светильники), либо лампы (например, светодиодные лампы, заменяющие люминесцентные лампы внутри troffers или светодиодные лампы HID, заменяющие лампы HID внутри светильников HID) Различия между заменой светильника и заменой лампы заключаются в том, что, когда приспособление (например, troffer) заменяется чем-то вроде светодиодной панели, панель должна быть заменена на целиком, если светодиоды или драйвер, который он содержит, выходят из строя, поскольку невозможно заменить их по отдельности на практике (хотя драйвер часто является отдельным, и поэтому его можно заменить), тогда как, если только лампа заменяется на замену светодиода лампу, лампу можно заменить независимо от светильника, если лампа выйдет из строя. Некоторые сменные светодиодные лампы требуют модификации светильника, например, путем электрического удаления балласта светильника, таким образом подключая светодиодную лампу непосредственно к электросети; другие могут работать без каких-либо модификаций светильника.
BAPS Шри Сваминараян Мандир Атланта Освещение с использованием светодиодных светильников со смешением цветов 
Светодиодное освещение с компьютерным управлением позволяет улучшить уникальные качества картин в Национальном музее в Варшаве.Светодиодные лампы белого света имеют более длительный срок службы и более высокую эффективность (больше света для той же электроэнергии), чем большинство других осветительных приборов, при использовании при надлежащей температуре. Светодиодные источники компактны, что дает гибкость при проектировании осветительных приборов и хороший контроль над распределением света с помощью небольших отражателей или линз. Из-за небольшого размера светодиодов управление пространственным распределением освещения является чрезвычайно гибким, а световой поток и пространственное распределение светодиодной матрицы можно контролировать без потери эффективности.
Светодиоды, использующие принцип смешения цветов, могут излучать широкий диапазон цветов, изменяя пропорции света, генерируемого каждым основным цветом. Это позволяет полностью смешивать цвета в лампах со светодиодами разных цветов. В отличие от других технологий освещения, светодиодное излучение имеет тенденцию быть направленным (или, по крайней мере, ламбертовским ), что может быть либо выгодным, либо невыгодным, в зависимости от требований. Для приложений, где требуется ненаправленный свет, используется либо рассеиватель, либо несколько отдельных светодиодных излучателей, которые излучают в разных направлениях.
Светодиодная лампа в разобранном виде с платой драйвера и винтом Эдисона Светодиодные лампы изготавливаются со стандартной лампой соединения и формы, такие как винт Эдисона основание, форма MR16 с двухштырьковым основанием или GU5.3 (двухштыревой колпачок) или GU10 (байонет) и сделаны совместимыми с напряжением, подаваемым на розетки. Они включают схему драйвера для выпрямления питания переменного тока и преобразования напряжения в соответствующее значение, обычно импульсный источник питания.
. С 2010 года некоторые светодиодные лампы заменили лампы с более высокой мощностью; Например, один производитель заявил, что светодиодная лампа мощностью 16 Вт имеет такую же яркость, как галогенная лампа мощностью 150 Вт. Стандартная лампа накаливания общего назначения излучает свет с эффективностью от 14 до 17 люмен / Вт в зависимости от ее размера и напряжения. Согласно стандарту Европейского Союза, энергоэффективная лампа, которая претендует на то, чтобы быть эквивалентом вольфрамовой лампы мощностью 60 Вт, должна иметь минимальный световой поток 806 люмен.
Ряд потребительских светодиодных ламп, доступных в 2012 году в качестве замены замена ламп накаливания в патронах с винтовым креплением Некоторые модели светодиодных ламп совместимы с диммерами, используемыми для ламп накаливания (хотя диммеры для ламп накаливания не подходят для светодиодов). Светодиодные лампы часто имеют характеристики направленного света. Эти лампы более энергоэффективны, чем компактные люминесцентные лампы, и имеют срок службы 30 000 или более часов, который сокращается при работе при более высоких температурах, чем указано. Срок службы ламп накаливания составляет 1000 часов, а у компактных люминесцентных - около 8000 часов. Лампы сохраняют интенсивность выходного света на протяжении всего срока службы. Спецификации Energy Star требуют, чтобы лампы обычно теряли менее 10% после 6000 и более часов работы, а в худшем случае - не более 15%. Светодиодные лампы доступны с различными цветовыми характеристиками. Закупочная цена выше, чем у большинства других ламп, хотя и снижается, но более высокая эффективность обычно снижает общую стоимость владения (покупная цена плюс стоимость электричества и замены лампы).
Мощная светодиодная лампа в виде кукурузных початков Несколько компаний предлагают светодиодные лампы для общего освещения. Технология быстро совершенствуется, и доступны новые энергосберегающие потребительские светодиодные лампы.
По состоянию на 2016 год в Соединенных Штатах светодиодные лампы близки к тому, чтобы стать основным источником света из-за падения цен и потому, что лампы накаливания прекращают производство. В США Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года фактически запрещает производство и импорт большинства современных ламп накаливания. Светодиодные лампы существенно подешевели, и многие их разновидности продаются по субсидированным ценам от местных коммунальных предприятий. Однако в сентябре 2019 года администрация Трампа отменила требования к новым энергоэффективным лампочкам.
Светодиодная лампа мощностью 17 Вт с такой же интенсивностью, как люминесцентная лампа мощностью 45 Вт Светодиодные трубчатые лампы предназначены для физического размещения в светильниках, предназначенных для люминесцентных ламп. Некоторые светодиодные трубчатые лампы предназначены для замены в существующие светильники, если используется соответствующий балласт. Другие требуют перемонтажа светильников для удаления балласта. В светодиодной ламповой лампе обычно используется множество отдельных устанавливаемых на поверхность светодиодов, которые являются направленными и требуют правильной ориентации во время установки, в отличие от люминесцентных ламповых ламп, которые излучают свет во всех направлениях вокруг трубки. Большинство доступных светодиодных ламповых ламп можно использовать вместо T5, T8, T10 или T12 обозначений трубки, T8 - D26 мм, T10 - D30 мм, при длине 590 мм (23 дюйма), 1200 мм (47). дюймов) и 1500 мм (59 дюймов).
Светодиодный настенный светильник Новые светильники со встроенными долгоживущими светодиодами или разработанные для светодиодных ламп используются как необходимость совместимости с существующими фурнитура уменьшается. Такое освещение не требует, чтобы каждая лампочка содержала схему для работы от сетевого напряжения.
Эксперименты показали удивительные характеристики и производство овощей и декоративных растений при использовании светодиодных источников света. Многие виды растений были оценены в ходе испытаний в теплицах, чтобы убедиться, что качество биомассы и биохимических ингредиентов таких растений, по крайней мере, сопоставимо с таковыми, выращенными в полевых условиях. Продуктивность растений мяты, базилика, чечевицы, салата, капусты, петрушки и моркови измерялась путем оценки здоровья и жизнеспособности растений, а также эффективности светодиодов в стимулировании роста. Также было замечено обильное цветение избранных декоративных растений, в том числе примулы, календулы и подвоя.
Светоизлучающие диоды (LED) обеспечивают эффективное электрическое освещение с желаемой длиной волны (красный + синий), что позволяет производить тепличное производство за минимальное время и с высоким качеством и количество. Поскольку светодиоды - это круто, растения можно размещать очень близко к источникам света без перегрева или ожогов, что требует гораздо меньше места для интенсивного выращивания, чем при использовании горячего освещения.
Сменная лампа для светодиодного фонарика (слева) с вольфрамовым эквивалентом (справа) Белые светодиодные лампы достигли доминирующего положения на рынке в приложениях, где высокая эффективность важна при низких уровнях мощности. Некоторые из этих приложений включают фонари, садовые или пешеходные фонари на солнечных батареях, а также велосипедные фонари. Цветные светодиодные лампы теперь коммерчески используются для светофоров, где способность излучать яркий свет требуемого цвета имеет важное значение, и в цепочках праздничных огней. Светодиодные автомобильные лампы широко используются благодаря длительному сроку службы и небольшому размеру. Несколько светодиодов используются в приложениях, где требуется больший световой поток, чем у одного светодиода.
Примерно к 2010 году светодиодные технологии стали доминировать в индустрии наружного освещения; раньше светодиоды были недостаточно яркими для наружного освещения. Исследование, завершенное в 2014 году, показало, что цветовая температура и точность светодиодных ламп легко распознаются потребителями, отдавая предпочтение светодиодам с естественной цветовой температурой. Светодиоды теперь могут соответствовать яркости и более теплой цветовой температуре, которые потребители хотят от своей системы наружного освещения.
Светодиоды все чаще используются для уличного освещения вместо ртутных и натриевых ламп из-за более низких затрат на эксплуатацию и замену ламп. Однако были опасения, что использование светодиодного уличного освещения с преобладанием синего света может вызвать повреждение глаз, и что некоторые светодиоды включаются и выключаются с удвоенной частотой сети, вызывая недомогание у некоторых людей и, возможно, ввод в заблуждение вращающимся оборудованием из-за стробоскопических эффектов. Эти проблемы могут быть решены путем использования соответствующего освещения, а не простой заботы о стоимости.
Свет от белых светодиодных ламп обычно обеспечивается отраслевой стандарт LED устройства поверхностного монтажа (SMD). Существуют также типы светодиодного освещения без SMD, такие как COB (микросхема на плате) и MCOB (multi-COB).
Светодиодные модули SMD описываются размерами корпуса светодиодов. Один многоцветный модуль может иметь 3 отдельных светодиода в этом корпусе, по одному красного, зеленого и синего цвета, чтобы можно было выбрать множество цветов или оттенков белого путем изменения яркости отдельных светодиодов. Яркость светодиода можно увеличить, используя более высокий управляющий ток, за счет сокращения срока службы устройства.
| SMD LED. (модуль) | Размеры. (мм x мм ) | Мощность (ватт) | Поток (люмен) | CRI (Ra) | Интенсивность (кандела) | Угол луча (градус) | Радиатор (да / нет) | Эффективность (мин.) (лм / Вт) | Эффективность (макс.) (лм / Вт) | Цвета на Пакет SMD |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8520 | 8,5 x 2,0 | 0,5 1 | 55–60 | 80 | 110 | 120 | Монохромный | |||
| 7020 | 7,0 x 2,0 | 0,5 1 | 40–55 | 75 –85 | 80 | 110 | Монохромный | |||
| 7014 | 7,0 x 1,4 | 0,5 1 | 35– 50 | 70–80 | 70 | 100 | Монохромный | |||
| 5736 | 5,7 x 3,6 | 0,5 | 40–55 | 80 | 15–18 | 120 | нет | 80 | 110 | |
| 5733 | 5,7 x 3,3 | 0,5 | 35–50 | 80 | 15–18 | 120 | нет | 70 | 100 | |
| 5730 | 5,7 x 3,0 | 0,5 | 30–45 | 75 | 15–18 | 120 | нет | 60 | 90 | |
| 5630 | 5,6 x 3,0 | 0,5 | 30–45 | 70 | 18,4 | 120 | нет | 60 | 90 | |
| 5060 | 5,0 x 6,0 | 0,2 | 26 | нет | 130 | Монохромный ИЛИ RGB | ||||
| 5050 | 5,0 x 5,0 | 0,2 | 24 | нет | 120 | Моно или RGB | ||||
| 4014 | 4,0 x 1,4 | 0,2 | 22–32 | 75–85 | 110 | 160 | ||||
| 3535 | 3,5 x 3,5 | 0,5 | 35–42 | 75–80 | 70 | 84 | ||||
| 3528 | 3,5 x 2,8 | 0,06–0,08 | 4–8 | 60–70 | 3 | 120 | нет | 70 | 100 | |
| 3030 | 3,0 x 3,0 | 0,9 | 110–120 | 120 | 130 | |||||
| 3020 | 3,0 x 2,0 | 0. 06 | 5,4 | 2,5 | 120 | нет | 80 | 90 | ||
| 3014 | 3,0 x 1,4 | 0,1 | 9–12 | 75–85 | 2,1–3,5 | 120 | да | 90 | 120 | |
| 2835 | 2,8 x 3,5 | 0,2 | 14–25 | 75–85 | 8,4–9,1 | 120 | да | 70 | 125 | |
| 1206 | 1,2 x 0,6 | 3–6 | 55–60 | |||||||
| 1104 | 1,1 x 0,4 |
Сравнение светодиодных модулей SMD, используемых в светодиодной ленте. См. световая отдача для диаграммы эффективности, сравнивающей различные технологии.
| Сравнение стоимости лампы накаливания мощностью 60 Вт (цены на электроэнергию для жилых домов в США) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LED (EcoSmart clear) | LED (V-TAC) | Светодиод (Philips) | Светодиод (Cree) | CFL | Галоген | Лампа накаливания | ||
| Закупочная цена | 3,29 долл. США | 1,79 доллара | 2,03 доллара | 3,50 доллара | 0,99 доллара | 1,17 доллара | 0,41 доллара | |
| Вт | 6,5 | 9 | 8,5 | 9,5 | 14 | 43 | 60 | |
| люмен (среднее) | 800 | 806 | 800 | 815 | 775 | 750 | 860 | |
| люмен / ватт | 123,1 | 89,6 | 94,1 | 85,8 | 55,4 | 17,4 | 14,3 | |
| Цветовая температура кельвин | 2700 | 2700 | 2700 | 2700 | 2700 | 2920 | 2700 | |
| CRI | 80 | 80+ | 80 | 85 | 82 | 100 | 100 | |
| Срок службы ( часов) | 15,000 | 20,000 | 10,000 | 25,000 | 10,000 | 1,000 | 1000 | |
| Срок службы лампы в годах при 6 часах в день | 6,8 | 9,1 | 4,6 | 11,4 | 4,6 | 0,46 | 0,46 | |
| Стоимость энергии за 20 лет при 12,5 цента / кВтч | 36 долларов | 49 долларов | 47 долларов | 52 доллара США | 77 долларов США | 235 долларов США | 329 долларов США | |
| Стоимость замены ламп в течение 20 лет | 10 долларов США | 5 долларов США | 10 долларов | 7 долларов | 3 доллара | 51 доллар | 18 долларов | |
| Общая стоимость за 20 лет | 45 долларов | 55 долларов США | 57 долларов США | 59 долларов США | 80 долларов США | 287 долларов США | 347 долларов США | |
| Общая стоимость на 860 люмен | 49 долл. США | 58 долл. США | 61 долл. США | 62 долл. США | 88 долл. США | 329 долл. США | 347 долл. США | |
| Сравнение основано на использовании 6 часов в день (43 800 часов в течение 20 лет) | ||||||||
В соответствии с заявленным долгим сроком службы светодиодных ламп предлагаются длительные гарантии. Однако в настоящее время нет стандартных процедур тестирования, установленных Министерством энергетики США для подтверждения этих утверждений каждого производителя. Утверждается, что типичная домашняя светодиодная лампа имеет «средний срок службы» 15 000 часов (15 лет при 3 часах в день) и выдерживает 50 000 циклов переключения.
Лампы накаливания и галогенные лампы, естественно, имеют коэффициент мощности равен 1, но в компактных люминесцентных и светодиодных лампах используются входные выпрямители, что снижает коэффициенты мощности. Низкие коэффициенты мощности могут привести к дополнительным расходам для коммерческих потребителей энергии; КЛЛ и светодиодные лампы доступны со схемами драйвера для обеспечения любого желаемого коэффициента мощности, или может выполняться коррекция коэффициента мощности в масштабах всего объекта. Стандарты ЕС требуют коэффициента мощности лучше 0,4 для ламп мощностью от 2 до 5 Вт, лучше 0,5 для ламп мощностью от 5 до 25 Вт и выше 0,9 для ламп большей мощности.
Энергия Star - это международный стандарт для энергоэффективных потребительских продуктов. Устройства, отмеченные знаком обслуживания Energy Star, обычно потребляют на 20–30% меньше энергии, чем требуется по стандартам США.
Соответствие требованиям Energy Star для светодиодов :
Для получения сертификата Energy Star продукты светодиодного освещения должны пройти ряд испытаний, чтобы доказать, что продукты будут иметь следующие характеристики:
Многие из них не будут работать с существующими диммерными переключателями, разработанными для ламп накаливания большей мощности.
Цветопередача не идентична лампам накаливания, которые излучают почти идеально черный- излучение тела как от солнца и для чего глаза развились. Единица измерения, называемая CRI, используется для выражения того, как способность источника света отображать образцы восьми цветовых образцов сравнивается с эталоном по шкале от 0 до 100. Светодиоды с CRI ниже 75 не рекомендуются для использования в внутреннее освещение.
Светодиодные лампы могут мигать. Эффект можно увидеть на замедленном видео такой лампы. Степень мерцания зависит от качества источника питания постоянного тока, встроенного в конструкцию лампы, обычно расположенного в цоколе лампы. Более длительное воздействие мерцающего света способствует головной боли и утомлению глаз.
Срок службы светодиода в зависимости от светового потока падает при более высоких температурах, что ограничивает мощность, которую можно использовать в лампах, которые физически заменить существующие лампы накаливания и компактные люминесцентные лампы. Управление температурой мощных светодиодов является важным фактором при проектировании твердотельного осветительного оборудования. Светодиодные лампы чувствительны к чрезмерному нагреву, как и большинство твердотельных электронных компонентов. Кроме того, присутствие несовместимых летучих органических соединений может ухудшить характеристики и сократить срок службы.
Продолжительный срок службы светодиодов, который, как ожидается, будет примерно в 50 раз больше, чем у наиболее распространенных ламп накаливания, и значительно дольше, чем у люминесцентных ламп. выгодно для пользователей, но повлияет на производителей, поскольку в отдаленном будущем сократит рынок заменителей.
На циркадный ритм человека могут влиять источники света. Эффективная цветовая температура для дневного света составляет ~ 5700K (голубовато-белый), а вольфрамовые лампы - ~ 2700K (желтые). Людей с нарушениями циркадного ритма сна иногда лечат световой терапией (воздействие интенсивного голубовато-белого света в течение дня) и темной терапией (ношение янтарного оттенка очки в ночное время, чтобы уменьшить синеватый свет).
Некоторые организации рекомендуют не использовать ночью голубовато-белые лампы. Американская медицинская ассоциация выступает против использования голубовато-белых светодиодов для городского уличного освещения.
Исследования показывают, что переход на светодиодное уличное освещение привлекает на 48% больше летающих насекомых, чем лампы HPS, которые могут вызывать прямые воздействие на окружающую среду, а также косвенные воздействия, такие как привлечение большего количества непарного шелкопряда в портовые районы.
СМИ, связанные с светодиодными лампами на Wikimedia Commons
