Каталог

НерівноЦІННА заміна, або Техніка та економіка світлодіодного освітлення

З.Я. Монастирський

 

фото

Світлодіодна революція, що відбулася за останнє десятиліття (з 2005 по 2015 рік) на наших очах пройшла етапи від дискусії про те, що, де і чи варто освітлювати світлодіодами до тотальної заміни усіх джерел світла на світлодіодні без жодних дискусій.

Тим не менше, якщо й не дискутувати, то розставити акценти, на мою думку, не зайве для рядових «споживачів» світлодіодних «гаджетів». І розділити ці акценти можна на дві групи: технічні та економічні.

Техніка

Основною перевагою світлодіодних приладів, про яку вам не забуде нагадати жоден продавець, є їхня надзвичайна енергоощадність. І він матиме рацію, бо сучасні світлодіоди примудряються виробляти з кожного вата електроенергії у 10 разів більше світлового потоку, ніж поки ще всім відомі лампочки розжарювання, до 3-х разів більше, ніж так звані «економки» та люмінесцентні лампи. Але дивовижною особливістю світлодіодів є й те, що ними можна замінювати практично всі відомі сьогодні джерела світла – від каганця до ртутних, натрієвих та металогалогенних газорозрядних ламп. Більше того, у кожній заміні, окрім економії електроенергії, можна знайти ще низку інших бонусів – довший термін служби, краща кольоропередача, відсутність проблем з утилізацією, менші габарити тощо. Якщо бути уважним. А якщо ні? Тоді можливі нюанси, про які продавці світлодіодного приладдя розказують, як правило, неохоче чи то через незнання, чи, може, з умислу.

А справа тут ось у чому. Купуючи освітлювальний прилад з певними (несвітлодіодними) джерелами світла, за свої гроші ви отримуєте й наперед відомий набір технічних характеристик, який практично не залежить від виробника. Наприклад, лампи розжарювання мають малий термін служби (1–2 тисячі годин), але чудову кольоропередачу (Ra=95 і більше), незначні пульсації світлового потоку, але й малу світловіддачу (до 20 лм/Вт), теплий білий спектр випромінювання (колірна температура 2700 К) і низьку ціну. Газорозрядні натрієві лампи (ДНаТ) натомість мають високу світловіддачу (до 160 лм/Вт) та великий термін служби (до 30 тисяч годин), але низький індекс кольоропередачі (Ra=30). Усе, що може тут «зіпсувати» виробник, – це, на чомусь заощадивши, допустити дефект, який призведе до передчасного виходу з ладу такої лампи. Тому за продукт відомого і надійного виробника (бренд) доводиться платити дорожче.

фото

фото

фото

фото

фото

Інша справа – світлодіодний світильник чи світлодіодна лампа, де назва говорить про них явно недостатньо. Діапазон усіх технічних та експлуатаційних характеристик світлодіодних приладів настільки широкий, що вони можуть бути як надзвичайно високими, так і не відповідати прийнятим нормам. Наприклад іноді можна зустріти світлодіодні світильники з пульсаціями до 100 % за допустимих 10 %.

То як бути, щоб купувати саме те, що потрібно та не стати жертвою недобросовісних виробників і продавців світлодіодних приладів? Боюсь, що без елементарної світлотехнічної грамотності тут не обійтись. Тим більше, що з появою світлодіодів ця грамотність якось сама собою поширюється серед споживачів. Такими термінами, як світловіддача та колірна температура тепер нікого не здивуєш. А що іще треба знати, щоб розмовляти на рівних з продавцями – консультантами з освітлення? Не так і багато – хоча б шість-сім характеристик.

1. Світловіддача, про яку вже згадувалось, – це світловий потік на одиницю потужності, вимірюється в люменах на 1 ват (лм/Вт). Кращі зразки сучасних світлодіодів мають світловіддачу до 180 лм/Вт, яка в недалекому майбутньому може перейти межу 200 лм/Вт. Проте світловіддача освітлювального приладу (лампи або світильника), побудованого на основі таких світлодіодів, може бути значно меншою. І тут схований перший нюанс – світловіддача комплекту світлодіод–блок живлення (драйвер)–оптична система, з якого, власне, і складається світловий прилад, є на 15–20, а іноді і на 30 відсотків меншою. Тому ніколи не зайве уточнити, про яку, власне, світловіддачу йдеться. Світловіддача комплекту, нижча за 80 лм/Вт, однозначно вказує на його низьку якість або застарілість.

2. Термін служби світлодіода не означає, що він обов’язково вийде з ладу через зазначений час роботи. Солідні фірми-виробники зазначають термін служби з прив’язкою до певних ймовірнісних характеристик. Ці характеристики позначають латинськими літерами L та B і відповідними числами. Позначення L80/ B30, наприклад, означає, що не більше ніж 30 % світлодіодів усього пристрою протягом терміну служби можуть зменшити світловіддачу більше ніж на 20 % (нижче 80 % від початкового значення). Решта 70 % світлодіодів матимуть і надалі вищу за 80 % від початкової світловіддачу.

Коли твердять про 50 або 100 тисяч годин роботи світильника без прив’язки до характеристик L та B, то це, як правило, ні про що не говорить.

3. Колірна температура Тс означає умовну температуру в Кельвінах (К), яку б мало нагріте тіло, якби спектр його випромінювання був близьким до спектра світлодіодного приладу. При цьому світлодіод залишається ледве теплим, тобто його реальна температура до колірної жодного відношення не має. Найчастіше використовують світлодіоди з колірною температурою від 2700 до 6500 К. Колірна температура 2700–3300 К характеризує теплий білий колір світла (як у лампи розжарювання), 3300–5300 К – нейтральний білий колір, ≥5300 К – холодний білий колір, так зване денне світло.

4. Індекс кольоропередачі Ra джерела світла характеризує його властивість передавати кольори порівняно з сонячним світлом. Індекс Ra для сонячного світла прийнято за 100. Усі інші джерела світла можуть лише наближатися до цього еталона більшою або меншою мірою. Для житлових приміщень цей показник на рівні 80 можна вважати цілком прийнятним. Натомість для виставкових залів, картинних галерей та магазинів він має бути на рівні 90–95 і більше.

5. Коефіцієнт пульсацій світлового потоку характеризує його коливання навколо середнього значення з частотою мережі (50 або 100 Гц). Цей коефіцієнт визначається якістю блока живлення (драйвера) і може набувати значення від 0 до 100 %. Відповідно до санітарних норм значення коефіцієнта пульсацій у приміщеннях, де значний час перебувають люди, має не перевищувати 10 %.

6. Коефіцієнт корисної дії (ККД) та кофіцієнт потужності характеризують якість самого драйвера. Чим ближче до одиниці ККД, тим менші втрати енергії на драйвері. Прийнятні значення ККД 0,9 та вище. Коефіцієнт потужності (англійською – power factor) характеризує спотворення кривої сили струму з боку драйвера та зсув фази між напругою і струмом, тому для якісного драйвера коефіцієнт потужності має значення 0,95 і вище.

7. Електромагнітна сумісність з іншими електронними пристроями характеризує рівень електромагнітних шумів, який має не перевищувати певного порогу. Якщо цей поріг перевищено (сумісність відсутня), то світлові прилади «фонять» настільки, що заважають роботі засобів зв’язку, камер відеоспостереження, рамок «антизлодій» та ін. Про електромагнітну сумісність свідчить наявність у продавців відповідних протоколів випробувань та декларацій.

Економіка

Є ще одне свідчення світлодіодної революції в галузі світлотехніки. Світлодіоди неабияк посприяли поширенню не тільки світлотехнічної, але й економічної грамотності серед населення. Свою роль зіграв, звичайно, загальний тренд на енергозбереження. Але тим не менше надто багато споживачів світла почали розмірковувати над такими економічними категоріями, як ціна, вартість володіння, термін окупності тощо, чого раніше не спостерігалось. Вставимо і свої «5 копійок» у ці розмірковування.

1. Ціна. Головна властивість світильника – генерувати світловий потік, заради чого ми, власне, і купуємо його. Отже, не зовсім коректно порівнювати ціну на різні світильники без урахування їх світлового потоку, навіть якщо розміри і дизайн світильників однакові. Логічно і правильно порівнювати ціну одиниці світлового потоку – одного люмена.

Якщо ціна світильника у магазині Ц грн., а його світловий потік Ф лм, то приведена до одиниці світлового потоку ціна світильника (ціна одного люмена цього світильника)

формула 1 грн/лм.

При ціні світильника Ц=100 грн, світловому потоці Ф=1000 лм, наприклад, ціна одного люмена, генерованого цим світильником,очевидно, С=0,1 грн/лм. Виходять інколи зовсім малі цифри. Якщо комусь до вподоби оперувати більшими сумами, то можна оцінювати ціну одного кілолюмена (1000 лм). Тоді

формула 2 грн/лм.

Суть від цього не змінюється – оцінюємо не лише світильник, але і його основну властивість – давати нам світло.

2. Вартість володіння є сумою початкової ціни (інвестиції) та всіх затрат, пов’язаних з експлуатацією світильника за певний проміжок часу (рік, два чи більше). У випадку світлодіодних світильників, коли лампи перестали бути витратним матеріалом і про їх заміну можна призабути, витрати на експлуатацію зрівнялись з вартістю спожитої електроенергії. Енергоефективність стала третім важливим критерієм вибору світлового приладу поруч з ціною та якістю, завдяки, в тому числі, і росту вартості електроенергії.

Ця ефективність, на відміну від якості, має цілком конкретні і чіткі обриси, тому визначається цифрами. Власне, світлова віддача у лм/Вт і є виразом енергоефективності. Правда, для деяких розрахунків зручнішою є величина, обернена до світловіддачі і оцінюється електричною потужністю, необхідною для генерування одиниці світлового потоку. Позначимо цю потужність буквою S та визначимо її за споживаною потужністю P (Вт) світильника і його світловим потоком Ф (лм), взятими з технічного паспорта на виріб.

формула 3 Вт/лм.

Чим менша величина S, тим кращою є енергоефективність світильника і вищою його світловіддача.

Тепер для визначення вартості володіння треба знайти час T роботи світильника у годинах протягом, наприклад, одного року і дізнатися про тариф на електроенергію N, грн./кВт•год. Позначимо вартість володіння W і для її визначення скористаємось формулою

формула 4 грн.

Чудовою властивістю цієї формули є те, що вона оцінює вартість володіння незалежно від кількості світильників на об’єкті і дає змогу порівнювати за цим параметром між собою різні типи світильників без складних світлотехнічних розрахунків. Щоправда, вона враховує той факт, що які б світильники ми не вибрали, їх кількість і розташування будуть правильно розраховані інженером-світлотехніком, а сумарний світловий потік на об’єкті є заданим і не залежить ані від типу вибраного світильника, ані від його дизайну та розмірів.

Якщо прийняти N = 1,68 грн/кВт•год, а T = 4380 год. (12-годинний робочий день протягом 1 року), то вартість володіння за 1 рік становитиме

W = С + 7,36•S грн/лм.

За приблизно однакової якості двох різних світильників приведена ціна С є тим більшою, чим нижче його енергоспоживання S – за більшу енергоефективність, як і за вищу якість треба платити більше. Тому, якщо в останній формулі перша складова є більшою (С1 > С2), то друга складова з часом зростає повільніше (лінія 1 порівняно з лінією 2 на рис. 1).

рис. 1

3. Термін окупності. Лінії 1 і 2, що характеризують вартість володіння для першого і другого світильників відповідно перетинаються у точці Tок. Цю точку вважають терміном окупності першого світильника порівняно з другим. Якщо показники С1 і С2 та S1 і S2 двох порівнюваних світильників нам відомі, то термін окупності дорожчого світильника у календарних місяцях визначається за формулою

формула 6 міс.

При Tміс.= 360 год. (12 годин роботи на добу протягом місяця) формула спрощується:

формула 7 міс.

Для прикладу порівняємо дві світлодіодні панелі приблизно однакових якості та дизайну розміром 600×600 мм для освітлення офісного приміщення. Ціни та технічні параметри взято з інтернету.

Ціна: Ц1 = 1200 грн; Ц2 = 800 грн.
Сподживана потужність: P1 = 36 Вт; P2 = 40 Вт.
Світловий потік: Ф1 = 3400 лм; Ф2 = 2700 лм.

Ціна за 1 лм світлового потоку для кожної з панелей становить:

С1 = Ц1/Ф1 ≈ 0,35 грн/лм,
С2 = Ц2/Ф2 ≈ 0,30 грн/лм.

Приведена до 1 лм потужність:

S1 = P1/Ф1 = 0,01 грн/лм,
S2 = P2/Ф2 = 0,015 грн/лм.

Видно, що перший варіант початково дорожчий, але у півтора рази енергоефективніший. Тому вартість володіння ним уже за 2 роки експлуатації стане нижчою:

W1 = 0,35 + 2•7,36•0,01 ≈ 0,50 грн/лм;
W2 = 0,30 + 2•7,36•0,015 ≈ 0,52 грн/лм.

Термін окупності першого світильника порівняно з другим становить

формула 8 міс.

Якщо нас влаштовує такий термін окупності, то вибрати варто саме цей варіант.

В таблиці подано результати розрахунку термінів окупності різних типів світлодіодних світильників у порівнянні з аналогічними світильниками з традиційними джерелами світла.

таблица

З таблиці видно, що вартість володіння початково дорожчими LED світильниками уже через 1-2 роки стає меншою за вартість світильників з традиційними джерелами світла. І це без урахування можливої заміни ламп. Термін окупності навіть при порівняно невисокому тарифі на електроенергію становить уже не роки, а місяці. Це означає, що зовсім близько той час, коли світильники зі світло діодами будуть і економнішими, і, принаймні, не дорожчими, ніж з люмінесцентними, натрієвими та іншими джерелами світла, а отже, будуть їх масово витісняти. Правда, і тоді не завадить розумітися на світлодіодних світильниках і коректно порівнювати їх між собою.

Материал опубликован в корпоративном журнале «Свитлотек коммьюнити, № 1, 2016 г.

Акции

Акция на лампы!

У вас есть возможность приобрести лампы по акционным ценам!

За подробной информацией обращайтесь в отдел продаж – тел. (044) 364 5108.

Звоните!

Статья

Системы защиты электронных компонентов светильников от пиковых перенапряжений

Современная энергетическая система, обеспечивающая электроэнергией окружающие нас промышленные и социальные объекты, комплексы сооружений (крупные порты, аэропорты), уличное освещение, представляет собой сложную структуру. Системы генерирования, передачи, распределения и адаптирования обеспечивают потребителя электрической энергией исходя из его потребностей. Применение различных комплексов защиты на всех этих этапах делает использование электрической энергии максимально простым и безопасным. Но предусмотреть всю совокупность природных и производственных факторов, влияющих на распределение и использование, а тем более на качество подаваемой потребителю электроэнергии, не всегда удается.

Подробнее

Все статьи

Новости

ГК «Свитлотек» презентовала эксклюзивную продукцию на выставке LedExpo-2017

Что же эксклюзивного было в экспозиции ГК «Свитлотек»?

Наше комплексное решение для ритейла, кроме уже известных и широко применяемых решений для общего освещения (магистральные системы ЛЕД ГАММА ТМ «ЛЮМЕН») и для акцентной подсветки (трековые системы освещения ЛЕД АКЦЕНТ ТМ «ЛЮМЕН»), включало уникальное для сегодняшнего украинского рынка предложение. Это - светодиодные акцентные светильники со специальными спектрами для освещения различных продуктов.Также в экспозиции были представлены специальные светодиодные программируемые системы VS Lighting Solutions для освещения птичников.

2017-09-28 11:48:00

Подробнее

Все новости