ПРЕИМУЩЕСТВА  И  НЕДОСТАТКИ  СВЕТОДИОДНЫХ  ЛАМП  И  СВЕТИЛЬНИКОВ

Бузько  Сергей  Александрович

Замула  Каролина  Юрьевна

Чабханов  Ахмед  Хаважевич

Студенты  3  курса,  кафедра  электроснабжение  промышленных  предприятий,  ОмГТУ,  РФ,  г.  Омск

Е-mail :  dopa2008@mail.ru

Калимуллин  Алик  Талгатович

научный  руководитель,  ассистент,  каф.  ЭсПП  ОмГТУ,  РФ,  г.  Омск

Е-mail :  kat-190391@mail.ru

Настоящая  ситуация  такова,  что  за  последние  10  лет  тарифы  на  электроэнергию  выросли  почти  в  10  раз,  и  будут  продолжать  расти.  Энергосберегающие  лампы  оправдали  себя  лишь  отчасти.  На  сегодняшний  день  наиболее  перспективно  смотрятся  диодные  светильники  и  лампы.

Рисунок  1.  Структура  излучающего  кристалла  светодиода

Рисунок  2.  Структура  светодиода

Работа  светодиодов.

Светодиод  является  полупроводниковым  устройством.  Движение  электронов  через  полупроводниковый  материал  происходит  во  время  подачи  электрического  тока,  впоследствии  часть  из  них  начинает  переходить  в  более  низкое  энергетическое  состояние.  Отданная  электронами  энергия  выделяется  в  виде  света.  Длина  волны,  определяющая  цвет  свечения  зависит  от  подобранного  полупроводникового  материала.

В  настоящее  время  начинают  появляться  светодиоды  на  основе  органического  материала,  но  на  сегодняшний  момент  используются  традиционные  полупроводниковые  соединения  и  материалы,  например  таких,  как  нитрид  галия  (GaN).

Не  так  давно  японские  ученые  получили  синий  светодиод,  который  в  комбинации  с  зеленым  и  красным  позволит  создать  яркие  и  энергоэффективные  светодиодные  источники  белого  света.

Основные  преимущества  диодных  ламп  заключаются  в  следующем:

·     Низкое  энергопотребление  (экономия  электроэнергии).

Использование  светодиодных  ламп  позволяет  существенно  экономить  электроэнергию.  Они  потребляют  на  50—70  %  меньше  электроэнергии,  чем  лампы  накаливания  или  люминесцентные  лампы.

·     Долгий  срок  службы.

Срок  службы  светодиодных  может  составлять  до  50  000  часов  эксплуатации.  Например,  если  использовать  свет  24  часа  в  сутки,  то  лампа  проработает  5,5  лет.

·     Высокая  надежность,  стойкость  к  механическим  воздействиям.

Корпус  светодиодной  лампы  изготавливается  из  алюминия  и  пластика,  который  прочнее  обычного  стекла,  используемого  в  люминесцентных  лампах  и  лампах  накаливания.  Благодаря  отсутствию  стеклянных  деталей  и  нитей  накаливания  светодиоды  устойчивы  к  ударам,  вибрациям  и  являются  пожаробезопасными  источниками  света.  Высокий  уровень  безопасности  обеспечивается  малым  тепловыделением  и  низким  питающим  напряжением.

·     Отсутствие  стробоскопического  эффекта  (пульсации).

Лампы  накаливания  и  люминесцентные  лампы  работают  на  переменном  токе,  что  создает  мерцание  (порядка  100  вспышек  в  секунду).  Диодные  же  лампы  работают  на  постоянном  токе,  что  не  наносит  вреда  зрению.  Также  они  обладают  безинерционностью,  то  есть  им  не  нужно  время  на  разогрев  и  они  дают  сразу  100  %  света.

·     Экологически  безопасны.

Не  требуют  специальных  условий  по  обслуживанию  и  утилизации  так  как  не  содержат  никаких  опасных,  вредных  или  ядовитых  веществ. 

·     Отсутствие  ультрафиолетового  и  инфракрасного  излучения.

Люминесцентные,  энергосберегающие  лампы  и  лампы  накаливания,  в  отличие  от  светодиодных,  генерируют  ультрафиолетовое  излучение,  которое  привлекает  насекомых.  Также  отсутствие  УФИ  позволяет  любой  цвет  и  оттенок  излучения.

·     Различное  рабочее  напряжение.

В  случае  падения  напряжения  в  сети  обычные  лампы  перестают  работать,  светодиодные  же  могут  работать  в  диапазоне  от  80  до  230  вольт.

·     Работа  при  низких  температурах.

Благодаря  полупроводниковой  природе  светодиодов  их  яркость  обратно  пропорциональна  температуре  окружающей  среды,  что  делает  актуальным  их  применение  в  нашей  стране.  Светодиоды  работают  при  температуре  от  -50  до  +60  ^оС.

·     Высокая  светоотдача.

Для  сравнения:  простая  лампа  накаливания  дает  до  10  люмен  на  1  ватт,  светодиоды  же  дают  50  люмен  и  выше.  Сверхяркие  светодиоды  можно  использовать  для  освещения. 

· Экономичны.

Потребляемый  лампами  ДРЛ  и  ДНаТ  ток  составляет  2.1—2.2  А,  потребляемый  же  ток  светодиодного  светильника   составляет  0.7—1.1  А,  ток  зависит  от  режима  работы.  Таким  образом,  светодиодные  светильники  при  техническом  обслуживании  и  при  монтаже  уличных  систем  экономичнее  за  счет  использования  кабеля  меньшего  сечения.

Недостатки  светодиодов.

·     Самый  главный  недостаток  —  стоимость.  Если  сравнивать  с  люминесцентными  лампами  и  лампами  накаливания,  то  она  порядок  выше  их  стоимости  на  порядок.  Для  того,  чтобы  окупить  такую  лампу  понадобиться  от  3  до  5  лет. 

·     Следующим  недостатком  является  необходимость  отвода  тепла.  В  отличие  от  традиционных  источников  света,  светодиоды  не  излучают  тепло,  а  отдают  его  от  p-n-перехода  к  расположенному  на  корпусе  теплоотводу.  Использование  мощных  светодиодов  связано  с  потенциальной  возможностью  чрезмерного  увеличения  температуры  перехода,  от  которой  напрямую  зависят  световые  характеристики  и  надежность  устройств.  Повышение  температуры  перехода  приводит  к  снижению  яркости  свечения  и  смещению  рабочей  длины  волны  светодиода,  а  при  недостатке  теплоотвода  —  к  деградации  структуры  кристалла  (испарение  кристалла).

·     Миниатюрность  светодиода  не  всегда  является  достоинством.  Для  создания  светильников,  применяемых  для  наружного  освещения,  необходимо  поместить  в  корпус  от  50  и  более  светодиодов,  обладающих  малой  единичной  мощностью.  Такие  светильники  обладают  сильным  слепящим  эффектом,  и  так  как  светодиоды  являются  практически  точечным  источником  света  они  могут  повредить  сетчатку  глаза.

Список  литературы:

1.Горшенков  А.А.  Основы  технологии  и  проектирования  радиоэлектронной  аппаратуры:  учеб.  пособие  //  А.А.  Горшенков,  2012.  —  273  с.

2.Островский  М.А.  Светотехника  за  рубежом:  учеб.  пособие.  М.:  Информстандартэлектро,  1976.  —  326  с.

3.Сысуев  И.А.  Оптическое  излучение.  Свойства,  характеристики,  генерация,  2013.  —  185  с.