Материалы

Задачи охлаждения, решаемые радиатором светодиодного светильника.

Светодиодные источники света в рабочем режиме выделяют много тепла, поэтому для них необходимо эффективное охлаждение, без которого может произойти их перегрев и выход из строя. Кроме того, с ростом температуры, снижается световой поток, излучаемый светодиодным источником света. Например, светодиодная матрица СХА2540 (Х2) при токе 1.1А и температуре 25°С излучает световой поток 6244 люмен, а при температуре 85°С и том же токе - 5590 люмен (1). Для охлаждения светодиодных источников света в светильниках в большинстве случаев применяют алюминиевые радиаторы, рассчитанные на естественную конвекцию. Такие радиаторы решают две основные задачи охлаждения – отвод тепла от светодиодного источника света и рассеивание отведённого тепла в окружающий воздух.

            Задача рассеивания отведённого от светодиодного источника света тепла в окружающий воздух решается поверхностью радиатора благодаря конвекции и излучению. Интенсивность конвекции и излучения возрастают с ростом температуры, благодаря чему, при постоянной мощности теплового потока от светодиодного источника света, радиатор нагревается лишь до установившейся температуры, при которой суммарная мощность конвекции и излучения сравнивается с мощностью теплового потока, поступающего в радиатор от светодиодного источника света. Интенсивность конвекции и излучения пропорциональны площади радиатора, участвующей в теплообмене - поверхности теплообмена, поэтому установившуюся температуру радиатора можно снизить увеличением поверхности теплообмена. Зависимости установившейся температуры радиаторов от площади поверхности теплообмена и мощности поступающего в них теплового потока исследованы и опубликованы в многочисленных справочниках в виде таблиц или номограмм, например, как на рис.1 (3).

Следует отметить, что площадь поверхности теплообмена радиатора всегда меньше всей площади его поверхности. Попытки увеличения поверхности теплообмена развитием поверхности радиатора при помощи рёбер или штырей из-за густоты воздуха далеко не всегда приводит к положительному результату. Приближённую оценку площади поверхности теплообмена можно получить, применив принцип «обтянутой площади», описанный в (2).

       Принцип «обтянутой площади» следует применять только к радиаторам, для которых решена задача отвода тепла от светодиодного источника света ко всей поверхности теплообмена. Рис. 2 иллюстрирует случай охлаждения светодиодной матрицы при помощи алюминиевой пластины, когда эта задача не решена.

 Конвекция и излучение осуществляются только с нагретого участка пластины и с поверхности светодиодной матрицы, поэтому площадь поверхности теплообмена составляет меньше трети площади поверхности пластины. Локальный нагрев объясняется недостаточной теплопроводностью пластины, когда мощность теплового потока от светодиодного источника света вдоль пластины намного меньше, чем суммарные мощности конвекции и излучения с небольшого участка поверхности пластины на участке ∆L-рис.2. Недостаточная теплопроводность пластины может быть из-за её малой толщины. Рассмотренный случай можно проанализировать, применив одномерное уравнение теплопроводности (4):

где P – мощность теплового потока, ∆T – разность температур на концах теплопровода L, k – коэффициент теплопроводности материала, S – площадь теплопроводящего сечения, L– длина теплового потока. Для теплового потока вдоль пластины площадь теплопроводящего сечения S равна произведению толщины пластины на ширину. При включении светодиодного источника света происходит нагрев пластины под ним, при этом разница температур ∆T между нагретым участком и противоположным концом приводит к появлению теплового потока мощностью P, направленного на выравнивание температур. При низкой теплопроводности пластины мощность теплового потока меньше, чем мощность излучения и конвекции с участка, обозначенного как ∆L на рис.2. Температура пластины на участке ∆L в направлении от светодиодной матрицы из-за конвекции и излучения быстро уменьшается до температуры окружающей среды. Конвекция и излучение происходят только с нагретого участка, поэтому установившаяся температура светодиодного источника света выше, чем могла бы быть при конвекции и излучении со всей поверхности пластины. Повышение установившейся температуры объясняется тем, что равенство мощностей теплового потока от светодиодного источника света и суммарной мощностью конвекции и излучения наступают при более высокой температуре. Для снижения температуры светодиодной матрицы необходимо увеличить толщину пластины для увеличения её теплопроводности. Увеличение толщины пластины приведёт к расширению участка ∆L. После того, как размер ∆L сравняется с размером L, дальнейшее увеличение толщины приведёт к уменьшению градиента температуры вдоль пластины. В идеальном случае температура пластины равномерна и равна температуре теплоотвода светодиодной матрицы, установившаяся температура минимальна.

            По аналогии с пластиной, увеличение толщины теплопроводящего материала любого радиатора приведёт к улучшению охлаждения светодиодного источника света, вместе с тем, неоправданное увеличение толщины радиатора увеличит его стоимость и массу.

Оптимальная толщина радиатора светодиодного светильника.

            Решение, позволяющее определить оптимальную толщину радиатора, найдено компанией Сетилюмен, подана заявка на изобретение «светодиодный светильник и способ охлаждения светодиодного источника света». Суть способа в создании условий для отвода тепла, при которых отвод тепла от светодиодного источника света к поверхности теплообмена радиатора осуществляют через теплопровод с изотермическими теплопроводящими сечениями равными или большими площади теплоотвода светодиодного источника света.

Для пояснения способа отвода тепла рассмотрим пример, когда светодиодный источник света установлен в центре алюминиевого радиатора, выполненного в виде круглой пластины - рис.3. На рис.3 вверху - общий вид, внизу фрагмент радиатора и светодиодного источника света в увеличенном виде в разрезе. Справа на рис.3 увеличенное изображение светодиодного источника света, штриховкой под ним показано условное теплопроводящее сечение пластины радиатора по периметру теплоотвода светодиодного источника света (далее - теплоотвода) - S_P. Позиция 1 обозначает теплоотвод, позиция, 2 – пластину радиатора. Красными стрелками условно показано направление тепловых потоков от теплоотвода. Пунктирные линии 3 обозначают периметр теплоотвода.

Тепловой поток от теплоотвода к поверхности теплообмена радиатора, если между ними есть разница температур, осуществляется через теплопровод, образованный теплопроводящим материалом радиатора. В отличие от примера с плоской пластиной (рис.2), одномерное уравнение теплопроводности (а) для расчётов тепловых процессов в данном случае неприемлемо, так как теплопровод в радиаторе представляет собой теплопроводящее тело с переменными сечениями разной формы. Методика расчёта тепловых процессов в теплопроводящем теле с переменными сечениями разной формы известна и рассмотрена в (5). Рассмотрение, приведенное в (5), называется теоремой Гарвина. Теорема Гарвина доказывает, что при одинаковой теплопроводности материала и длины теплового потока теплопроводность тела с переменным сечением не зависит от формы тела и эквивалентна теплопроводности тела с эквивалентным постоянным сечением, равным:

                        Тепловой поток от теплоотвода 1 (рис.3) к поверхности теплообмена радиатора осуществляется через теплопровод, ограниченный теплоотводом с сечением S_T и теплопроводящим сечением в пластине радиатора по периметру теплоотвода S_P – рис.3. Площадь сечения S_P равна произведению периметра теплоотвода и толщины пластины радиатора, оно является меньшим из теплопроводящих сечений между теплоотводом и поверхностью теплообмена радиатора. При площади сечения S_P меньшей, чем площадь теплоотвода S_T, эквивалентное сечение ограниченного ими теплопровода S_экв согласно выражению (б) станет меньше площади теплоотвода S_T, что равносильно сокращению площади теплоотвода.

Площадь теплоотвода светодиодного источника света определяется на этапе конструирования исходя из плотности теплового потока (отношение мощности теплового потока к площади теплоотвода), требований к температуре кристаллов светодиодов  и ряда других параметров. Отвод тепла от светодиодного источника света, при котором создаются условия, аналогичные уменьшению его площади теплоотвода, как правило, приводят к перегреву светодиодного источника света.

            Для выяснения последствий, к которым может привести сокращение сечения теплопровода, перепишем одномерное уравнение теплопроводности (а) относительно разности температур на концах теплопровода:   

В выражении (в) длина теплового потока L, равная длине теплопровода и коэффициент теплопроводности k постоянные величины, следовательно, разница температур ∆T на концах теплопровода зависит только от мощности теплового потока P и площади сечения теплопровода S. Анализируя выражение (в), легко понять, что разница температур ∆T на концах теплопровода имеет гиперболическую зависимость от площади его сечения S, так как, величина S находится в знаменателе. При гиперболической зависимости небольшое сокращение площади сечения может привести к резкому возрастанию разницы температур на концах теплопровода.

Для иллюстрации вышеизложенного согласно выражению (в) построен график рис.4, иллюстрирующий зависимость разницы температур ∆T от площади сечения S на концах условного алюминиевого теплопровода с длиной теплового потока  0,02 м (2 см) и коэффициентом теплопроводности материала 200 Вт/(м*К), применённого для отвода тепла от  светодиодной матрицы типа CXA2540 с площадью теплоотвода S_Т = 6,25*10^-4 м (6,25 см²) при мощностях теплового потока 30, 70 и 100 ватт. Площадь S_Т по оси  абсцисс соответствует площади теплоотвода, S_Т=6,25*10^-4 м (6,25 см²). Очевидно, что уменьшение сечения теплопровода до меньших, чем площадь теплоотвода S_Т значений, приводит к существенному повышению разницы температур на концах теплопровода, в то же время, увеличение сечения свыше площади теплопровода не приводит к существенному снижению разницы температур. Уменьшение сечения теплопровода при постоянной мощности теплового потока означает увеличение через него плотности теплового потока, таким образом, для алюминиевых теплопроводов существуют критические плотности тепловых потоков, превышение которых приводит к быстрому росту разницы температур на их концах. Плотность тепловых потоков в теплоотводах светодиодных источниках света, особенно при максимальной мощности, близка к критическим для алюминиевых теплопроводов. Поэтому при выборе сечения теплопровода для отвода тепла от светодиодного источника света будет правильно ориентироваться на площадь теплоотвода, определённую на этапе конструирования.

            Возвращаясь к радиатору рис.3, справедливо утверждать, что для уменьшения разницы температур между теплоотводом и поверхностью теплообмена необходимо, чтобы минимальное сечение теплопровода S_P было больше или равно площади теплоотвода S_T.  Площадь сечения S_P зависит от толщины пластины радиатора и определяется как частное от деления площади теплоотвода на его периметр. Применительно к светодиодной матрице CXA2540 с квадратным теплоотводом с длиной стороны 25 мм толщина пластины радиатора не должна быть менее 6.25 мм.

            Очевидно, что радиатор из такой толстой пластины выйдет неоправданно дорогим и тяжелым. Снизить толщину пластины радиатора позволяет применение так называемого теплоотводящего основания (6)  - позиция 4 на рис.5, увеличивающего общую толщину теплопроводящего материала под светодиодным источником света. Позиция 5 обозначает теплопроводящее сечение в пластине радиатора по периметру теплоотводящего основания. 

Толщина теплоотводящего основания выбирается так, чтобы их общая толщина с пластиной радиатора была равна или больше отношения площади теплоотвода к его периметру. Теплоотводящее основание может находиться как между радиатором и светодиодным источником света, так и под радиатором. На выходе теплового потока за периметр теплоотводящего основания определяется теплопроводящее сечение поз.5 на рис.5, площадь которого может быть меньше, чем площадь теплоотвода, что может привести к повышенному нагреву теплоотвода вместе с теплоотводящим основанием и контактирующей с ней частью радиатора при относительно холодной остальной части радиатора. Чтобы этого не случилось, периметр теплоотводящего основания должен быть больше, чем отношение площади теплоотвода к толщине пластины радиатора. Теплоотводящее основание может иметь любую форму, например, для вытянутого радиатора теплоотводящее основание может представлять собой теплопроводную шину.

Наибольшую эффективность имеет равномерно прогретый радиатор. Разность температур между различными фрагментами поверхности теплообмена вычисляется исходя из закона теплопроводности Фурье (4):

                                    grad T = - g/k       (г)   

где – g вектор плотности теплового потока, k – коэффициент теплопроводности. Плотность теплового потока в радиаторе после минимальных сечений (S_P рис.3 или позиция 5 рис.5) постепенно уменьшается, так как часть теплового потока расходуется на конвекцию и излучение, также возрастают площади теплопроводящих сечений. Может показаться, что толщину пластины радиатора на его краях можно сократить пропорционально тепловому потоку, применив например, ещё одно теплоотводящее основание, однако избыточная толщина пластины создаёт ряд преимуществ. Уменьшение плотности теплового потока согласно зависимости (г) приводит к уменьшению разности температур между фрагментами поверхности теплообмена, т.е., равномерному прогреву пластины радиатора, благодаря чему конвекция и излучение происходит со всей, контактирующей с воздухом поверхности. Таким образом, кажущаяся избыточность толщины пластины радиатора на краях с избытком компенсируется его равномерным прогревом. Применительно к уравнению теплопроводности (в), избыточная толщина пластины радиатора аналогична сокращению длины теплового потока L между теплоотводом и поверхностью теплообмена. 

С применением вышеизложенных методов спроектирован радиатор для светодиодного светильника, проиллюстрированный на рис.6. Радиатор состоит из алюминиевой пластины радиатора 2 и теплоотводящего основания 4. В качестве светодиодного источника света 1 используется светодиодная матрица SDW05F1C с квадратным алюминиевым теплоотводом размерами 28х28 мм, площадью теплоотвода 784 мм² , длиной периметра 112 мм. Суммарная толщина теплоотводящего основания и радиатора, согласно расчётам, должна быть не менее 7 мм (784/112). Толщина теплоотводящего основания выбрана 4 мм, толщина пластины радиатора 3 мм. Периметр теплоотводящего основания при толщине пластины радиатора 3 мм должен быть не менее 261,3 мм, он увеличен до  550 мм из-за соображений удобства крепления линзы (позиция на рис.5, показана в разрезе), формирующий световой поток светильника. При таком периметре теплоотводящего основания толщина пластины радиатора может быть уменьшена (при соответствующем увеличении толщины пластины теплоотводящего основания) до 1,43 мм. Уменьшение толщины пластины радиатора признано нецелесообразным из соображений прочности. Теплоотводящее основание и пластина радиатора имеют прямоугольные формы, что обусловлено уменьшением отходов при их резке их листового алюминия. Углы пластины радиатора загнуты внутрь для объёмного внешнего вида и защиты линзы в упаковке при транспортировании светильника. При токе через матрицу 1А после прогрева светильника при температуре окружающей среды 25°С температура пластины радиатора непосредственно под светодиодной матрицей составляет 42°С, температура края радиатора 38°С. Температура теплоотвода в его контрольной точке 49°С. Указанные температуры измерены на радиаторе, окрашенном методом порошковой окраски. Без окраски температура радиатора выше на 7-10 градусов ввиду малой излучательной способности алюминия.

Влияние краски на температуру радиатора.

Излучательная способность алюминия в инфракрасном диапазоне составляет 0.02 – 0.2, излучательные способности порошковой и масляной красок – 0.95 (относительно излучения абсолютно чёрного тела (4)), поэтому окраска алюминиевых радиаторов желательна. В тоже время, теплопроводность краски более чем в 1000 раз меньше теплопроводности алюминия, что несколько повышает температуру радиатора под слоем краски, так он оказывается в своеобразной «шубе». Определить, на сколько повышается температура радиатора после покраски (без учета роста излучения), позволяет одномерное уравнение теплопроводности (в).

На рис.7 показан условный фрагмент радиатора площадью ∆S. Позиция 2 обозначает часть алюминиевой пластины радиатора, позиция 6 – слой краски, стрелкой показано направление теплового потока P. Примем для расчёта, что алюминиевый радиатор с площадью поверхности теплообмена 800 см² рассеивает тепловой поток мощностью 40 ватт, при этом на 1 см² (0.0001 м²) его поверхности рассеивается тепловой поток P мощностью 0.05 ватт. Радиатор покрыт слоем краски толщиной L=0.2 мм (0.0002 м), теплопроводность краски k = 0,2 Вт/м*К. 

Разница температур ∆Т на слое краски определяется как:

 

Таким образом, тонкий слой краски приводит к незначительному повышению температуры радиатора, окраска алюминиевого радиатора приводит к существенному понижению температуры радиатора из-за возрастания излучения с его поверхности. Например, для радиатора, изображенного на рис. 6 падение температуры после покраски составило не менее 15%.   

Выводы.

            Предложенный способа охлаждения позволяет получить минимальную температуру светодиодного источника света благодаря эффективному отводу тепла и оптимальному использованию поверхности теплообмена радиатора. Способ применим для радиаторов любых форм и размеров. Алюминиевые радиаторы необходимо окрашивать для снижения температуры за счёт повышения излучательной способности их поверхности.    

Ссылки:

1.      http://www.cree.com/

2.      Антон Шаракшанэ. Журнал «Полупроводниковая светотехника» №3 за 2013г

3.      http://full-chip.net/soft-dlya-radiolyubitelya/47-prostoy-raschet-ploschadi-radiatora-dlya-tranzistorov-i-mikroshem.html

4.       Б.М. Яворский, А.А. Дедлаф «Справочник по физике» М, НАУКА, ФИЗМАТЛИТ, 1996г.

5.      МИФИ. Лекция для студентов групп Т9-70Б, Е9-02 №3 «Расчет теплового потока в случае переменного сечения. Теорема Гарвина.»

6.      Ю.Н. Рубан «Светильник светодиодный». Описание изобретения к патенту RU2511564C1 опубл. 10.04.2014.

Автор статьи - Титков Сергей, генеральный директор ООО «Сетилюмен»     

Ученые Центра исследования света и здоровья МАРК РИ и ДЖОН БУЛЛО объясняют, почему современные светодиодные фары часто вызывают дискомфорт от яркого света, и как эту технологию можно стандартизировать и внедрить в США для всеобщего блага.

За последние несколько месяцев ученые из Исследовательского центра света и здоровья заметили всплеск запросов о слепящем свете фар. Эта статья призвана прояснить, почему, и проинформировать читателей о том, как блики фар решаются в США.

Эволюция источников света и стандарты

Компромисс между обеспечением прямой видимости для водителей и минимизацией слепящего света для встречных водителей всегда был проблемой. Фотометрические стандарты для галогенных фар ближнего света были разработаны, чтобы помочь обеспечить баланс между этими противоположными объектами. Галогенные фары дальнего света были разработаны для улучшения видимости вперед только тогда, когда другие водители не будут ослеплены. Действительно, много лет назад сложился неписаный общественный договор, согласно которому водитель никогда не будет включать дальний свет фар при наличии встречного транспорта.

Фотометрические стандарты ближнего света были разработаны для статической, неизменной диаграммы направленности галогенных фар, обусловленной чувствительностью к компромиссу между хорошей видимостью вперед и плохим встречным бликом. Фары ближнего света обеспечивали достаточную видимость для водителей транспортных средств, сводя к минимуму чрезмерное ослепление приближающихся водителей. Примерно до 25 лет назад, когда галогенные фары стали заменяться другими источниками света, эта патовая ситуация с фарами была общепринятой среди водителей.

По сравнению с галогенными источниками новая светодиодная технология оказалась более долговечной, эффективной, яркой и легкой для оптического контроля в отношении распределения интенсивности луча. В результате баланс между прямой видимостью и встречным ослеплением стал меняться в пользу водителя, пытающегося видеть дорогу впереди. Но при этом водители, приближающиеся во встречном направлении, стали чувствовать себя ущемленными слепящим светом встречных фар. Таким образом, за последние 25 лет количество жалоб на блики значительно увеличилось, в основном из-за самой новой технологии источников света.

Эти жалобы почти наверняка оправданы, но не потому, что технология светодиодных источников света в корне плоха или даже плохо спроектирована. Наоборот: существующая проблема бликов не связана ни с технологией источников света, ни с неписаным общественным договором между водителями. Нет никаких доказательств того, что водители без разбора используют дальний свет фар. Скорее проблема имеет несколько других причин.

Во-первых, фотометрические стандарты не изменились с изменениями в спектральном распределении мощности светодиодной технологии. Во-вторых, соблюдение существующих стандартов стало слабым. И в-третьих, существующие стандарты не полностью признают вспомогательные технологии, которые значительно улучшают видимость для всех водителей и устраняют ослепление фарами.

Как изменились фары за последние 25 лет? Свет, излучаемый светодиодами, стал голубее, ярче, четче и сфокусированнее — все это помогает водителю лучше видеть ночью. Более синий светодиодный свет на самом деле ярче для человеческого глаза, чем тот же измеренный уровень более желтого света, излучаемого галогенными фарами. По сути, обычная фотометрия, лежащая в основе всех стандартов освещения, просто не улавливает эту повышенную яркость светодиодов, что, по сути, также увеличивает реальную слепимость от встречных фар.

Усугубляя фотометрическую нечувствительность к яркости и бликам в стандартах, правительства большинства штатов больше не требуют от водителей правильно направленных фар. Недавнее исследование лаборатории Light and Health Research Center показало, что почти у двух третей лицензированных автомобилей одна или обе фары были смещены. Поскольку лучи современных фар более сфокусированы, чем в предыдущих технологиях, более вероятно значительное увеличение бликов от неправильно направленных фар. С увеличением доли внедорожников и пикапов с высоко расположенными фарами на дорогах эти неправильно направленные и сильно сфокусированные фары с большей вероятностью направляют большее количество света в глаза водителям. Устаревшие стандарты, которые больше не применяются, означают, что будет больше обоснованных жалоб на блики от светодиодных фар.

Улучшение характеристик автомобильных светодиодов

Галогенные фары давали фиксированные дальний и ближний свет, которые формировались отражателями или рефракторами в соответствии со статическими фотометрическими стандартами. Ограничивая блики для других водителей, галогенные лампы ближнего света не были особенно хороши для выявления опасностей на дороге на расстоянии, а также не подходили для выявления более близких опасностей, которые могли попасть на проезжую часть, поскольку отражатели и рефракторы, формирующие свет от лампы накаливания, были оптически ограничены.

Светодиодные фары обычно не дают ни одного луча. Скорее, они часто производят множество маленьких дискретных лучей от нескольких светодиодных. Это означает, что оптические характеристики многолучевых фар можно настроить так, чтобы они освещали или не освещали любую область впереди водителя.

В сочетании с передовой технологией камеры и компьютерным программным обеспечением каждый дискретный луч можно модулировать в режиме реального времени. Функционально это означает, что лобовое стекло приближающегося автомобиля или зеркало заднего вида автомобиля, следующего за ним, могут оставаться в непрерывной тени в любое время, на любом расстоянии и на любой скорости. Проще говоря, если лобовое стекло или зеркало заднего вида другого водителя находится в тени, бликов нет.

Использование множества небольших дискретных лучей также позволяет водителям увеличить освещенность в любом месте поля зрения, где на проезжей части или за ее пределами возникают потенциальные опасности.

То есть водитель может все время работать с дальним светом, не нарушая социальный договор, чтобы минимизировать блики для других водителей. А поскольку усовершенствованные системы фар являются самокорректирующимися , нет необходимости улучшать старые фотометрические стандарты и требования к прицеливанию или обеспечивать их соблюдение.

Такие передовые системы фар теперь есть на европейских дорогах, но не в США. Это странно, потому что может показаться, что новые стандарты для передовых систем фар, подобные тем, которые сейчас распространены в Европе, могут быть реализованы здесь. Целью нового стандарта будет сбалансировать и, действительно, улучшить старый тупик фар между водителями, движущимися в противоположных направлениях на дорогах США, путем обеспечения лучшей видимости без увеличения бликов.

Фактически, американский стандарт для усовершенствованных систем фар существует с февраля 2022 года. Однако в этой стране нет автомобилей с усовершенствованными системами фар. Производителям транспортных средств сложно быстро внедрить новый и сложный стандарт, который почти столько же, сколько все предыдущие правила освещения транспортных средств вместе взятые. В результате неясно, когда внедрение передовых систем фар в США догонит технологию.

Возможно, всплеск общественного интереса к слепящему свету фар будет способствовать внедрению нового стандарта, потому что передовые системы фар могут явно повысить безопасность при одновременном уменьшении слепящего эффекта для всех водителей — и это будет беспроигрышным для всех.

В предыдущие несколько лет мировая индустрия светодиодного освещения переживала кризис. С этого года отмечается ее возрожение. И основным символом этого возрождения стала Международная выставка освещения в Гуанчжоу, состоявшаяся 9-12 июня. Выставка достигла рекордно высокого уровня по занимаемой площади – 22 выставочных зала и 220 тыс м2 занятой площади. На выставке была представлена все более богатая цепочка интеллектуальной светотехники, не только осветительные компании, но и микросхемы, модули, датчики, облачные вычисления, аудио, бытовой техники и др.

Уровень проникновения светодиодного освещения на внутренний рынок превысил 70%, и тенденция к интеллектуализации становится все более и более очевидной. Многие ведущие компании светодиодного освещения в стране и за рубежом считают, что низкоуглеродное, интеллектуальное и здоровое — это будущие направления развития индустрии светодиодного освещения; светодиодное освещение создаст новые требования в процессе оказания помощи низкоуглеродному обществу, умному дому и здоровому образу жизни.

В прошлом году индустрия светодиодного освещения столкнулась с проблемами

Согласно данным Китайской ассоциации освещения, масштабы светотехнической промышленности Китая в 2022 году составили около 643,5 млрд юаней, что на 5,4% меньше, чем в 2021 году. Среди них продажи на внутреннем рынке в 2022 году были ограничены такими факторами, как замедление макроэкономического роста, спад в сфере недвижимости и недостаточное доверие потребителей. Общий объем продаж на внутреннем рынке освещения составит 225 млрд юаней в годовом исчислении - снижение на 13,5%. Экспорт осветительных приборов составил около 418,5 млрд юаней, что на 0,9% меньше, чем в прошлом году.

Первый финансовый репортер заметил, что Mulinsen (002745.SZ), Opple Lighting (603515.SH), Foshan Lighting (000541.SZ), Sanxiong Aurora (300625.SZ), Sunshine Lighting (600261.SH) и многие другие светодиодные светильники, перечисленные компании испытали снижение выручки, чистой прибыли или как объема, так и прибыли в прошлом году; большинство из них вернулись к положительному росту в первом квартале этого года, а некоторые показатели продолжали снижаться по сравнению с прошлым годом.

Снижение выручки в прошлом году произошло в основном из-за значительного спада в бизнесе коммерческого освещения, а также роста бизнеса по производству товаров для дома и ландшафтного дизайна. Макроэкономическая и отраслевая среда улучшается в 2023 году, и бизнес-цель состоит в том, чтобы достичь выручки от продаж в размере 2,74 млрд юаней и вычесть нечистую прибыль в размере 200 млн юаней.

Переход на низкоуглеродное освещение актуален

Где выход и направление светотехнической промышленности? Яо Мэнмин, генеральный менеджер отдела проектирования и применения освещения компании Signify Greater China, сказал, что Китай поставил перед собой четкую цель «достичь пика выбросов углерода к 2030 году и добиться нулевого уровня выбросов углерода к 2060 году». В 2022 году ВВП Китая составляет около 120 трлн юаней, а объем производства осветительной промышленности составляет около 650 млрд юаней. На долю осветительной промышленности приходится около 0,55% ВВП, но потребление электроэнергии освещением составляет 14% от потребления электроэнергии. всего общества, а углекислый газ, выделяемый освещением, составляет 5,6% выбросов углерода всего общества.

Согласно «Руководящим заключениям по координации энергосбережения, сокращения выбросов углерода и утилизации для ускорения обновления и преобразования производственного оборудования в ключевых областях», изданным государством в феврале 2023 г., осветительное оборудование вместе с котлами, холодильным оборудованием, двигателями, силовыми трансформаторами и бытовая техника, являются шестью ключевыми направлениями трансформации.

«Переход к низкоуглеродному освещению является срочным», — сказал Яо Мэнмин, надеясь сократить выбросы углерода от освещения на 5,6%. Среди них 5% выбросов углерода приходится на этап производства светотехнической продукции, а 95% выбросов углерода приходится на этап использования светотехнической продукции. Во-первых, заводу необходимо обновлять оборудование и постепенно достигать «углеродной нейтральности», во-вторых, необходимо проделать большую работу по управлению углеродным следом всего жизненного цикла светотехнической продукции.

«Низкоуглеродное преобразование освещения» имеет пять ключевых областей, включая городское и сельское строительство, экологически чистые путешествия, экономику замкнутого цикла, чистую энергию и зеленое сельское хозяйство. Яо Мэнмин считает, что на внутреннее освещение приходится 65% потребления электроэнергии в здании, и если используются сверхвысокоэффективные светодиодные лампы и источники света, то есть огромные возможности для экономии энергии. Дорожное освещение также имеет много возможностей для энергосберегающих обновлений. Лампы, напечатанные на 3D-принтере, пригодные для повторного использования, могут сократить количество отходов на 50%. Используя солнечную энергию, можно создать гибридную систему энергоснабжения освещения. Дополнительное светодиодное освещение растений может снизить потребление энергии при посадке теплиц.

Mulinsen также активно расширяет свою деятельность в таких областях, как освещение растений. Тан Гоцин, исполнительный генеральный директор Mulinsen, сообщил, что Mulinsen недавно учредила Hunan Mulinsen Machinery Co., Ltd. со своими партнерами для глубокой обработки грядок риса и использования светодиодного света для выращивания рассады риса вместо зерновой (зерно для скота) культуры.

Кроме того, Тан Гоцин также считает, что умные города и умные фонарные столбы являются новыми рынками, требуя ускоренного продвижения протоколов управления внутренними зданиями, а протоколы управления дорожным освещением также должны быть сформулированы как можно скорее, чтобы изменить ситуацию «тысячи заводов». и тысячи лиц» и сэкономить ресурсы.

 

Мы отдаем предпочтение технологии светодиодного освещения из-за ее долговечности, отличной производительности и длительного срока службы. Светодиоды работают примерно 50 000 – 100 000 часов при правильном использовании. Несомненно, светодиодные светильники являются более рентабельными инвестициями, чем другие типы систем освещения.

Изготовленные с использованием экологически чистых материалов, светодиоды могут уменьшить наш углеродный след. Светодиодные лампы не так легко повреждаются, как стеклянные, они не склонны к перегреву и обеспечивают низкое энергопотребление.

Тем не менее, светодиодные светильники также могут вызвать некоторые проблемы. Лучше сразу устранять проблемы со светодиодным освещением, чтобы они не усугубились.

Итак, 15 самых распространенных проблем со светодиодным освещением

 

1. Свет слишком яркий

Хотя нам нравится яркое освещение, слишком яркое освещение может вызывать дискомфорт. Необычайно яркий свет может появиться либо при получении большего количества ватт, чем необходимо, либо при использовании раздражающей глаза лампы.

К счастью, вы можете решить эти проблемы, используя рассеиватель, препятствующий попаданию дополнительного света. Вы также можете инвестировать в лампочку с регулируемой яркостью и настроить переключатель, чтобы лучше управлять этой функцией.  

Очень важно выбрать прибор с более низким температурным диапазоном по Кельвину или с более теплым спектром, так как эти варианты могут защитить ваши глаза.  

2. Неправильная установка светодиодного освещения.

Вы не можете ожидать, что ваши светодиодные светильники будут работать должным образом, если вы плохо настроили подключение к системе освещения. Некоторые случаи неправильной установки светодиодного освещения включают в себя:

• неправильное распределение света

• оголенные или ослабленные провода, подверженные короткому замыканию

• повторяющиеся поломки

• неправильное распределение мощности

Чтобы предотвратить эти несчастные случаи, вам необходимо изучить руководство перед установкой оборудования. Для обеспечения безошибочного процесса установки необходимо определить количество светильников, которые необходимо установить. 

Внимательно изучите размещение каждого светильника, чтобы обеспечить достаточное освещение. Вам также необходимо изучить правильный тип светодиодного освещения, необходимого для вашей предпочтительной установки. Помните, что каждый установленный светильник должен служить жизненно важной цели во всей вашей системе освещения.

3. Светодиод перегревается

Многие различные факторы могут привести к перегреву светодиодов. Но наиболее распространенным является размещение их в среде, для которой они не предназначены. Помните, что светодиоды лучше работают в более прохладных местах.

Когда светодиодные лампы перегреваются, они не прослужат долго, как ожидалось; они не будут освещать достаточно и могут рано или поздно изнашиваться.

Итак, что вы можете сделать, чтобы ваши светодиодные светильники не перегревались?

• Убедитесь, что вы придерживаетесь рекомендаций производителя при установке светодиодных светильников.

• Избегайте установки светодиодных светильников в местах с очень высокой температурой. Чрезмерное тепло может снизить функциональность и производительность ваших светодиодов. Выберите более прохладное место, если вы хотите, чтобы они работали лучше и дольше.

• Не устанавливайте светодиоды в небольших и тесных помещениях, так как в таких условиях устройство может мгновенно нагреться. Установка светодиодов на открытых пространствах позволяет им дышать; это делает перегрев маловероятным.

• Убедитесь, что место, где вы собираетесь установить светодиодные светильники, имеет хорошую вентиляцию. Хороший поток воздуха полезен для светодиодов.

4. Несоблюдение рекомендуемого тока или напряжения для ваших светодиодов.

Наиболее важным фактором, который следует учитывать при использовании светодиодных светильников, является световой поток. Очень важно сначала преобразовать мощность в люмены. Вы должны придерживаться рекомендуемого тока или напряжения светодиода, потому что любое увеличение или уменьшение тока может помешать светильникам выполнять свою задачу.

Если вы снабдите свои светодиоды током ниже требуемого, они не будут излучать максимальную яркость. Следовательно, они не смогут удовлетворить ваши потребности в освещении.

Между тем, более высокое напряжение или ток могут мгновенно повредить или сжечь чувствительные компоненты светодиодов, что может привести к преждевременному выходу из строя.

Чтобы избежать этих досадных казусов, советуем вам ознакомиться с описанием продукции производителя светодиодных светильников перед покупкой.

Этот подход может помочь вам определить, совместима ли опция, которую вы собираетесь приобрести, с вашей текущей настройкой электрической сети.

В качестве альтернативы вы можете рассмотреть возможность настройки вашей электрической системы и проводки, чтобы они подходили для вашей новой системы светодиодного освещения. Мы рекомендуем первый вариант, потому что он более экономичный и менее напряженный.

5. Сложные схемы

В то время как быстро развивающиеся светодиодные технологии имеют бесчисленные преимущества, их недостатком является сложная печатная плата.

Такая сложность не может быть серьезной проблемой, пока новый светильник работает исключительно эффективно и экономично. Тем не менее, чем сложнее схема, тем больше потенциальных повреждений.   

В общем, дополнительные функции и функции, такие как вкрапленные эффекты затемнения и подключение к Wi-Fi, — это лишь некоторые из достижений, которыми мы можем наслаждаться с современными светодиодными светильниками.

Но, несмотря на эти удобные и функциональные дополнения, схемы все же можно усложнять эмиттерами, конденсаторами, драйверами и полупроводниками. Эти компоненты могут привести к перегреву и отказу, если они не будут правильно управляться.  

Если вы подозреваете, что проблема заключается в печатной плате, рассмотрите возможность найма профессионального электрика. Электрик может диагностировать проблему и предложить решение.

6. Дешевые или некачественные светодиодные светильники

Пожалуйста, не поддавайтесь на светодиодные светильники, которые на удивление продаются по очень низкой цене, потому что велика вероятность того, что они низкого качества. Некачественные светодиоды имеют тенденцию быстро мерцать из-за несовершенного метода пайки проволоки со светодиодными чипами.  

Плохая техника пайки может привести к мгновенному отсоединению встроенных частей светодиода. Кроме того, некачественные светодиодные светильники обычно имеют второсортную конструкцию печатной платы, которая не может правильно собирать ток. Этот недостаток может вызвать быстрое изменение яркости светодиода.

Мы рекомендуем инвестировать в светодиодные лампы, произведенные надежными брендами, чтобы решить эту проблему. Между тем, вы можете быстро определить, являются ли светодиоды дешевыми или качественными. Если цена кажется слишком хорошей, чтобы быть правдой, не обольщайтесь и не становитесь жертвой иллюзий. Вы должны убедиться, что предложения продавцов разумны, и это не просто приманка.

Проверьте корпус светодиодов; он сделан из твердого пластика или алюминия? А напряжение и ток? Соответствует ли он рекомендованному значению? Кроме того, проверьте размер чипа. Обратите внимание, что маленький чип может излучать меньше света и чаще выходит из строя.

Кроме того, проверьте, качественно ли выполнено порошковое покрытие или покраска светильника. Если это сделано плохо, у вас может быть намек на то, что скрытые части оборудования, которые не видны глазом, также могут быть низкого качества.

7. Жужжание

Светодиодные светильники, производящие жужжащий шум, несомненно, мешают, особенно если вы чутко спите или чувствительны к звукам, связанным с этим. Такой шум может свидетельствовать о перегрузке цепи.

Как это произошло? Допустим, диммер может просто вместить светодиодные лампы мощностью 400 Вт, но вы подключаете систему освещения мощностью более 300 Вт, тогда вероятно и появится жужжание.

Шум будет возникать из-за резонанса электронных частей внутри светильника, который резонирует на определенной частоте, например, от 100 до 120 Гц. Когда светодиоды издают жужжащий звук, значит что-то не так.

8. Устаревшие/несовместимые светильники или диммеры

С огромным прогрессом в светодиодной промышленности устаревшие схемы диммирования стали несовместимы со светодиодами. Для этого может быть много причин; светильник может быть не предназначен для светодиодов с регулируемой яркостью или светильник не может регулировать яркость.

С другой стороны, некоторые распространенные проблемы, возникающие из-за несовместимых или устаревших диммеров, включают пропадание, мерцание и менее плавное освещение.

Рано или поздно светодиоды выходят из строя из-за колебаний мощности и напряжения и несовместимого диммера. Прежде чем ситуация ухудшится, позвольте квалифицированному электрику осмотреть его.

Пожалуйста, имейте в виду, что перед покупкой светодиодов очень важно проверить, адаптируется ли каждый тип светодиода к каждому типу диммера. Пожалуйста, будьте осторожны при поиске диммера и выбирайте тот, который рекомендован производителем вашего светильника.

9. Незакрепленные светодиодные лампы

Незакрепленные светодиодные лампы обычно вызывают проблемы с мерцанием, поэтому убедитесь, что вы надежно установили их в светильник. Чтобы не нарушать передачу тока, необходимо надежно затянуть светодиодную лампочку в цоколе.

Безопасность должна быть вашим приоритетом. Во избежание поражения электрическим током перед осмотром светодиодов необходимо отключить источник питания и лампочки.

Вы можете наслаждаться достаточным освещением в темных местах, разместив удобные рабочие фонари под светильником.   

10. Светодиод быстро перегорает

Дешевые и некачественные светодиодные светильники, продаваемые без гарантии, часто являются причиной проблем с перегоранием светодиодов.

Хорошая новость заключается в том, что эта проблема не должна доставлять вам лишнего стресса, потому что вы всегда можете заменить ее качественной.

Как и при покупке других продуктов, не поддавайтесь на мошеннические предложения; придерживайтесь надежных брендов, которые предлагают гарантию.

Гарантия на продукт может защитить вашу покупку, и вы всегда можете решить свои проблемы, связанные с дефектом продукта.

11. Использование неподходящих драйверов светодиодов

Каждая светодиодная лампа оснащена драйверами. Драйвер предназначен для распределения питания и правильной работы устройства.

Но у вас будут проблемы, если ваш светодиод несовместим с драйвером. Потенциальные проблемы, с которыми вы можете столкнуться, включают сгорание драйвера или неисправность светодиодов из-за перегрева.

Тем не менее, важно сначала проверить светодиодный драйвер, чтобы вы могли выбрать тот, который совместим с вашей светодиодной лампой.

Мы настоятельно рекомендуем использовать для светодиодов низковольтные драйверы постоянного тока, поскольку эти устройства славятся своей надежностью и эффективностью.

Низковольтные драйверы постоянного тока преобразуют переменный ток и производят постоянный ток, чтобы ваши светодиоды оставались целыми.  

Знаете ли вы, что у светодиодов часто возникают проблемы со схемой, из-за которой драйверы перегреваются и выходят из строя?

Некачественный светодиод может пропускать достаточное количество энергии; с другой стороны, это может привести к избыточному теплу. К счастью, в настоящее время авторитетные бренды производят надежные драйверы, которые соответствуют сроку службы светодиодов.

Мы рекомендуем ознакомиться с техническими характеристиками приобретаемой вами опции, чтобы убедиться, что вы получаете правильное решение.

12. Светодиодная лента отображает неправильный цвет

Функция светодиодных лент RGB заключается в отображении различных цветов. Как бы то ни было, если вы заметили, что он отображает неправильные цвета, это означает, что что-то не так.

Это состояние обычно возникает при проблемах с проводными соединениями. Или может быть что-то не так с контроллером светодиодов. Тем не менее, вы можете проверить проводку и сделать некоторые замены, если это необходимо.

13. Использование светодиодов с другими видами светотехники

Многие из нас испытывают искушение использовать наши старые системы освещения с новым светодиодным прибором, потому что мы ошибочно думаем, что это поможет нам сэкономить больше. Знаете ли Вы, что этот вводящий в заблуждение метод может иметь пагубные последствия для наших новых светодиодных светильников?

Почему бы нам не использовать светодиоды с другими системами освещения? Правда в том, что большинство традиционных технологий освещения обычно не совсем эффективны. Например, традиционные лампы накаливания более подвержены перегреву из-за их недостаточной способности рассеивать тепло.

По сравнению с люминесцентными лампами и лампами накаливания светодиоды лучше работают в более прохладных местах, поэтому их не следует устанавливать в местах с высокой температурой.

Таким образом, использование светодиодов там же, где и тепловыделяющие лампы накаливания или люминесцентные лампы, не является разумной идеей.

Как правило, вокруг светильника начинает накапливаться тепло, а при неправильной вентиляции, рассеивании тепла и воздушном потоке ваши светодиоды могут начать выходить из строя.

Если это условие возникает, вам нужно подготовиться к ожогам, поврежденным проводам, дыму, пожарам и необратимому повреждению вашего прибора.

Имейте в виду, что традиционные светильники, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания, лучше рассеивают тепло, чем современные светодиодные светильники.

Таким образом, если вы используете эти технологии освещения в целом, возникнет несовместимость, что приведет к проблемам с перегревом. Эффектом будет потеря или необратимое повреждение всех ваших приспособлений.

Что же делать? Это просто; даже не пытайтесь использовать свои старые технологии освещения с новыми системами светодиодного освещения.

14. Чрезмерно тусклый светодиодный свет

Как бы нас ни раздражал слишком яркий светодиодный свет, слишком тусклый светодиодный свет также не принесет нам никакой пользы. Это состояние обычно возникает либо при плохом изготовлении светодиода, либо при его чрезмерном использовании.

Хотя светодиоды действительно долговечны, как и все в жизни, они не будут служить вечно. Поэтому не ждите, что они будут постоянно ярко светиться. Для светодиодов естественно терять свою яркость, когда они вот-вот исчезнут.

В этом случае единственное, что вы можете сделать, это купить новый светодиод для замены.

15. Светодиодный свет приманивает жуков или насекомых

Традиционные технологии освещения более склонны привлекать насекомых или жуков, чем светодиоды, но это не означает, что светодиоды вообще не будут привлекать насекомых. Некоторые системы освещения больше привлекают насекомых или жуков из-за длины световой волны, которую они производят, и их тепла.

Вообще говоря, жуков привлекает свет, который они могут видеть, и их привлекают исключительно определенные типы длин волн. Насекомых или жуков обычно привлекают более короткие длины волн, примерно от 400 до 600 нм.

Согласно некоторым исследованиям, светодиодные лампы теплых цветов являются лучшей альтернативой, если вы хотите избавиться от насекомых или жуков, бродящих вокруг вашей системы освещения. Светодиоды с теплым оранжевым или желтым оттенком имеют большую длину волны, чем другие цвета.

Заключение

В конечном счете, вы узнали, что светодиодные технологии освещения являются лучшими вариантами, чем традиционные технологии освещения, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания.

Они работают эффективнее, служат дольше, энергосберегающие и не склонны к перегреву при правильном использовании.

Не говоря уже о том, что большинство светодиодов безопасны в использовании, а новейшие разработки обладают уникальными и функциональными особенностями, которые делают их более выгодными инвестициями.

Как уже упоминалось выше, есть некоторые распространенные проблемы со светодиодным освещением, на которые нам нужно обратить внимание.

Надеемся, что вопросы, которые мы обсудили, и предлагаемые решения помогут вам решить любые проблемы, связанные с вашими системами светодиодного освещения.

Наша искусственная среда играет решающую роль в определении качества энергии, которую мы потребляем. По мере того, как страны мира инвестируют в модернизацию и отказоустойчивость электрической сети, все больше внимания уделяется электрификации, интеграции возобновляемых источников энергии и сокращению выбросов углерода. При этом питание постоянного тока является ключом к простому подключению наших зданий к возобновляемым источникам энергии и аккумуляторным батареям.

В то время как переменный ток (AC) традиционно доминировал в нашей строительной среде, использование постоянного тока быстро расширяется. От возобновляемых источников энергии и электромобилей до мобильных устройств и ИТ-сетей энергия постоянного тока уже широко распространена и продолжает расти.

Преобразование переменного тока в постоянный приводит к снижению эффективности и возникновению потенциальных точек отказа подключенных устройств и систем. Однако было доказано, что прямое подключение постоянного тока к возобновляемым источникам энергии в сочетании со зданиями с питанием от постоянного тока обеспечивает значительную экономию энергии по сравнению со зданиями с питанием от переменного тока. Признавая потенциал энергии постоянного тока, Совет по экологическому строительству США ввел кредит LEED® для систем питания постоянного тока и рассмотрел системы с питанием постоянного тока в соответствии с нулевой сертификацией LEED.

Инновационная архитектура DC2DC от Acuity Brands обеспечивает распределенное решение постоянного тока для систем светодиодного освещения, революционизируя их эффективность и надежность. Устраняя необходимость преобразования переменного тока в постоянный в светильнике, архитектура снижает потери энергии и повышает надежность систем освещения. Это не только снижает затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию, но также способствует общей экономии энергии и достижению целей устойчивого развития.

Архитектура DC2DC идеально подходит для новых строительных помещений, таких как учебные классы, где критически важными факторами являются как энергоэффективность, так и комфорт. Он позволяет создать до 16 зон освещения или до 8 зон освещения с настраиваемым белым светом, что способствует созданию интеллектуально стимулирующей и комфортной среды, соответствующей основным занятиям в классе.

Заряжает дизайн освещения для благополучия учащихся и учителей. 

Кабели управления архитектуры DC2DC и драйверы светодиодов с питанием от постоянного тока обеспечивают встроенную поддержку настраиваемых приложений белого цвета, позволяя создавать сцены и режимы, которые можно согласовать с ключевыми действиями в течение дня.

Обеспечивает гибкую конструкцию управления освещением и конфигурацию «гибкого пространства».

Светильниками можно управлять индивидуально или сгруппировать в зоны, а время установки можно дополнительно сократить за счет использования встроенных датчиков присутствия и дневного света внутри светильников. Учебные помещения могут быть переконфигурированы, а зоны управления освещением настроены без необходимости и затрат на повторную проводку.

Сокращает количество материалов и часов установки и облегчает техническое обслуживание.

Использование низковольтной проводки постоянного тока класса 2 устраняет необходимость в блоках питания, распределительных коробках и кабелепроводах для светильников, обеспечивая сокращение как материалов, так и времени установки, а также способствуя уменьшению углеродного следа строительства. DCHUB представляет собой единую точку преобразования переменного тока в постоянный и интерфейс управления светильником, что сокращает количество точек обслуживания.

Интеграция для единого подхода к строительству.

Архитектура DC2DC может использоваться в рамках гибридной реализации систем освещения с питанием от постоянного и переменного тока в одном здании. Он является частью унифицированной платформы с сетевым управлением nLight, что позволяет использовать стратегии управления и освещения в масштабе всего здания.

Этот стандарт заменяет ISO 23539:2005/CIE S 010:2004 и вносит в него технические изменения. Основные изменения заключаются в следующем:

1. Область применения стандарта основана на стандарте CIE 018:2019, включая функции спектральной световой эффективности а) промежуточного зрения и б) светочувствительного зрения 10°, выпущенные CIE.

2. Была включена Международная система единиц (СИ) и ее переформулировка определения кандела (действует с 20 мая 2019 г.) (Резолюция 1 26-й ГКМВ, 2018 г.).

3. Добавлен список нормативных ссылок.

4. Добавлены особые требования к использованию единиц измерения, табличным значениям и интерполяции промежуточных значений.

5. Справочная информация о физической фотометрической системе CIE, особенно об эволюции основных фотометрических единиц, обновлена ​​в Приложении C.

6. На основе CIE 170-2:2015 в приложении E добавлены a) размер поля зрения 2° и b) размер поля зрения 10° CIE 2015 спектральная функция световой эффективности на основе конуса.

Этот стандарт написан на английском языке и состоит из 44 страниц, включая 4 изображения и 13 таблиц. 

Это никогда не было так верно, как со светодиодами - размер имеет значение. Фактически, большая часть отрасли определяет светодиоды по размеру: 5 мм, 2835, 5050, а теперь и мини- и микросветодиоды. Но без контекста светоотдачи, эффективности и предполагаемого применения обсуждение размера часто бывает неуместным.

Другая реальность светодиодной отрасли заключается в том, что сегодня было и остается желание «делать больше с меньшими затратами». Перед светотехнической отраслью стоят задачи увеличить светоотдачу, повысить эффективность, снизить мощность, а так же уменьшить площадь светодиода.

Акцент на размере, мощности и эффективности, наряду с подходом к выбору светодиода на основе технических характеристик, способствовал возникновению некоторых ложных предположений о характеристиках светодиода и ошибкам при выборе «правильного» светодиода.

Надежная и устойчивая конструкция осветительных приборов является результатом эффективности источника (преобразование электроэнергии в высококачественный свет), эффективности светильника (сколько генерируемого света выходит из светильника) и понимания эффективности применения. Эффективность применения зависит от желаемого (восприятия) освещенности в пространстве. Производители приспособлений могут сознательно жертвовать эффективностью светильника для повышения эффективности применения. Примером, демонстрирующим это, является использование отрезных или ослепляющих экранов или сотовых решеток.

История LUXEON HL1Z заключается в том, что он помогает повысить эффективность светильника (из-за меньшего размера группы светодиодов LUXEON HL1Z с верхним излучением). Это также помогает повысить эффективность применения (опять же, из-за меньшего размера источника легче контролировать блики и распределение луча).

LUXEON HL1Z — это очень маленький (по меркам мощных светодиодов) квадратный излучатель площадью 1,4 мм без купола с одной стороной, обеспечивающий высокую эффективность — 137 лм/Вт и более. Конструкция светодиода с верхним излучением предотвращает «перекрестные помехи» и способствует превосходным характеристикам цвета по сравнению с углом и однородности цвета. Компактность и направленное излучение LUXEON HL1Z позволяют инженерам создавать узкие массивы и точно управлять лучом, что, в свою очередь, позволяет использовать оптические решения меньшего размера и путь к снижению стоимости системы. LUXEON HL1Z особенно идеально подходит для освещения с высокой мощностью свечей центрального луча, например, в торговых точках высокого класса, с регулируемым белым светом, послепродажном обслуживании автомобилей.

Заказчик, разрабатывавший точечный прибор с углом рассеивания 25 градусов, оценивал LUXEON HL1Z в сравнении с предложением конкурента. При установке на плату светодиод конкурента оказался лучшим выбором с точки зрения выходной мощности и интенсивности. Однако при внедрении в приложение LUXEON HL1Z превзошел по люменам более чем на 20% и более чем на 40% по канделам (яркости).

Результат не случаен, но подчеркивает важность понимания конечной цели и факторов, которые могут повлиять на результат. Lumileds разработала LUXEON HL1Z, чтобы обеспечить точное выравнивание (размер имеет значение) нескольких излучателей, тем самым создавая меньшую площадь излучения света. Это в сочетании с эффективностью сбора и эффективностью коллимации прибора дает результат, в котором LUXEON HL1Z превосходит конкурентов в конечном применении, даже если характеристики из таблицы данных позволяют сделать другой вывод.

О Люмиледс

Lumileds является мировым лидером в области OEM и послепродажного автомобильного освещения и аксессуаров, вспышек для мобильных устройств, MicroLED и источников света для общего освещения, садоводства и ориентированного на человека освещения. Около 6000 наших сотрудников работают в более чем 30 странах и сотрудничают с нашими клиентами, чтобы предоставить никогда невозможные решения для освещения, безопасности и благополучия.

Около 50 432 323 000 юаней! Какова окончательная победная ставка двух проектов умных уличных фонарей?

Недавно опубликованы результаты торгов по двум крупным проектам интеллектуальных уличных фонарей в провинции Сычуань - пилотный проект модели управления энергопотреблением муниципального контракта на освещение в Нейцзяне и проект строительства городских интеллектуальных уличных фонарей в Дэяне. Было объявлено при этом, что общая победившая ставка составила около 50,4323 млн юаней (почти 570 млн. руб). Интересно узнать подробности этого проекта с точки зрения «А как это происходит в Китае?»). Для справки: Дзян – город в провинции Сычуань с населением почти 3,5 млн человек.Проект строительства умных уличных фонарей в городе Дэян

Название проекта: Проект строительства умных уличных фонарей города Дэян

Имя победителя торгов: Deyang Huarui Smart Technology Co., Ltd. (Член консорциума: Sichuan Huati Lighting Technology Co., Ltd.)

Обзор проекта

Название проекта: Проект строительства умных уличных фонарей города Дэян

Номер позиции: N5106012023000052

Владелец проекта: Управление городского освещения Дэян

Инвестиционный бюджет: 41,7323 млн юаней

В этом проекте используется контрактная модель управления энергопотреблением EMC, а период сотрудничества составляет 10 лет. Сумма тендера по этому проекту составляет: 89% в зависимости от доли преимуществ энергосбережения.

 

Строительный контент

1. С точки зрения энергосбережения все 19 338 натриевых ламп высокого давления для функционального освещения, находящихся в ведении региона, теперь заменены светодиодными светильниками, а также 19 338 комплектов вспомогательных средств, таких как энергосберегающие контроллеры и передача данных 4G Cat1. недавно добавлены сети, а городское освещение и уличные фонари интегрированы в Интернет вещей, чтобы осуществлять визуальное управление уличными фонарями на одной карте;

2. С точки зрения строительства многофункциональных интеллектуальных уличных фонарей, улица Ляншань, город Дэян, с начальной и конечной длиной около 1100 м, представляет собой демонстрационный проект интеллектуальных дорог, в основном включающий многополюсные интеграционные дорожные интеллектуальные приложения, городской Wi-Fi, экологические обнаружения, систем городского вещания и установки средств мониторинга ИИ и соответствующих проектов поддержки трубопроводной сети. Построить 2 комплекта интегрированных шкафов сетевого оборудования. Создание набора интеллектуальной платформы управления оборудованием, которая использует плоскую конструкцию для управления эксплуатацией и обслуживанием внешнего оборудования.

3. Что касается применения искусственного интелекта (ИИ), ожидается, что будут использоваться 3 набора периферийных вычислительных терминалов, 9 наборов выделенных камер и поддерживающие функции алгоритма ИИ для пилотирования и отображения интеллектуальных дорожных сцен ИИ. Интеллектуальная камера и периферийный вычислительный терминал, установленные на интеллектуальном фонарном столбе, могут отслеживать дорогу в режиме реального времени, а также обнаруживать и предупреждать о нештатных ситуациях.

Пилотный проект модели управления энергопотреблением муниципального контракта на освещение

Название проекта: Пилотный проект муниципальной модели управления энергопотреблением по контракту на освещение

Имя победителя торгов: Shandong Wisdom Lighting Technology Co., Ltd.

Обзор проекта

Название проекта: Пилотный проект муниципальной модели управления энергопотреблением по контракту на освещение

Номер позиции: N5110892023000006

Владелец проекта: Строительное бюро Зоны высоких технологий Нэйцзян

Инвестиционный бюджет: 8,7084 млн юаней

Этот проект представляет собой модель EMC (Контракт на управление энергопотреблением) с периодом совместного использования 10 лет, и победитель тендера разделит 90% преимуществ энергосбережения.

Строительный контент

Объем строительства и реконструкции этого проекта: восточная часть проспекта Ханьань в зоне высоких технологий Нэйцзян до северной стороны секции профессионального колледжа, улица Сюэюань, северная часть проспекта Гуанхуа, северная часть Восточного Гаоцяо. Road, Jianshe North Road, Jinglao Lane, Neiwu Road, Huangjin Street, Qinglong Road, Xinyi Street и Xiner Street, среди которых скоростная автомагистраль и главная дорога: восточный участок Han'an Avenue до северной стороны участка Профессионального колледжа, Сюэюань-роуд и северный участок проспекта Гуанхуа; второстепенная магистральная дорога: Восточная улица Гаоцяо Первый участок севера, Северная улица Цзяньше, улица Нэйву; ответвления: переулок Цзинлао, улица Хуанцзинь, Цинлун Дорога, улица Синьи, улица Синэр. Всего насчитывается около 890 натриевых ламп высокого давления и 1008 энергосберегающих ламп. Конструкторское бюро Зоны высоких технологий Нэйцзяна намерено заменить существующие натриевые лампы высокого давления и энергосберегающие лампы. с качественной энергосберегающей системой интеллектуального освещения уличных ксеноновых ламп.

Рынок светодиодного освещения в США в 2022 году достиг стоимости 10,75 млрд долларов США. По дальнейшим оценкам, рынок будет расти и дальше - в среднем на 8,6% в течение 2023-2028 годов и достигнет 17,75 млрд долларов США к 2028 году.

В Соединенных Штатах наблюдается быстрый переход к методам энергосбережения в соответствии с климатическими целями страны. Ожидается, что к 2035 году большинство осветительных установок в стране будут использовать светодиодную технологию, что приведет к ежегодной экономии энергии, превышающей 569 ТВт-ч за счет светодиодного освещения, что эквивалентно выработке энергии более чем 92 электростанциями мощностью 1000 МВт в год. В коммерческом секторе, особенно в сельском хозяйстве, светодиодные светильники становятся обычным явлением для содействия росту растений. В Соединенных Штатах растет число высокотехнологичных заводов по выращиванию растений, внедряющих крытое хозяйство и светодиодное освещение, чтобы компенсировать потери урожая, вызванные изменением климата. Светодиоды обеспечивают быстрый круглогодичный цикл урожая, а также положительно влияют на вкус и уровень витаминов и антиоксидантов, присутствующих в растениях. Законодательные органы штатов по всей стране постепенно прекращают продажу 4-футовых линейных люминесцентных ламп к 2024 году, что, вероятно, создаст больше возможностей для светодиодной продукции.

Светодиодное освещение: сегментация рынка

Светоизлучающие диоды (LED) используются в качестве источников освещения в различных приложениях. В отличие от ламп накаливания или ламп с плазменными трубками, это работает по принципу управления диодами, в основном изготовленными с использованием полупроводников. В отличие от ламп накаливания, которые могут перегореть мгновенно, светодиодные лампы медленно теряют силу света, что заранее указывает на необходимость их замены. Они считаются более эффективными с точки зрения энергопотребления, силы света и размеров по сравнению с другими источниками освещения.

Рынок светодиодного освещения в США можно разделить по типу на:

- Даунлайт

- Уличный свет

- Тоннельное освещение

- Хай Бэй

- Трековое освещение

- Подвесные светильники

- Декоративное освещение

- Другие

По технологическому признаку рынок можно разделить на:

 - Умное светодиодное освещение

- Обычное светодиодное освещение

 

В зависимости от применения рынок можно разделить на:

 - Внутреннее освещение

- Наружное освещение

 

В зависимости от конечного использования его можно разделить на:

 - Жилой свет

- Коммерческий

- Промышленный

- Магистральный

- Другие

 

Увеличение инициатив штатов США, стимулирующих рост рынка

Внедрение решений внутреннего светодиодного освещения также приводит к улучшению качества сна, снижению напряжения глаз и головных болей, нетоксичности, повышению производительности труда и когнитивных способностей. Помимо повышения производительности, использование светодиодного освещения обеспечивает значительные экологические преимущества, включая снижение выбросов парниковых газов и снижение потребления электроэнергии. В результате правительства все больше отдают им предпочтение по сравнению с традиционными вариантами освещения. В 2022 году в рамках программы Smart Street Lighting NY штата Нью-Йорк Управление энергетики Нью-Йорка (NYPA) в партнерстве с городом Irondequoit переоборудовало 500 000 уличных фонарей на светодиодные технологии к 2025 году, поддерживая цели программы по борьбе с изменением климата. Закон о лидерстве и защите общества о снижении спроса на электроэнергию на три процента к 2025 году, который является самым агрессивным законом о чистой энергии в стране. Ожидается, что растущие технологические достижения и инновации, такие как внедрение интеллектуального освещения, ориентированное на человека, IoT (Интернет вещей) и LiFi (следующий шаг в светодиодных технологиях), будут способствовать удовлетворению рыночного спроса в ближайшие годы. .

Государственные программы, такие как Программа твердотельного освещения, разработанная Министерством энергетики США (DOE), помогают развитию научного потенциала страны и привлечению частных средств для стимулирования инноваций для разработки эффективных и гибких осветительных приборов, таких как осветительные приборы. технологии излучающих диодов (LED).

Ключевые игроки отрасли на американском рынке светодиодного освещения

Сигнифай СА

амс-ОСРАМ АГ

Корпорация Итон Инк.

Acuity Brands Lighting, Inc.

СМАРТ Глобал Холдингс, Инк.

Дженерал Электрик Лайтинг, Инк.

Хаббелл Инкорпорейтед и другие

40% европейского рынка chip on board-светодиодов занимают СОВ-матрицы от японского производителя Citizen Electronics. При этом 60% от общего количества реализованных матриц сосредоточено в торговом освещении. Настало время и российскому рынку познакомиться с особенностями светодиодов с высоким индексом цветопередачи и широким спектром, предназначенных главным образом для систем торгового, музейного и выставочного освещения. В этой статье мы расскажем о последних новинках в этой области от компании Citizen Electronics.

Освещение с индексом цветопередачи выше 90 – это норма для систем торгового освещения. Citizen представляет два решения с CRI = 90:

• Ra90 On B.B.L. – это стандартное решение, в котором центр эллипса МакАдама располагается на линии абсолютно черного тела (Black Body Line – B.B.L). Несомненный плюс этого решения в его высокой эффективности, но это создает зеленую тень по краям площади освещения;
  
• Ra90 Bellow B.B.L. – это решение, в котором центр эллипса МакАдама располагается ниже линии B.B.L., что позволяет убрать зеленую тень по краям и получить только белое контрастное освещение. Для понимания разницы посмотрите на рис. 1.

Для музейного, телевизионного, выставочного освещения, освещения картинных галерей требуется создание естественного светового эффекта без цветовых искажений. Для решения этих задач Citizen предлагает девять различных по мощности моделей светодиодов с индексом цветопередачи Ra = 97.

Vivid COB подчеркивает контрастность объектов

До появления светодиодов рынок оперировал понятием индекса цветопередачи CRI, однако этот параметр был введен для газоразрядных ламп. Светодиодные технологии шагнули дальше, смешивание составов люминофора позволило получить разный спектр при одинаковом CRI. При визуальном осмотре объектов потребитель видит огромную разницу в передаче цветов и контрастности.

Citizen Electronics разработали специальную линейку Vivid COB из пяти моделей для освещения различных групп товаров. Вся линейка отличается сильной контрастностью по сравнению с металлогалогенными решениями, или светодиодами других серий от Citizen, или решениями других производителей. На рис. 2 отчетливо видна разница освещения при сравнении галогенной лампы со светодиодом типа Vivid Warm с теплым цветом. У светодиодов Vivid отсутствует излишняя желтизна, и каждый цвет сильнее выражен, чем у галогенной лампы с индексом цветопередачи 100.

Главное требование к освещению торговых помещений – стимулирование посетителей к совершению покупок. Например, слишком яркий или наоборот тусклый свет может вызвать у посетителей дискомфорт и желание покинуть магазин. Мягкое равномерное освещение торгового центра положительно влияет на самочувствие человека и создает настрой, необходимый для совершения покупок. Таким образом, грамотно подобранные источники света повышают конкурентоспособность и экономическую эффективность предприятия.
Важную роль играют светильники для торговых помещений с направленным световым потоком. Акцентное освещение представляет товар в выгодном свете и привлекает внимание посетителей. Основным преимуществом серии Vivid является широкий насыщенный спектр, который придает контрастность цветам освещаемых объектов. На рис. 3 представлено сравнение спектров светодиодов Citizen 4000 K; Ra = 90 и White Vivid.



Европейский рынок торгового освещения стремительно развивается. Ведущие европейские производители используют серию Vivid в самых громких проектах и в светильниках для торгового освещения. Рассмотрим модельный ряд Vivid от Citizen Electronics подробнее.

White Vivid идеально подойдет для освещения бриллиантов, часов, блестящих поверхностей, комнат для чтения, рекламных билбордов и т.д. Warm Vivid подходит для освещения магазинов одежды, фруктовых витрин, интерьерного освещения, дизайнерских проектов, поскольку создает приятную атмосферу и повышает контрастность объектов. Warm Plus так же, как и вся серия Vivid, придает контрастность освещаемым объектам, создавая более теплую и приятную атмосферу. Применяется это освещение в кафе, булочных, в прилавках магазинов. Для создания еще более теплой атмосферы разработана серия Vivid Warm Plus Plus. Серия Light Pink специально произведена для освещения мясной и рыбной продукции. Ее важным отличием является не только насыщенность красного цвета, но и подчеркивание белого в жилах и прослойках мяса, благодаря чему продукты выглядят свежими и имеют отличный товарный вид. Цветовые варианты применения светодиодов Vivid иллюстрирует рис. 4.

Акцентное освещение требует узкой КСС для сосредоточения внимания только на объекте освещения. Для выполнения такого рода задач отлично подойдут светодиоды новой линейки High Intensity от Citizen Electronics (см. рис. 5) – уменьшенная площадь светового пятна создает узкий концентрированный пучок света. 

На рис. 6 показана разница светоизлучения между светодиодами одного размера стандартной серии и High Intensity при использовании одинакового рефлектора. Как видно, световой поток светодиода High Intensity меньше, но сила света при этом выше в 2,36 раза. Это говорит о том, что освещенность под светодиодом High Intensity будет значительно выше. Производители могут предлагать новые модели светильников, заменяя лишь светодиодную матрицу, получая более узкую КСС и более плотный световой поток.



Источник