Будущее домашнего освещения. Светодиодные светильники и лампы будущего

В вашем доме все еще обычные лампы накаливания или люминесцентные энергосберегающие лампочки? Наверное, вы думаете, что это слишком дорого, и не слышали обо всех их преимуществах. Эта статья расскажет вам, почему за светодиодами (или LED-лампами) будущее, и почему даже высокая цена - не недостаток.

1. Экономия денег за электроэнергию

С постоянно растущими тарифами на электроэнергию лампочки, которые ее экономят, - просто спасение. Светодиоду нужно 8-10 Вт, чтобы произвести столько же света, сколько произведет лампа накаливания на 100 Вт или энергосберегающая на 30-50 Вт.

2. Экологичность

В состав светодиодной лампочки не входят ртуть или опасные для атмосферы газы. Такую лампочку можно просто выбросить, обойдясь без специальной утилизации. Да и пониженные затраты электроэнергии помогают заботиться об окружающей среде.

3. Долговечность

Светодиоды работают долго. Очень долго. Например, продолжительность непрерывной работы одних из самых доступных и качественных в России светодиодов ИКЕА - 25 000 часов (около трех лет), есть лампочки и на 40 000-50 000 часов. Получается, если пользоваться светодиодной лампочкой по 5 часов в день, она может прослужить около 10 лет.

При этом светодиодные лампочки прочные сами по себе: их сложно разбить, уронив. Постоянное включение-выключение, длительную работу и перепады электричества они тоже переносят очень стойко, без неожиданных взрывов и перегораний.

4. Отсутствие нагрева

Светодиоды не нагреваются - это означает, что электроэнергия не уходит с теплом (у ламп накаливания такая потеря составляет около 30%). О светодиодные лампочки невозможно обжечься, что очень важно, особенно для безопасности детей. Это также расширяет возможности абажуров, которые могут быть сделаны из разных материалов и расположены близко к лампочке без риска расплавиться или загореться.

5. Разнообразие размеров и форм

Некоторые виды лампочек привязаны к типу цоколя в светильнике, но не светодиоды. Их выпускают с цоколями разных размеров и даже форм, например с штырьковым цоколем, чтобы можно было заменить светодиодами галогенные лампочки. Разнообразие форм и вовсе умопомрачительно: от привычной грушевидной до светящихся лент.

6. Разнообразие тона и яркости света

Светодиодные лампы могут быть нескольких цветовых температур: холодной, нейтральной и теплой. Такой выбор помогает в создании желаемой атмосферы или позволяет сделать цвет объектов, освещаемых лампочкой, максимально естественным. Для создания особого настроения существуют цветные светодиоды, они даже дешевле белых.

Яркость лампочки тоже можно выбирать, она обозначается на упаковке в люменах. На картинке ниже - сравнение яркости ламп накаливания (в ваттах) и светодиодных ламп (в люменах).

Еще одно преимущество светодиодных ламп (не всех, уточняйте при покупке) - возможность регулировки яркости диммером. Тогда одна лампочка может стать и полноценным освещением, и ночником.

7. Окупаемость высокой стоимости

Светодиодные бытовые лампочки сейчас самые дорогие на рынке, и это часто отпугивает покупателей. Однако при учете срока действия одной лампочки и стоимости сэкономленной электроэнергии, цена будет сравнима даже с обычными энергосберегающими лампочками. Не стоит забывать и о все более широком распространении технологии, с которым приходит снижение цены: чем дальше в будущее, тем дешевле светодиоды.

Единственный возможный недостаток светодиодных ламп - они не самые яркие: если вам нужен очень сильный свет, стоит выбрать галогенные или люминесцентные лампочки или использовать несколько светильников.

Фотографии: habrastorage.org, tutknow.ru, e-outlet.ru, homedit.com, impressiveinteriordesign.com, drawhome.com

Доклад лампы будущего светодиоды 7 класс

Ответы:

Технология светодиодного освещения сегодня является одним из наиболее перспективных и популярных видов освещения. Рынок светотехники это направление захватывает стремительно – сегодня его распространенность достигает около 20% и растет буквально с каждым годом. В чем причина его популярности? Прежде всего, в его экономичности по сравнению с другими видами освещения, что сегодня является основной тенденцией. Световая отдача светодиодов составляет 132 люменов на 1 ватт – это примерно столько же, сколько отдают натриевые лампы, и почти в 5 раз больше, чем светоотдача обычных ламп накаливания. Экономия очевидна. Срок службы светодиодных ламп также превышает срок службы обычных – он более, чем в 60 раз выше, чем срок годности ламп накаливания и в 6 раз выше, чем срок службы привычных люминесцентных ламп. В эстетическом плане светодиоды снова в лидерах: для того, чтобы с их помощью достичь разнообразных спектральных характеристик освещения, не обязательно использовать светофильтры, как это делается при применении ламп накаливания. Светодиоды отличаются абсолютно безопасностью в процессе эксплуатации, а также обладают сравнительно небольшими размерами и отличаются высоким уровнем прочности. Они не выделяют опасные для здоровья пары ртути, как это происходит при использовании других видов ламп, и получить отравление этим вредным веществом невозможно как во время переработки ламп, так и при их использовании в быту. Также светодиоды отличаются небольшим инфракрасным и ультрафиолетовым излучением и низким уровнем выделения тепла.

В чем причина его популярности? Прежде всего, в его экономичности по сравнению с другими видами освещения, что сегодня является основной тенденцией. Световая отдача светодиодов составляет 132 люменов на 1 ватт - это примерно столько же, сколько отдают натриевые лампы, и почти в 5 раз больше, чем светоотдача обычных ламп накаливания. Экономия очевидна. Срок службы светодиодных ламп также превышает срок службы обычных - он более, чем в 60 раз выше, чем срок годности ламп накаливания и в 6 раз выше, чем срок службы привычных люминесцентных ламп. В эстетическом плане светодиоды снова в лидерах: для того, чтобы с их помощью достичь разнообразных спектральных характеристик освещения, не обязательно использовать светофильтры, как это делается при применении ламп накаливания.

Светодиоды отличаются абсолютно безопасностью в процессе эксплуатации, а также обладают сравнительно небольшими размерами и отличаются высоким уровнем прочности. Они не выделяют опасные для здоровья пары ртути, как это происходит при использовании других видов ламп, и получить отравление этим вредным веществом невозможно как во время переработки ламп, так и при их использовании в быту. Также светодиоды отличаются небольшим инфракрасным и ультрафиолетовым излучением и низким уровнем выделения тепла.

И еще пара слов об экономичности, и снова в пользу светодиодов - в процессе прогрева мощность, потребляемая ими, падает на 30 процентов, и светодиодные лампы, при этом, не теряют своей яркости, что обусловлено снижением их напряжения. Для сравнения, люминесцентные лампы в процессе прогрева потребляют больше энергии.

Именно благодаря всем своим вышеперечисленным достоинствам, светодиодные лампы сегодня являются самыми перспективными в плане своей функциональности, энергозатрат и в плане широкого спектра применения.

Есть у светодиодов и недостатки. Прежде всего - их высокая стоимость. Если исходить из отношения «цена - мощность», то в случае светодиодов он может быть до 100 выше, чем у обыкновенных ламп накаливания. Второй недостаток - это низкий предельный уровень температуры. Все дело в том, что использование светодиодов подразумевает одновременное использование радиатора для охлаждения, и причина тому - не самое благоприятное соотношение размеров относительно выделяемого тепла, а также невозможность рассеивать ровно столько же тепла, сколько выделяется. Так, например, светодиодная конструкция, имеющая мощность в 10 ватт, подразумевает использование радиатора, подобного тому, что имеется у процессора Pentium. Следовательно, стоимость светодиодного освещения такого типа возрастает, и возрастает площадь места, где планируется разместить все эту конструкцию. Питаться светодиодная лампа может только от низковольтного источника электричества, и, конечно же, одновременно с радиатором - это существенным образом увеличивает нагрузку на сеть, снижает надежность.

Сегодня на светотехническом рынке известно два типа светодиодных ламп - GL-BR20 и GR-BR40. Они используются в осветительных конструкция, в прожекторах, в конструкциях для декоративного освещения, а также в различных ручных фонариках. В целом светодиодные конструкции делятся на две категории- для освещения интерьера и для освещения улиц. Они широко используются в конструкциях для подсветки зданий, для рекламных щитов, для уличного освещения, в интерьере - для освещения помещений больших площадей, а также предметов интерьера.

Какими будут светильники будущего , и какую пользу они смогут принести? Предлагаем обзор вероятного развития светодиодных и других технологий для создания систем света.

Как изменится домашнее освещение?

Самыми современными источниками света считаются светодиодные . Однако ученые прогнозируют, что в будущем LED-лампы лишатся цоколей и патронов. В них просто не будет необходимости – светодиоды способны служить долго, а со временем срок их службы будет намного срока эксплуатации светильников.

Кроме того, ожидается еще большее развитие интеллектуальных систем света. Светодиодные лампы будут сигнализировать о возгораниях, аварийных ситуациях, и работать как указатели для эвакуации даже при отключенной электроэнергии. Использование LED-освещения будет актуально для лиц с ограниченными возможностями. Например, человек с нарушениями слуха поймет по световым сигналам о звонке во входную дверь или о необходимости выключить плиту на кухне.

Лампы будущего – какие, кроме светодиодов?

LED-технологии совершили прорыв в освещении. Долговечные, энергоэкономичные и стабильно работающие светодиоды позволили создать новые формы осветительных приборов, а традиционным – обеспечить практичность и долгий срок службы.

Однако лампы будущего – не обязательно светодиодные источники света. Ученые уже объявили о создании углеродных нанотрубок (CNT). Считается, что такие источники будут функциональны и надежны, как светодиодные лампы, но смогут потреблять в 100 раз меньше электроэнергии. Пока новая разработка уступает диодам в яркости, но исследователи уверяют, что со временем этот недостаток будет устранен.

Еще одна технология светильников будущего – электролюминесцентные полимеры (FIPEL). Устройства будут представлять собой пластиковые светильники и лампы, устойчивые к механическим повреждениям и способные работать практически вечно. Достоинства технологии аналогичны со светодиодами – долгий срок службы, малая выработка тепла и отсутствие токсичных веществ. Однако электролюминесцентные полимеры дешевы в производстве, чем светодиоды пока похвастаться не могут.

Будущее светодиодов – что ждать от развития LED-технологий?

Однако большинство производителей склонно делать ставку на LED-технологии. Это подтверждает государственное финансирование программ в этой сфере, утвержденное в разных странах. Например, в США принята программа National Lighting Initiative, на исследования в которой планируется потратить более миллиарда долларов за 11 лет. Главная задача ученых – увеличить производительность белых светодиодов. Исследователи уверены, в будущем светодиоды станут способны создавать поток света в 150 Лм/Вт, а экономия электроэнергии достигнет 1100 ТВт/час ежегодно.

Срок службы – 1000 часов (примерно 1 год, но фактически лампа служит меньше, часто перегорает)
Тепловое излучение
Высокое потребление энергии

Галогенные лампы

Галогенная лампа представляет собой лампу накаливания с колбой, заполненной газом. Такое устройство позволяет нити накаливания гореть ярче. Нанесение галогена, в частности брома, на внутреннюю часть колбы позволяет избежать уменьшения прозрачности стекла в течение срока службы.

Плюсы:

экономия до 30% энергии
стабильный свет высокой яркости
улучшенная цветопередача
отсутствие ультрафиолетового излучения

Минусы:

сильное тепловое излучение
чувствительны к скачкам напряжения
Срок службы – 2000 – 3000 часов

«Энергосберегающие» (компактные люминесцентные) лампы

В этих лампах поток заряженных частиц проходит по колбе, заполненной парами ртути, в результате чего образуется ультрафиолетовое излучение. Покрытие из люминофора на внутренней поверхности лампы превращает данное излучение в видимый свет.

Плюсы:

экономия до 80% энергии
незначительное тепловыделение
широкий диапазон цветности светового излучения
срок службы – от 6 до 15 тысяч часов
равномерность распределения света

Минусы:

необходима утилизация, т.к содержат ртуть и фосфор (меньше 5 мг), они классифицируются как отходы первой (высшей) категории опасности и требуют утилизации в заводских условиях. Для сравнения: в домашнем градуснике содержится 3 000 – 5 000 мг ртути.
ИК и УФ излучения
фаза разогрева (до 1 минуты), но Philips производит лампы, которым достаточно нескольких секунд, чтобы загореться в полную силу, такие лампы имеют логотип Quick Start.
сравнительно высокая цена
уменьшение срока службы из-за скачков электричества
нестабильная работа при температуре воздуха меньше 0°C

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы являются высокотехнологичным решением на основе полупроводниковых кристаллов. Вместо использования нити накаливания или газа в светодиодных лампах свет создается в результате прохождения потока заряженных частиц через полупроводниковый кристалл.

Структура светодиода
Существует два основных типа светодиодов: индикаторного и осветительного типа. индикаторного типа, например, 5-миллиметровые, обычно являются недорогими, маломощными светодиодами, пригодными для использования только в качестве световых индикаторов в индикаторных панелях, электронных приборах, компьютерах или для подсветки приборов, расположенных на приборной панели автомобиля. Светодиоды осветительного типа, известные также как монтируемые на поверхность (SMD), светодиоды высокой яркости (HB) или светодиоды высокой мощности (HP) - надежные мощные устройства, способные обеспечивать нужное освещение и имеющие световыход, равный или превосходящий световыход традиционных источников света.

Все светодиоды осветительного типа имеют одинаковую базовую конструкцию. Они включают в себя полупроводниковый чип (или кристалл), подложку, на которую устанавливается кристалл, контакты для подключения энергии, соединительные проводники для подсоединения контактов к кристаллу, теплоотвод, линзу и корпус. В некоторых светодиодах, например, в светодиодах TFFC, разработанных Philips Lumileds, соединительные проводники не требуются.

Так как светодиоды индикаторного типа являются маломощными, все генерируемое в них тепло рассеивается внутри самих светодиодов. Светодиоды осветительного типа снабжены корпусом, который припаивается к поверхности, что обеспечивает отвод тепла, генерируемого светодиодом. Хороший теплоотвод жизненно важен для обеспечения нормальной работы светодиода.

Плюсы:

срок службы – 25 тысяч часов
энергосбережение – 80%
мгновенно дает яркий свет
отсутствие ИК и УФ излучений
отсутствие теплового излучения
качество и яркость светового потока не меняется с течением времени

Минусы:

Относительно высокая стоимость лампы (299 рублей за светодиодную лампу Philips, аналог лампы накаливания 60 Вт)

Цоколи

Цоколи бывают разными по типу и конструкции. Понять, какой из них какой поможет маркировка.

Первая буква указывает на тип цоколя. В домашнем освещении используются в основном:

E – резьбовой цоколь (Эдисона)
G – штырьковый цоколь

Число в обозначении цоколя указывает диаметр соединительной части или расстояние между штырьками.

Строчные буквы в конце показывают количество контактных пластин, штырьков или гибких соединений (только для некоторых типов):

s – один контакт
d – два контакта

Иногда к первой букве добавляется еще одна уточняющая буква U, обозначающая энергосберегающую лампу.

Светодиодные лампы для домашнего освещения имеют стандартные цоколи, которые подходят к большинству применяемых в быту патронов.

Резьбовой цоколь Е (Эдисона)

Цоколь Е10 – это самый маленький из резьбовых цоколей. Могут применяться в елочных гирляндах или в карманных фонариках.

Цоколь Е14 – так называемые миньоны, чаще всего используются в небольших светильниках, бра и люстрах. Современные светодиодные лампы также изготавливаются в таком цоколе, ими можно заменить любую стандартную лампу накаливания, это позволит существенно экономить электроэнергию. Лампочки под такой патрон отличает большое разнообразие типов: грушевидная, свечеобразная, каплевидная, шарообразная, зеркальная и другие.

Цоколь Е27 – осветительные приборы с таким цоколем наиболее распространены, они подходят под стандартные патроны, которые установлены в каждом помещении. Светодиодные лампы с таким цоколем максимально напоминают стандартные и привычные нам лампы накаливания, они подойдут к любому светильнику с аналогичным патроном.

Штырьковые цоколи

Цоколь GU10 – имеет утолщения на концах контактов для поворотного соединения с патроном. Такой вид цоколя имеют стандартные потолочные светильники.

Цоколь GU5,3 – наиболее часто встречается в галогеновых лампах накаливания MR16. Такой цоколь для акцентного освещения, в мебельных светильниках, в подвесных и натяжных потолках. Светодиодные лампы с таким цоколем представлены достаточно широкой линейкой, поэтому они смогут полноценно заменить галогенные лампы.

Параметры лампочек

В первую очередь лампа характеризуется величиной потребляемой мощности (ватт). Лампы накаливания – привычные 40-60 Вт. Мощность светодиодных ламп для бытовых целей лежит в пределах от 1 до 15 Вт. Важно понимать, что потребляемая мощность характеризует только «скорость» расходования электроэнергии из сети, а не световой поток, который определяет, насколько ярко светит лампа.

Световой поток измеряется в люменах и наиболее полно характеризует источник света с точки зрения его способности осветить помещение.

Цветовая температура — параметр, определяющий оттенок цвета излучения лампы. Тепло-белый свет соответствует цветовой температуре 2700 — 3500°К (2700 — имеет заметный желтый оттенок и обеспечивает уютное освещение, 3500 — ближе к белому и более резкий). Цветовая температура 4000 — 5000° соответствует нейтрально-белому свету, обеспечивает сильное и комфортное освещение. 6500° и выше — холодно-белый свет, часто используемый для уличного освещения (так как при такой цветовой температуре реализуется более высокая светоотдача).

Ещё один важный параметр - коэффициент цветопередачи , который характеризует правильность восприятия цвета предметов при освещении лампой. Коэффициент цветопередачи должен быть указан на упаковке лампы и для светодиодных источников, предназначенных для внутреннего освещения, должен быть 80 Ra.

Не менее важный показатель — срок службы . Рекомендуется использовать лампы известных и проверенных производителей, иначе срок службы рискует не соответствовать заявленному.

Лампочки и здоровье

Современные компании ведут множество разработок, изучая то, как освещение влияет на здоровье и самочувствие людей. В ходе этих исследований создаются новые решения. Производители - члены Европейской светотехнической ассоциации (European Lighting Association), в том числе и Philips, производят светодиодные лампы, соблюдая самые строгие законодательные требования (а в Евросоюзе они очень жесткие).

Нахождение в помещении, освещаемом светодиодными световыми решениями, настолько же безопасно, как и пребывание на улице с естественным освещением или в помещении с любым другим искусственным источником света, будь то галогенная лампа или лампа накаливания.

Согласно стандарту международной электротехнической комиссии (МЭК) 62471, источники света подразделяются на четыре группы риска. Солнечный свет попадает во 2 или 3 группу (самые высокие показатели риска для зрения). В то же время светодиодные лампы для домашнего освещения, как и другие искусственные источники света (лампы накаливания, галогенные и компактные люминесцентные), имеют самый низкий показатель риска – 0 или 1. Поэтому, когда вы длительное время находитесь на улице - лучше всегда пользоваться солнцезащитными очками.

Наиболее вредна для нашего зрения синяя часть спектра. Людям, которые входят в группу риска (слишком чувствительные к этой части спектра), стоит использовать в повседневной жизни светодиодные или компактные люминесцентные лампы с низкой цветовой температурой. Также рекомендуется отдавать предпочтение светильникам с абажурами.

Будущее освещения

Светодиоды – одно из наиболее перспективных направлений развития технологий освещения: благодаря уникальным характеристикам возможности их применения светодиодов практически безграничны.

Учитывая стремительное развитие технического прогресса, сейчас сложно представить, каким будет домашнее освещение, например, через сто лет. Если предположить, что современные тенденции найдут отражение в квартирах будущего, то освещение будет энергоэффективным, динамичным, а также будет максимально использовать и дополнять естественный свет. Благодаря LED- и OLED-технологиям (органические светодиоды) источниками света смогут служить любые поверхности: мебель, стены, пол, одежда. Например, световые обои Philips уже доступны, они создают ощущение, что светится вся стена, причем ее световые режимы могут меняться. Так, утром они могут светить приятным белым светом, а вечером удивлять игрой оттенков. OLED-пластины смогут заменить оконные стекла, которые в светлое время суток будут пропускать дневной свет и служить прозрачным стеклом, а ночью тончайшие панели будут имитировать закат, рассвет или солнечное утро.