Светодиодное освещение в настоящее время является самой популярной технологией освещения. Почти каждый знаком с многочисленными преимуществами светодиодных светильников, особенно с тем фактом, что они более энергоэффективны и долговечны, чем традиционные светильники. Однако большинство людей не имеют достаточных знаний о технологии, лежащей в основе светодиодного освещения. В этом посте мы рассмотрим, как лежит в основе технология светодиодного освещения, чтобы понять, как работают светодиодные фонари и в чем заключаются все их преимущества.
Глава 1. Что такое светодиоды и как они работают?
Первым шагом к пониманию технологии светодиодного освещения является понимание того, что такое светодиоды. LED означает светоизлучающие диоды. Эти диоды являются полупроводниковыми по своей природе, а это означает, что они могут проводить электрический ток. Когда электрический ток подается через светоизлучающий диод, в результате выделяется энергия в виде фотонов (световая энергия).
В связи с тем, что в светодиодных светильниках для производства света используется полупроводниковый диод, их называют полупроводниковыми осветительными приборами. Другие твердотельные источники света включают органические светодиоды и полимерные светодиоды, в которых также используются полупроводниковые диоды.
Глава 2: Цвет светодиодного освещения и цветовая температура
Большинство светодиодных светильников излучают свет белого цвета. Белый свет подразделяется на различные категории в зависимости от теплоты или прохлады каждого светильника (отсюда и цветовая температура). Эти классификации цветовой температуры включают в себя:
Теплый белый – от 2700 до 3000 Кельвинов.
Нейтральный белый – от 3000 до 4000 Кельвинов.
Чистый белый – от 4000 до 5000 Кельвинов.
Дневной белый – от 5000 до 6000 Кельвинов.
Холодный белый – от 7000 до 7500 Кельвинов.
Теплый белый цвет, создаваемый светодиодами, имеет желтый оттенок, аналогичный цвету ламп накаливания. По мере повышения цветовой температуры свет становится белее, пока не достигнет дневного белого цвета, который похож на естественный свет (дневной свет от солнца). По мере того как цветовая температура продолжает повышаться, световой луч приобретает голубоватый оттенок.
Однако следует отметить одну вещь, касающуюся светодиодов: они не излучают белый свет. Диоды доступны в трех основных цветах: красном, зеленом и синем. Белый цвет, который присутствует в большинстве светодиодных светильников, получается путем смешивания этих трех основных цветов. По сути, смешение цветов в светодиодах предполагает объединение световых волн различной длины от двух или более диодов. Таким образом, путем смешивания цветов можно получить любой из семи цветов видимого спектра света (цвета радуги), которые при объединении дают белый цвет.
Глава 3: Светодиоды и энергоэффективность
Одним из важных аспектов технологии светодиодного освещения является их энергоэффективность. Как уже говорилось, практически все знают, что светодиоды энергоэффективны. Однако большое количество людей не понимают, как достигается энергоэффективность.
То, что делает светодиоды более энергоэффективными по сравнению с другими технологиями освещения, заключается в том, что светодиоды преобразуют почти всю потребляемую мощность (95%) в световую энергию. Кроме того, светодиоды не излучают инфракрасное излучение (невидимый свет), которое регулируется путем смешивания цветовых длин волн диодов в каждом светильнике для достижения только длины волны белого цвета.
С другой стороны, типичная лампа накаливания преобразует лишь небольшую часть (около 5%) потребляемой мощности в свет, а остальная часть тратится на тепло (около 14%) и инфракрасное излучение (около 85%). Таким образом, при использовании традиционных технологий освещения для обеспечения достаточной яркости требуется много энергии, а светодиодам требуется значительно меньше энергии для обеспечения такой же или большей яркости.
Глава 4: Световой поток светодиодных светильников
Если вы раньше покупали лампы накаливания или люминесцентные лампы, вы знакомы с их мощностью. Долгое время мощность была общепринятым способом измерения света, излучаемого светильником. Однако с появлением светодиодов ситуация изменилась. Свет, излучаемый светодиодами, измеряется световым потоком, который определяется как количество энергии, излучаемой источником света во всех направлениях. Единицей измерения светового потока является люмен.
Причина изменения меры яркости с мощности на яркость связана с тем, что светодиоды являются устройствами с низким энергопотреблением. Поэтому имеет смысл определять яркость, используя светоотдачу, а не выходную мощность. Кроме того, разные светодиодные светильники имеют разную светоотдачу (способность преобразовывать электрический ток в светоотдачу). Следовательно, светильники, потребляющие одинаковое количество энергии, могут иметь совершенно разную светоотдачу.
Глава 5: Светодиоды и тепло
Распространенным заблуждением относительно светодиодных светильников является то, что они не выделяют тепла из-за того, что они холодные на ощупь. Однако это неправда. Как уже говорилось выше, небольшая часть мощности, подаваемой на светодиоды, преобразуется в тепловую энергию.
Причина, по которой светодиодные светильники прохладные на ощупь, заключается в том, что небольшая часть энергии, преобразуемая в тепловую энергию, не так уж и велика. Кроме того, светодиодные светильники должны комплектоваться радиаторами, которые рассеивают это тепло, что предотвращает перегрев светодиодов и электрических цепей светодиодных светильников.
Глава 6: Срок службы светодиодных светильников
Помимо энергоэффективности, светодиодные светильники также славятся своей энергоэффективностью. Некоторые светодиодные светильники могут прослужить от 50 000 до 70 000 часов, что примерно в 5 раз (или даже больше) дольше по сравнению с некоторыми лампами накаливания и люминесцентными светильниками. Итак, что же делает светодиодные фонари долговечными по сравнению с другими типами освещения?
Ну, одна из причин связана с тем фактом, что светодиоды являются твердотельными лампами, в то время как лампы накаливания и люминесцентные лампы используют электрические нити, плазму или газ для излучения света. Электрические нити легко перегорают через короткое время из-за термической деградации, а стеклянные корпуса, в которых находится плазма или газ, очень чувствительны к повреждениям из-за ударов, вибрации или падения. Таким образом, эти светильники не долговечны, и даже если они прослужат достаточно долго, их срок службы значительно короче по сравнению со светодиодами.
Что касается светодиодов и их срока службы, следует отметить следующее: они не перегорают, как люминесцентные лампы или лампы накаливания (если только диоды не перегреваются). Вместо этого световой поток светодиодного светильника со временем постепенно снижается, пока не достигнет 70% от исходной светоотдачи.
На этом этапе (который обозначается как L70) ухудшение яркости становится заметным для человеческого глаза, и скорость ухудшения увеличивается, что делает дальнейшее использование светодиодных светильников непрактичным. Таким образом, считается, что к этому моменту срок службы светильников подошёл к концу.
Время публикации: 27 мая 2021 г.