Рынок светодиодных светильников в 2023 году предлагает широкий ценовой диапазон: от бюджетных моделей за сотню рублей до элитных решений стоимостью в десятки тысяч, не считая дизайнерских вариантов премиум-класса.
Что определяет такую разницу в цене между светильниками подобного типа и мощности?
Что влияет на цену
Светодиодные светильники состоят из корпуса, источника питания и светодиодов. Такое деление весьма условно, но в целом применимо.
Корпус выполняет не только дизайнерские задачи и защиту от внешних воздействий. В светодиодной продукции корпус используют как радиатор для светодиодов.
Блок питания обеспечивает стабильное питание светодиодов, защищает от перепадов напряжения. Кроме того, от него зависит коэффициент пульсаций светового потока и возможность диммирования.
От качества светодиодов зависит световой поток и другие параметры светильника.
Здесь каждый компонентов в равной степени влияет на качество светильника и каждый по-своему влияет на цену.
Светодиоды какими бывают и чем отличаются
Существует множество типов светодиодов: от миниатюрных индикаторных (3-5 мм) до мощных матриц (100 Вт и более). Их характеристики определяются не только размером и мощностью, но и структурой кристалла, способом крепления к подложке, составом люминофора.
От состава люминофора зависит цветовая температура и индекс цветопередачи.
Индекс цветопередачи (CRI или Ra) — это параметр, показывающий точность передачи цветов при освещении. Солнечный свет, принятый за эталон, имеет CRI 100. Для жилых и рабочих помещений нормативными документами (СП 52.13330.2016 и СанПиН 1.2.3685-21) установлены минимальные требования к индексу цветопередачи: не менее 80-85 единиц.
Дешевые китайские светодиоды часто имеют заниженный CRI (60-70), хотя иногда производители завышают измеренные значения за счет манипуляций с составом люминофора и методами измерения.
В светильниках RVElectro используют качественные светодиоды крупных производителей Lumileds или Samsung.
Высокая энергоэффективность светодиодов позволяет достичь нужной освещенности при меньшем количестве светильников, что экономит как на капитальных затратах, так и на электроэнергии в долгосрочной перспективе. Но даже одинаковые с виду светодиоды могут существенно различаться по индексу цветопередачи и светоотдаче.
Наши светильники освещают рабочие места в коворкинг-центре «Рабочая станция» на Балчуге в Москве
Технические характеристики современных светодиодов
Эффективность светодиодных технологий впечатляет своим разнообразием. На рынке представлены решения с различной светоотдачей:
Бюджетные модели демонстрируют показатель 80 лм/Вт
Отдельные варианты, такие как Cree XLamp MK-R, достигают 200 лм/Вт
В лабораторных условиях на платформе Cree SC³ получены выдающиеся результаты в 276 лм/Вт
Светоотдача светильники RVElectro находится в диапазоне от 100 до 120 лм/Вт.
Важно отметить, что реальная светоотдача зависит от множества факторов, включая:
Конструктивные особенности светильника
Тип используемого рассеивателя и рефлекторов
Условия эксплуатации
Как влияет источник питания и корпус на срок службы LED-светильника
Давайте теперь разберемся, как драйвер и система охлаждения влияют на общий срок службы осветительного прибора.
Драйвер — на что влияет в светильнике
Правильный режим работы LED-элементов полностью зависит от качества источника питания. В зависимости от конструкции светодиодных модулей используются либо драйверы (источники постоянного тока), либо источники постоянного напряжения.
Основные требования к современному источнику питания:
Широкий диапазон входных напряжений.
обеспечение стабильной работы при колебаниях напряжения;
защита от перепадов и просадок;
предотвращение мерцания и выхода светодиодов из строя;
Стабильность выходных параметров. У светодиодов при нагреве увеличивается проводимость, в связи с этим важно обеспечить стабильный номинальный ток во время работы. При неправильном питании, при нагреве, ток через светодиоды будет увеличиваться, что приведет к еще большему нагреву. Начнется лавинообразный процесс деградации и выхода из строя светодиода.
Чтобы светильник не пульсировал, у источника питания также должны быть низкие пульсации выходного тока или напряжения.
Коэффициент пульсаций — это нормируемая величина, она определяется для каждого помещения индивидуально, найти информацию вы можете в соответствующих НТД, например, в СанПиН 1.2.3685-21 и СП 256.13330.2016. В этих документах указаны нормы пульсации светового потока, в зависимости от типа помещений они лежат в пределах 20%, например, в помещениях, где работают люди за компьютерами, он должен быть менее 5%.
Для длительного срока службы, источник питания должен иметь защиты от перенапряжений в питающей цепи и от короткого замыкания в цепи нагрузки, а также защиту от перегрева и перегрузки.
Производители недорогих блоков питания часто экономят на защитах. Вместо фильтров ЭМИ устанавливают перемычки, а защиту от скачков напряжения, могут быть вовсе не распаяны. Такие блоки питания могут создавать помехи в электросети, из-за которых аудио-, видео- и компьютерная техника может работать нестабильно, фонить или показывать изображение с помехами. Такие источники питания характеризуются плохой электромагнитной совместимостью. Кроме того, при импульсных перенапряжениях на светодиоды может воздействовать высоковольтный импульс из первичных цепей.
Импульсное перенапряжение — это кратковременное повышение напряжения в сети из-за грозы или включения мощных устройств, достигающее тысяч вольт.
Источник питания в светильнике RVElectro, выполненном по индивидуальному заказу для частного клиента
Источник питания для светодиодов можно собрать из нескольких выпрямительных диодов и пары конденсаторов. Для стабилизации тока можно добавить микросхему, но это незначительно увеличит стоимость. Однако именно элементы защит и компоненты, обеспечивающие стабильную работу, существенно влияют на цену готового продукта.
В наших светильниках RVElektro применяются источники питания собственной разработки, которые соответствуют всем требованиям безопасности и обеспечивают хорошую электромагнитную совместимость благодаря тщательно подобранной компонентной базе.
Охлаждение светодиодов — а зачем если они не греются?
Светодиоды, даже качественные, преобразуют только часть потребляемой энергии в свет — примерно две трети, а остальная энергия превращается в тепло. У современных эффективных светодиодов КПД может достигать 80%, то есть 20% энергии всё равно уходит на нагрев.
Насколько это важно? Если взять светильник мощностью 100 ватт, то он будет выделять в виде тепла примерно 20–40 ватт. Это, конечно, гораздо меньше, чем у электрочайника (1000–2000 ватт), но всё же достаточно, чтобы вызвать проблемы.
Главная опасность заключается в том, что без радиатора мощные светодиоды почти моментально до 100 °C и выше, что приведёт к их выходу из строя. Даже если вовремя выключить светодиод, его характеристики уже не будут прежними из-за деградации кристалла и люминофора под воздействием высокой температуры.
Профили и комплектующие для светодиодных светильников производства RVElectro
Чтобы предотвратить перегрев светодиодов, применяют два основных метода охлаждения: пассивный и активный. Пассивное охлаждение осуществляется с помощью радиатора, а активное — с использованием вентилятора.
Активное охлаждение чаще всего применяется в специализированных осветительных приборах, таких как оборудование для промышленных объектов, фото- и видеостудий, а также в автомобильных лампах. Пассивное охлаждение, как правило, используется в обычных светильниках и реализуется с помощью металлических радиаторов.
В светильниках роль радиаторов обычно выполняют корпус или металлические детали арматуры светильника. Эффективность охлаждения зависит от качества контакта между светодиодным модулем и радиатором, а также от площади последнего. Для увеличения площади охлаждения без значительного изменения размеров светильника радиаторы оснащают рёбрами. Расположение, форма и направление рёбер влияют на качество охлаждения, направляя потоки воздуха при естественной конвекции.
В светильниках RVElektro используются алюминиевые светотехнические профили или алюминиевые листы (подложки). Светодиоды обычно равномерно распределяются по площади светильника, это позволяет качественно отводить тепло и обеспечивает безопасный режим работы и длительный срок службы светодиодов.
В первых двух статьях нашего цикла мы обсудили ключевые компоненты, которые определяют стоимость светодиодных светильников и основные понятия о питании и охлаждении светодиодов. В следующий раз расскажем о том, как светодиоды влияют на энергоэффективность светильника.
