Светодиодное освещение улиц и домов возможности и перспективы реферат
Обновлено: 05.07.2024
Проблемы и перспективы уличного освещения стали темой интервью, которое профессор Дармштадтского института микротехнологии и электромеханических систем Тран Куок Ханх (Tran Quoc Khanh) дал корреспондентам журнала LED professional Review.
— Хотелось бы начать разговор с проблем стандартизации. Какие в настоящее время существуют стандарты в области уличного освещения?
— С апреля 2004 г. в Европе действует стандарт EN 13201. Он частично построен на базе стандарта DIN 5044, который был разработан около 30 лет назад и действовал до 2005 г. Примерно 80–90% положений из DIN 5044 перешли в EN 13201.
— Описываются ли в стандарте EN 13201 разные типы улиц и требования к их освещению?
— Прежде чем классифицировать улицы, следует определить дорожную ситуацию, т.е. насколько интенсивно уличное дорожное движение и какова предельная скорость на проезжей части. Кроме того, следует определить, например, входят ли в состав улицы велосипедные дорожки и тротуары. В принципе, этот стандарт разделяет улицы в Европе на два базовых вида. Первый вид — это так называемая сервисная и улавливающая дорога, освещенность которой определяется в абсолютных единицах, например, дорога класса S4 с освещенностью 5 лк. Другой тип — это так называемая автодорога общего пользования, уровень освещенности которой выше. Чем выше освещенность улиц, тем меньше число аварий и нарушений правил дорожного движения.
— Есть ли стандарты, аналогичные EN 13201, на международном уровне?
— В США и Японии, например, применяются совершенно другие стандарты, но шкала допустимых значений в них аналогична.
— Как особенности дневного и ночного зрения людей влияют на разработки в области систем уличного освещения?
— Возможно, это на сегодня самая серьезная проблема. Все стандарты, подобные EN 13201, используют фотопические (относящиеся к дневному зрению) фотометрические единицы — люкс и/или кд/м2, которые основаны на особенностях дневного зрения. Они начинают действовать, начиная с уровня освещенности в 5–10 кд/м2. В общих чертах результаты исследований можно обобщить следующим образом. Для небольших улиц, например, для сервисных дорог, где требуется освещенность в 3–5 лк (около 0,20–0,50 кд/м2), преимущества белого света, например,
от светодиода или ртутной люминесцентной лампы, весьма велики. В этом случае при использовании светодиодного освещения можно рассчитывать на улучшение видимости на 30–40%. На больших улицах с освещенностью более 1–2 кд/м2 это улучшение менее заметно, и уровни ночного зрения приближаются к уровням дневного зрения. Поэтому нормативные значения для автодорог общего пользования могут рассматриваться как корректные.
— Означает ли это, что можно сэкономить до 30–40% энергии для сервисных дорог?
— Большинство людей думают, что можно сэкономить энергию, снижая уровень яркости на 30–40%. В действительности это неверно, поскольку все зависит от индивидуального зрительного задания. Допустим, мы хотим распознать лицо человека, чтобы в случае нарушения правил движения можно было опознать виновника. Для такого зрительного задания большую роль играет эффективность зрительного восприятия (острота зрения), и в этом случае свет белого светодиода не дает никаких преимуществ. Однако если мы говорим о том, чтобы лучше осветить улицу, то здесь белый свет обеспечивает преимущества, позволяя быстрее обнаружить объекты или людей, движущихся по обочине дороги. При светодиодном освещении обнаружение объектов происходит на 1–1,5 с раньше. Для зрительного восприятия свет от светодиода более яркий, и поэтому в этом случае можно уменьшить яркость на 30–40%. Таким образом, можно сказать, что светодиодный свет в общем случае лучше соответствует зрительному заданию в условиях дорожного движения. Однако снижение интенсивности света далеко не всегда желательно, т.к. ослабление силы света означает, что определенные зрительные задания не могут быть выполнены корректно.
— Тогда можем ли мы использовать ночное отключение света или уменьшение освещенности с точки зрения стандарта?
— Это очень важный и очень сложный вопрос. По экономическим причинам невозможно устанавливать в стандарте предельные уровни освещенности, имеющие обязательную юридическую силу. А поскольку стандарт не является документом, имеющим юридическую силу, общество может не выполнять его требований. Проблемы могут возникнуть в случае дорожного происшествия при проведении юридической проверки. Поскольку стандарт был разработан исходя из современного состояния технологий, то это означает, что виновные стороны могут нести ответственность за аварию.
— В чем в целом Вы видите преимущества и недостатки применения светодиодов в уличном освещении?
— Светодиоды имеют длительный срок службы, если обеспечить надлежащий контроль тепловых режимов и тщательно продумать конструкцию светильников. Как-то я проверил светодиодный светильник, который вышел из строя через 5000–7000 ч работы, и выяснил, что причина отказа была не в самом светодиоде, а именно в недостаточно продуманной конструкции светильника.
Среди других преимуществ светодиода — высокая цветопередача, возможность регулировки яркости и переключения. Фактически светодиоды являются точечными источниками света, так что с помощью оптики (линз, отражателей) свет проецируется точно на заданную область. Этого нельзя сделать с помощью разрядных ламп — ртутных дуговых, натриевых или люминесцентных ламп, которые имеют, к тому же, весьма большие габариты. В недавних исследованиях мы сравнивали степень различимости дорожной разметки ночью на улице, освещенной при одинаковых условиях белыми светодиодами и желтыми натриевыми лампами. Дорожная разметка, освещенная светодиодным светом, видна намного отчетливее. Это весьма важный фактор снижения числа дорожных аварий. Существенным недостатком, сдерживающим распространение светодиодов, является их стоимость. Сегодня стоимость производства светодиодных ламп составляет около 150–250 евро, что примерно равно продажной цене светильников с обычными источниками света. Даже если вы учитываете затраты на техническое обслуживание, вы не сможете вернуть инвестиции в течение, по крайней мере, 10 лет. Но все-таки я хочу подчеркнуть, что именно возможность регулировки яркости светодиодов могла бы улучшить баланс между их недостатками и достоинствами.
— Нет ли здесь противоречия? Нужно уменьшать яркость с тем, чтобы улучшить эффективность светодиодной лампы, но одновременно необходимо обеспечить достаточный уровень яркости, поскольку мы должны ориентироваться на современный уровень технологий и применяемые стандарты?
— Когда мы говорим о регулировке яркости (диммировании), то должны также учитывать управление яркостью в условиях недостаточной видимости. Уменьшение яркости освещения ночью потенциально опасно повышением аварийности. Регулировку яркости можно понимать и подругому. Представьте, что на улице всю ночь нет никакого движения. Почему мы должны освещать ее на 100%? Представим себе идеальную лампу. Почему бы свет от лампы не сконцентрировать на пешеходах, когда нет автомобильного движения на улице? Только после создания интеллектуальной лампы преимущества светодиодов при освещении улиц станут еще более убедительными.
— Давайте остановимся на проблеме регулировки яркости. ШИМ-дим миро вание рассматривают практически как стандартный метод для светодиодов. Однако импульсная регулировка может привести к погрешности в определении расстояния до движущегося объекта. Каков современный взгляд на исследования в этом вопросе?
— Мы начали исследования в этой сфере около трех лет назад. В настоящее время мы работаем над проектом, связанным с этой проблемой, совместно с крупным автопроизводителем и правительством Германии. Актуальность и важность проблемы регулировки яркости сегодня даже преуменьшают. Раньше регулировку яркости выполняли на рабочей частоте 100–200 Гц, что само по себе может вызвать у человека состояние возбуждения. 3–4% населения имеет проблемы с частотой модуляции на таком уровне. Был случай, когда из-за световой модуляции водитель вынужден был остановить свой автомобиль в туннеле. Известен также так называемый эффект четок Бейли (Bailey’s beads), который возникает из-за модулирования зрения светом стопсигналов и поворота головы при обгоне автомобиля.
— В одной из научных работ есть данные, что состояние возбуждения человека и вероятность неправильной оценки дорожной ситуации могут быть устранены при частоте 400–500 Гц? Что Вы думаете на этот счет?
— На частоте 300 Гц примерно 5% испытуемых могут еще чувствовать на себе эффекты модуляции частоты. Статистика действительно показывает, что при частоте 500 Гц воздействие модуляции на людей не зафиксировано, и потому риск может быть сведен к нулю.
— Как Вам кажется, не разумно ли полностью отказаться от ШИМ-регулировки и перейти на управление светом с помощью постоянного тока?
— Этот вопрос в настоящее время изучается, в частности, на красном и белом свете светодиода. Наши результаты показывают увеличение эффективности на 30–60% в случае аналоговой регулировки по сравнению с ШИМ-регулировкой. При этом цветовая температура в обоих случаях немного меняется, хотя цветовая температура при ШИМ-регулировке меняется меньше. Исходя из этого, мы пришли к выводу, что метод аналоговой регулировки яркости вполне подходит для светодиодного освещения улиц.
— Сейчас весьма популярна тема возобновляемых источников энергии. Что Вы можете сказать о перспективе сочетания светодиодного освещения улиц и солнечной энергетики?
— Мы разработали такой тип светильника для крупного германского производителя осветительных устройств. Подход к данному вопросу должен быть дифференцированным. Наши исследования показали, что солнечная энергия, полученная в Германии, может обслуживать сервисные дороги и автостоянки, но не дороги общественного пользования. Конечно, здесь можно применить различные интеллектуальные решения, а также контролировать заряд батарей с последующим управлением или снижением яркости освещения ночью.
— При использовании солнечной энергии для уличного освещения обычно имеется в виду, что будет использоваться аккумулятор. Как Вам видится проблема применения гибридных систем с возможностью питания сетей переменного тока в дневное время?
— Мы действительно думали о таком подходе и работаем сейчас над этой проблемой совместно со специалистами по электротехнике из Дармштадта. Мы учитываем, что в южных странах, не исключая моей родной страны — Вьетнама, достаточно много солнечных дней в году. Это позволяет рассматривать возможность реализации систем освещения, работающих от солнечной энергии, и гибридных вариантов таких систем для использования на определенных территориях.
вление электролюминесценции, заключающееся в излучении фотонов твердым телом под воздействием электрического тока, было открыто в начале ХХ века. В том, что электролюминесценция может происходить при комнатной температуре, и заключается ее главное отличие от теплового свечения. В 1907 году английский инженер Х. Д. Раунд случайно заметил, что у работающего детектора вокруг точечного контакта возникает свечение.
Содержание работы
2.Обзор рынка светодиодного освещения…………………………………………….4
3.Эффективность светодиодных светильников………………………………………6
4.2 Технические характеристики……………………………………………………7
5.Мощные светодиоды компании CREE……………………………………………. 9
5.2 Технические параметры………………………………………………………. 11
6. Преимущество применения драйвера……………………………………………..12
7.Универсальный драйвер для светодиодов высокой яркости компании Supertex.………………………………………………………………………………..14
7.1.Выбор драйвера для светодиодов высокой яркости…………………. 14
9.Список использованной литературы………………………………………………17
Файлы: 1 файл
курсач свет.doc
2.Обзор рынка светодиодного освещения………………… ………………………….4
3.Эффективность светодиодных светильников…………… …………………………6
4.2 Технические характеристики………………………………………… …………7
5.Мощные светодиоды компании CREE……………………………………………. 9
5.2 Технические параметры……………………………………………………… . 11
6. Преимущество применения драйвера……………………………………………..12
7.Универсальный драйвер для светодиодов высокой яркости компании Supertex . ……………………………………………………… ………………………..14
7.1.Выбор драйвера для светодиодов высокой яркости…………………. 14
9.Список использованной литературы………………………………………………17
2. Обзор рынка светодиодного освещения.
Прогнозируется, что данный рынок будет расти в 2010–2013 гг. со средними годовыми темпами в 35% и к 2013 г. достигнет объема в $1,5 млрд. В целом рынок светодиодного освещения растет значительно быстрее, чем его отдельно взятые сектора цветных или изменяющих цвет светодиодов. Это время станет
лишь началом процесса полной замены традиционных источников света, в том числе энерго-эффективных флуоресцентных и HID-ламп. Как показала рограмма, осуществленная DOE’s CALiPER, светодиоды применимы в самых разных формах освещения и помогают решать недоступные прежде задачи. Сегмент светодиодного освещения сильно фрагментирован и нацелен на удовлетворение
самых разнообразных потребностей. Стоимость качественных и высокоэффективных осветительных приборов по-прежнему высока.
потребителей. Уже видны объективные изменения таких показателей, как высокая
себестоимость и насыщенность цветом. Но необходимо развивать экономичность и дизайн. Как уже говорилось, нас ждет активный рост мирового рынка светильников на основе светодиодов — более чем на 30% в год. Вероятно, это
произойдет благодаря появлению светодиодов для общего освещения. Ожидается, что спрос на них вырастет с 700 млн в 2007 г. до 1,5 млрд в 2010-м, а к 2016 г. светодиодные устройства будут занимать более трети рынка общего освещения (рис. 2.1).
Рис. 2.1 Прогноз состояния мирового рынка общего освещения.
Светодиодные светильники за счет низких эксплуатационных расходов в течение рабочего периода, длительного жизненного цикла, высокой яркости, отсутствия инфракрасного и УФ-излучения, являются лидерами в рейтинге прочих источников освещения. Относительно высокая цена пока еще является основным недостатком светодиодов, но постепенно она снижается, и светодиоды становятся все более конкурентоспособными.
Благодаря государственной поддержке производства светодиодов и запрету на использование ламп накаливания в ближайшие годы усилится конкуренция между производителями светодиодной продукции, увеличится светоотдача твердотельных источников света и ожидается почти 30%-ное снижение цен
на светодиодные светильники и лампы.
3. Преимущества светодиодных светильников.
Самым важным преимуществом светодиодных светильников является их экономичность. Они расходуют в два раза меньше электроэнергии по сравнению с люминесцентными лампами! А если сравнивать с лампами накаливания, то экономия получится примерно в 10 раз! Такая экономия стала возможна благодаря значительно меньшему расходу энергии на выделение тепла светодиодных светильников.
Вторым не менее важным достоинством светодиодов является их очень долгий срок эксплуатации. Если обычная лампа накаливания работает всего 1500-2000 часов, люминесцентная порядка 7000 часов, то светодиодная около 50000 часов! Таким образом, 25 ламп накаливания или 7 люминесцентных ламп может заменить один светодиодный светильник.
Люминесцентные лампы, в отличие от светодиодов, после отработки положенного срока службы нуждаются в специализированной утилизации, так как содержат до 100 мг ртути, опасной для человека и окружающей среды. Именно поэтому безопасность — важное преимущество светодиодных светильников.
Качество освещения очень важно для любой деятельности человека. Свет, исходящий от светодиодов, максимально приближен к спектру солнечного света, а значит более естественен. К тому же, обычные лампы создают невидимое мерцание (около 100-120 вспышек/сек), что не очень полезно для глаз. Светодиодные светильники лишены этого недостатка.
Важным достоинством, особенно в теплые периоды года, светодиодных светильников является отсутствие ультрафиолетового излучения, которое не только привлекает насекомых, но и не всегда полезно для человеческого организма.
Экономичность, долгий срок эксплуатации, безопасность для человека и окружающей среды — вот те преимущества, благодаря которым будущее осветительных приборов будет принадлежать светодиодам.
4.Светильник СППО220-60.
4.1 Назначение.
Светильник полупроводниковый потолочный офисный (СППО220-60) встраиваемый предназначен для освещения жилых и общественных помещений: офисов, кабинетов и т.п. Общий вид светильника приведен на рис. 4.1.1
Рис.4.1.1. Общий вид светильника СППО220-60
4.2 Технические характеристики.
| Наименование параметра | Значение параметра |
| 1. Цвет свечения | белый |
| 2. Освещенность на расстоянии 1м, не менее, лк | 1500 |
| 3.Световой поток, не менее, лм | 4000 |
| 3. Угол раскрытия луча, не менее, градус: | 120 |
| 4. Напряжение питания, В | 220 (50 Гц) |
| 5. Потребляемая мощность, не более, Вт | 60 |
| 6. Габаритные размеры, не более, мм: | 610×610 |
| 7 Установочные размеры, не более, мм | 545×545 |
| 8. Степень защиты | IР20 |
| 9. Срок службы светового модуля, не менее час. | 50 000 |
| 9. Срок службы светильника, не менее, час | 30 000 |
Дополнительные характеристики
- При высоте подвеса 2 м осевая освещенность — 375 лк, диаметр пятна по уровню 0,5 от осевой силы света — 6,5 м.
- При высоте подвеса 2,5 м осевая освещенность — 250 лк, диаметр пятна по уровню 0,5 от осевой силы света — 8,5 м.
Рис.4.2.1. Кривая силы света светильника.
4.3 Условия эксплуатации.
- степень защиты (по ГОСТ 14254-96) IP20
- температура воздуха - от -40°С до +50°С;
- относительная влажность воздуха до 98% при температуре +25°С;
- атмосферное давление - (750±30) мм. рт. ст.;
- напряжение сети питания ~ 220В; частота сети – 50Гц.
5. Мощные светодиоды компании CREE.
Основная особенность СД производства компании CREE — корпус (рис. 5.1). Впервые в массовом производстве СД применяется металлокерамический корпус с плавающей линзой из кварцевого стекла, что дает возможность получить сразу несколько важных преимуществ. Во-первых, электрически изолированное теплоотводящее основание упрощает конструирование кластеров на основе СД.
Во-вторых, эвтектическая посадка кристалла на металлизированную керамическую подложку снимает проблему механических напряжений, возникающих за счет большой разницы в температурных коэффициентах
расширения при эксплуатации СД в широком диапазоне температур, и особенно при отрицательных температурах [1].
Рис.5.1.Внешний вид белого СД CREE
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Основной задачей государственной политики в сфере энергосбережения и повышения энергетической эффективности является разумное и бережное использование энергетических ресурсов на основе обеспечения заинтересованности потребителей в энергосбережении, в повышении собственной энергетической эффективности. В последние несколько лет, на всех уровнях власти, были приняты программы по энергосбережению и энергоэффективности топливно-энергетических ресурсов, согласно которым, каждая организация, предприятие, учреждение, муниципальное образование, местное поселение и население обязаны следовать этим программам, для сохранения и рационального использования топливно-энергетических ресурсов и внедрения новых энергосберегающих технологий в нашу жизнь. А что же происходит с одним из направлений энергосбережения – модернизацией уличного освещения? Данная тема является одной из наиболее проблемных на территории России.
Проблема уличного освещения остро стоит в нашем городе из-за недостаточного финансирования. Уличное освещение часто выходит из строя из-за старых электрических сетей, что приводит к перегоранию и выходу из строя ламп, перегоранию фотореле.
Данная проблема представляет особую актуальность так, как отсутствие уличного освещения в тёмное время суток – одна из наболевших проблем для жителей нашего города. Люди переживают за своих родных, в частности, пожилых людей со слабым зрением, детей, возвращающихся из школы искусств, дома спорта, за тех, кто работает по сменам. Это негативно отражается на эмоциональном здоровье людей, высока опасность травмирования и увеличения правонарушений в ночное время.
Цель нашей работы заключается в том, чтобы разобраться в проблеме уличного освещения. Создать и предложить энергосберегающую и энергоэффективную модель уличного освещения нашего города.
Для решения данной проблемы мы выделили следующие задачи:
Изучить литературу и Интернет – ресурсы по уличному освещению городов.
Изучить историю уличного освещения в Вологодской области.
Проанализировать современные источники уличного освещения и выяснить, какой вид уличных ламп наиболее качественный и экономичный.
Разработать собственную модель освещения города.
Подобрать соответствующее оборудование.
Собрать цепь по схеме и проверить её в действии.
Методы исследования заключаются в поиске и сборе информации, в анализе, и сравнении источников уличного освещения, беседы со специалистами, эксперимент, наблюдение.
Материалом для исследования послужили источники информации, в которых дается описание и характеристика современных источников освещения, рассматриваются их преимущества и недостатки. На сайтах, указанных в списках литературы мы нашли информацию об истории электрического освещения. В книге Германовича приводятся практические схемы устройств, используя которые можно получать энергию из альтернативных ресурсов, что снижает энергетическую зависимость, чтение которой могло нам разработать свою схему. В книге Родионова можно познакомиться с основными направлениями в развитии современной энергетики и её перспективами.
2.Основная часть.
2.1.История развития электрического освещения.
Первые попытки создания осветительных приборов предпринимались уже в античности. Так, древние египтяне и жители средиземноморья использовали для освещения оливковое масло, заливая его в специальные глиняные сосуды с фитилями из хлопчатобумажных нитей. А вот жители побережья Каспийского моря в похожие светильники помещали другой подручный горючий материал – нефть. Первые свечи были изобретены уже в Средние века и изготовлялись из пчелиного воска и говяжьего сала. Затем в течение нескольких столетий величайшие умы человечества, включая Леонардо да Винчи, трудились над изобретением керосиновой лампы.
История развития электрического освещения берет свое начало с 1870 года, когда была изобретена лампа накаливания, дававшая свет с помощью электрического тока. Самые первые приборы, работающие на электрическом токе, были созданы в начале 19 века. Их пытались использовать для освещения улиц, но они были слишком дорогими и неудобными.
2.2.История освещения в Вологодской области.
К 1870 году освещение улиц претерпевает изменения и в Вологде. Вологда освещалась 270 шандориновыми и 50 керосиновыми фонарями. Согласно докладу, поданному Вологодской городской управой в городскую думу, по итогам девяти месяцев последнего осветительного сезона шандориновые фонари оказались менее экономичны, многие их них, повреждённые вспышками шандорина в лампах, требовали ремонта. 1
В 1897 году, по данным городской управы, город освещался 446 фонарями в течение 203 дней в году. В среднем каждый фонарь горел 8 часов 20 минут в сутки. Расход на уличное освещение в течение сезона (считая керосин, фитили, стёкла, жалованье служащим и весь необходимый ремонт) составлял 3347 рублей 73 копейки, то есть каждый фонарь обходился городу в 7 рублей 50 копеек.
2.3.Современное освещение нашего города.
Лампы ДРЛ характеризуются хорошей передачей цвета, значительной надежностью, а также небольшими расходами на установку и техобслуживание. В составе ламп присутствуют пары ртути, находящиеся под высоким давлением (до 10 5 Па). Однако при изменении напряжения сети на 10-15 % в большую или меньшую сторону работающая лампа отзывается соответствующим повышением или потерей светового потока на 25-30 %. При сетевом напряжении менее 80 % такая лампа может не зажечься, а в горящем состоянии погаснуть. К тому же, эти лампы экологически небезопасны, так как в их составе присутствуют пары ртути. Ртутные газоразрядные лампы широко применяются для уличного освещения, однако в настоящее время они постепенно заменяются на более экологически чистые и экономически выгодные натриевые газоразрядные лампы. Лампы ДНаТ считаются энергоэффективными светильниками с герметичным отражателем с высокими характеристиками. Основной проблемой уличного освещения города является отсутствие финансовой возможности установки дополнительных опор уличного освещения: необходимость разработки проектов и средств на их реализацию. Ориентировочная стоимость монтажа одного километра уличного освещения – один миллион рублей. Кроме этого, необходимо провести межевание и постановку на кадастровый учёт земельного участка, регистрацию сооружения под линией электропередач. В 2016 профинансировано из городских бюджетных средств на уличное освещение – 1532,1 тыс. руб., обслуживание уличного освещения – 476,5 тыс. руб. [6]. По оценкам специалистов на обновление оборудования требуется 15 млн. рублей в год.
4.6.1. Включение наружных осветительных установок следует проводить в вечерние сумерки при снижении естественной освещенности до 20 лк (люксов), а отключение – в утренние сумерки при естественной освещенности до 10 лк.
4.6.3. Доля действующих светильников, работающих в вечернем и ночном режимах, должна составлять не менее 95%. При этом не допускается расположение неработающих светильников подряд, один за другим.
4.6.4. Допускается частичное (до 50%) отключение наружного освещения в ночное время в случае, когда интенсивность движения пешеходов менее 40 чел/ч и транспортных средств в обоих направлениях – менее 50 ед/ч.
4.6.5. Отказы в работе наружных осветительных установок, связанных с обрывом электрических проводов или повреждением опор, следует принять немедленно после обнаружения. [8].
Отсутствие освещения в населенном пункте создает непосредственную опасность возникновения дорожно-транспортных происшествий, совершения в отношении граждан противоправных действий, влечет угрозу жизни и здоровью участников дорожного движения.
Администрация города видит решение проблемы в дополнительном финансировании. Начальник департамента финансов Вологодской области заявила, что в 2017 году все районы области получат целевую субсидию из регионального бюджета на уличное освещение.
Освещение одной из улиц города.
2.4.Разновидности источников света.
Для уличного, в том числе и архитектурного освещения, используют достаточно много разновидностей источников света: лазеры, люминесцентные лампы, галогенные, ксеноновые, неоновые, натриевые низкого давления, натриевые высокого давления, металлогалогенные, светодиоды. Однако большинство из них обладает существенными недостатками. Обычные люминесцентные лампы иногда не работают при минусовых температурах, галогенные лампы слишком часто перегорают (максимальный срок службы у них 4 000 часов), у натриевых ламп низкого давления плохая цветопередача, неоновые и лазеры не дают достаточного светового потока и потому используются только в декоративных целях. [7] В последнее время растет популярность светодиодных светильников. Этим они обязаны своей высокой экономической эффективностью при наружном светодиодном освещении улиц. Кроме того, что эти приборы потребляют энергии в разы меньше всех других видов светильников, они служат в разы и даже десятки раз дольше (срок их службы от 50 до 70 – 100 тысяч часов, что эквивалентно 16-18 годам). Они не вызывают перегрузки электросетевых линий, что способствует экономии на их ремонте и обслуживании. Имеют прочность конструкции, защищенность от негативного воздействия окружающей среды. Показатель использования светового потока уличных и промышленных светодиодных светильников равен 90%, тогда как у стандартных уличных светильников – 60-75%. Рабочая температура светодиода от — 60 до + 45̊ С. Имеет антивандальную защиту. Взрыво - и пожаробезопасны, обладают высокой контрастностью света, очень быстро включаются и работают бесшумно. [5]
Однако даже самый совершенный технический прибор имеет свои недостатки. В данном случае недостатком светодиодных светильников является их цена. Стоимость такого светильника более, чем в 2 раза больше ДНаТовского. Пока что в бюджете города просто нет финансовых средств на приобретение и установку светодиодных светильников. К тому же светодиодные светильники характеризуются низким световым потоком, не обеспечивающим освещённость проезжей части улиц. Чтобы обеспечить освещённость улиц должным образом, электрические опоры необходимо устанавливать на расстоянии 25 метров друг от друга, а не 35-40 метров, как сейчас. Светодиодные светильники в основном хороши для освещения территорий предприятий, организаций, частных домов.
Сравнительная таблица источников света указана в приложении 1.
2.5.Этапы работы над моделью.
Мы решили предложить свою модель уличного освещения, которую считаем экономически выгодной. Наша работа состояла из следующих этапов:
(светодиоды, провода, лампочка, переключатели, источник тока, электродвигатель, переменный резистор, индикатор).
4. Проверка работы готовой модели.
Данная модель наглядно дает сравнительную характеристику работы обыкновенной лампы накаливания и светодиодных ламп. В результате можно увидеть, что снимаемое напряжение, полученное при работе светодиодов меньше, а значит меньше и потребляемая электроэнергия (за изменением напряжения мы наблюдали на индикаторе – цифровое табло), также мы заметили, что увеличение числа потребителей не снижает качества энергии.
Сравнительные расчеты по экономии электроэнергии, её стоимости на примере ДРЛ – 250 и аналога светодиодного светильника приведены в приложении. [Приложение 2]
Можно добавить ещё несколько преимуществ светодиодного освещения: при утилизации светильников не выделяются тяжелые металлы, отсутствуют электромагнитные помехи в электрической сети, тепловое излучение существенно ниже в сравнении с традиционными источниками света.
3.Заключение.
В мире существуют сотни мероприятий, направленных на энергосбережение и повышение энергоэффективности. В их основе лежат изменения в поведении людей, их отношения к данной проблеме, их участие в этом процессе, а также повышение технической эффективности. Энергосбережение в освещении поможет увеличить освещённость, сэкономить электроэнергию. Проблема экономии заключается ещё и в том, что киловатт электроэнергии для администрации поселений стоит восемь рублей, что почти в два раза больше, чем плата, производимая населением. Работы по энергоэффективному освещению дорогостоящие, но в перспективе они оправдывают себя. Светодиодные светильники окупают свою стоимость за три года, а затем начинают приносить прибыль.
Работая над данной проблемой, мы изучили источники информации по истории электрического освещения, посмотрели историю развития освещения в Вологодской области, проанализировали современные источники уличного освещения в нашем городе. Привели сравнительные характеристики светильников, разных моделей. Мы предложили собственную модель уличного освещения, которая показала, какой вид освещения лучше с экономической и энергосберегающей точек зрения. Мы - будущее нашего города, пришли к выводу, что будем рекомендовать светодиодное освещение улиц, как экономически выгодное, позволяющее снижать энергопотребление в 2.5 – 3 раза и увеличивая комфортность пребывания в зоне их использования в темное время суток как водителям, так и пешеходам.
4.Список литературы и Интернет – ресурсов.
1.Германович В. Альтернативные источники энергии и энергосбережение: практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы / В. Германович, А. Турилин. — Санкт-Петербург : Наука и Техника, 2014. — 317 с.
2. Родионов В. Г. Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего / В. Г. Родионов. — Москва: ЭНАС, 2010. — 348 с.
Выполнил
ст. гр. ГСХ-13Б
Дмитренко А.А.
Проверила
Кузьменко Л.В.
Макеевка 2010 г.
Содержание
Введение
1.Светоизлучающий диод. Принцип работы
2. Преимущества и недостатки светоизлучающего диода
3. Область применения
4. Стоимость светодиодного светильника, пути снижения себестоимости
5. Перспективы светодиодных ламп в сфере ЖКХ, на широком рынке
6. Использование светодиодных ламп для передачи информации в современных коммуникационных сетях
Заключение
Список используемой литературы
Светодиодныелампы - это современная альтернатива традиционной лампе накаливания.
Светодиодные энергосберегающие лампы предназначены для использования, как на улице, так и внутри помещения, сочетают в себе традиционное исполнение (цоколь Е-27, Е-14, MR-16, GU-10) и высокую надежность, отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения вредного для здоровья, высокую насыщенность и чистоту цвета.
1.Светоизлучающий диод. Принцип работы
Светодиод или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) — полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока.
Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава, использованного в нем полупроводника.Считается, что первый светодиод, излучающий свет в видимом диапазоне спектра, был изготовлен в 1962 году в Университете Иллинойса группой, которой руководил Ник Холоньяк.
Как и в любом полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется p-n переход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одногоэнергетического уровня на другой).
Не всякие полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа AIIIBV (например, GaAs или InP) и AIIBVI (например, ZnSe или CdTe).
Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды длявсевозможных длин волн ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS). Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают.
Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. В последнее время большие надежды связываются с технологиейквантовых точек и фотонных кристаллов.
2. Преимущества и недостатки светоизлучающего диода
Преимущества, которыми обладает светоизлучающий диод (СИД) по сравнению с традиционными лампами, позволяют с уверенностью утверждать, что появление новых типов осветительных приборов на основе СИД станет революционным технологическим прорывом в светотехнике.
Впервые светодиоды сталииспользоваться в промышленной продукции во времена СССР в конце 60-х – начале 70-х гг. Тогда они не обладали требуемой для осветительных приборов светоотдачей, ресурс их был невелик, и светили они не белым цветом, как нужно, а красным или каким-то иным. Все упиралось в материалы. В 90-х гг. по понятным причинам работа над созданием светоизлучающих диодов была приостановлена.
В мире же, наоборот,подобные работы велись нарастающими темпами, и был создан новый материал – нитрид галлия на сапфире, позволивший достичь свечения белого цвета. Особенно в этом плане преуспела японская компания Nichia и ее коллеги-конкуренты из других сопутствующих фирм, разработавшие пять технологических блоков процесса изготовления светильников:
- рост кристаллов сапфира по.
Читайте также: