Светодиодные источники света
Пожалуй, ни один из источников света не может похвастаться такой богатой историей, спектром применения и стремительным технологическим ростом, как светодиоды. Заявившие о себе фактом промышленного использования (1962 г., США) полупроводниковые элементы, преобразующие энергию электрического тока в световую (LED - Light Emitting Diode, т.е. "светоизлучающий диод"), сразу обнаружили невероятный потенциал, хотя тогда это скорее задавало направление дальнейших научных поисков, чем было реальной практической задачей: световой поток первых светодиодов составлял только 0,001 лм. Сегодня, спустя всего сорок лет, уже ни у кого не остается сомнений относительно права светодиодов называться источником света будущего.
Вторую жизнь полупроводниковые технологии получили благодаря относительно недавнему изобретению сверхярких светодиодов, основанному на многократном увеличении светоотдачи за счет использования новых материалов. Для светодиодов наступила новая эра - они стали полноценными источниками света, а не просто индикаторами для бытовых и промышленных приборов, каковыми являлись долгие годы до знаменательного научного прорыва, совершенного в 90-е гг. прошлого века в японских лабораториях.
Сверхяркие светодиоды очень быстро нашли широкое применение. Благодаря LED освещение стало долговечным, безопасным, компактным и экономичным. Большое распространение светодиоды получили в энергонезависимых комплексах: благодаря малому потреблению энергии, питание осветительных установок на базе LED возможно осуществлять от солнечных батарей, ветровых генераторов и т.д. За несколько лет светодиодные технологии буквально ворвались во многие сферы жизни, чтобы обосноваться там, судя по всему, надолго: альтернативы сверхяркому светодиоду в области энергопотребления, долговечности, надежности, цветопередачи, безопасности и экологичности сейчас нет, и пока не предвидится. Сами светодиоды (точнее говоря, их главный элемент - кристалл) непрерывно совершенствуются: благодаря исследованиям в области высоких технологий достигается все большая светоотдача при сохранении прежних размеров и энергопотребления.
Существенным сдерживающим фактором перехода с традиционных источников света на светодиодные, является только цена сверхяркого светодиода. LED- модуль, эквивалентный по светоотдаче галогенной лампе мощностью 35 Вт, сейчас стоит в 5-6 раз дороже. Однако прогресс не стоит на месте и светодиоды станут еще ярче, еще дешевле, и начнут вытеснять другие источники света. Судя по нынешним темпам развития, неоспоримое начало этого процесса мы сможем наблюдать через 3-5 лет. С другой стороны, уже сейчас можно сказать, что значительно более низкое (в десятки раз) потребление энергии при долгом (до 100000 ч.) сроке службы, не только окупают затраты на приобретение светодиодных источников, но и позволяют сэкономить на эксплуатации осветительных систем.
Фундаментальные исследования физики полупроводников идут рука об руку с разработками промышленных светодиодов. Это перспективное направление представляет целый ряд отечественных и зарубежных компаний.
Огромной популярностью и признанием профессионалов в мире пользуются светодиодные продукты компании OSRAM opto semiconductors.
Из известных мировых производителей светодиодных осветительных систем, можно выделить такие компании, как "Vossloh Schwabe", "Zumtobel Staff", "Color Kinetics", "LED Design Innovation".
Не остаются в стороне и российские производители: они зарекомендовали себя с лучшей стороны в ряде проектов с использованием светодиодных технологий. Следует особо отметить, что решения, предлагаемые отечественными компаниями, зачастую оказываются более гибкими в области технологий и гораздо более доступными для клиента в отношении цены.
В предложениях компаний-производителей очень часто встречается такой продукт, как LED-модули. Особенно популярны т. н. светодиодные линейки. По востребованности этот тип LED-модулей можно сравнить только с модулем MR16, который встраивается в светильники вместо галогенной лампы MR16. Из многообразия форм светодиодных модулей большинство дизайнеров и светотехников выделяют именно линейную структуру - за ее исключительное удобство для реализации идей, связанных с равномерным освещением больших по протяженности площадей.
Светодиодные линейки при соответствующем исполнении и классе защиты успешно заменяют неон, а также бывший популярным некоторое время назад световой шнур "дюралайт". Таковы, например, полосные модули flex-LEDs от SUPER VISION International (США), поставляемые на российский рынок компанией "Агентство А". Специальный защитный слой, позволяющий использовать их при 100% влажности, открывает возможность их применения в открытом варианте в качестве архитектурной подсветки.
Светодиодная линейка при той же гибкости дает яркую и равномерную световую заливку подсвечиваемой плоскости, а при условии узкого угла раскрытия луча с помощью подобных модулей можно добиться эффекта направленного света - причем линейной, а не овальной, как от прожектора, конфигурации. Такое освещение равномерно осветит витрину магазина, причем снаружи не будет заметен ни сам источник света, ни точки его установки.
Говоря о многообразии форм LED-модулей, следует отметить самую главную их особенность - чрезвычайно малые установочные размеры, а также конструктивную гибкость и мобильность. Благодаря этим свойствам их можно устанавливать там, где неприменимы традиционные источники света (из-за неудобств при замене перегоревшей лампы, из-за габаритов или сложности конструкции объекта): в скрытых плоскостях, при подсветке различных ниш, выемок и т. д.
С появлением светодиодных модулей архитектурные особенности объекта перестали быть препятствием для художников по свету. Так, в Дуйсбурге (Германия) для декоративной подсветки моста были использованы модули из полупроводниковых светильников, вмонтированные в столбы ограды.
Широкое применение интеллектуальная светодиодная техника находит в светодизайне. Здесь одним из главных ее преимуществ выступает то, что при хороших показателях люмен на ватт (20-40) вся мощность светильника сосредотачивается в линейном монохроматическом спектре RGB. Получение этих цветов от других источников достигается фильтрацией сплошного спектра, а это ведет либо к потере яркости, либо к необходимости увеличения мощности светильника. Любой подобный компромисс ведет к ухудшению качества цвета. Чистота цвета в сочетании с возможностью регулировать интенсивность света и программировать любые световые сценарии делает светодиоды не знающим себе равных средством художественного оформления интерьеров и экстерьеров: профессиональные световые приборы для синтеза цветов уступают им также и в практичности и компактности.
Пионером и безусловным лидером в производстве интеллектуальных систем освещения на базе светодиодов является компания Color Kinetics, США. Ею созданы самые разнообразные светильники для интерьерного и уличного освещения, а также все необходимые устройства для управления и питания, программное обеспечение для создания световых сценариев. Динамичные светодиодные системы Color Kinetics применяются в оформлении интерьеров театров, музеев, казино, ночных клубов, дискотек, ресторанов, развлекательных комплексов, спортивных сооружений, для создания развлекательных программ и телевизионных ток-шоу, при подсветке любых фасадов зданий, интерьеров помещений, в том числе и жилых, а также рекламных щитов, вывесок, витрин бутиков и магазинов и в световых проектах фонтанов. С возможностями продукции можно ознакомиться на сайте компании Color Kinetics www.colorkinetics.com.
В силу своих уникальных свойств, а также благодаря факторам энергосбережения, надежности и простоты обслуживания светодиоды нашли прекрасное применение в наружной рекламе и постепенно завоевывают лидирующие позиции в этом сегменте светотехнической отрасли. Научно-технический центр "ОПТОНИКА" предлагает модули (квадраты и линейки с различным количеством светодиодов) для внутренней подсветки рекламных конструкций (объемные буквы, подсвеченные изнутри). Такая подсветка является реальной альтернативой неону, поскольку цены на светодиодные системы в некоторых случаях даже ниже, чем на неон. Если рассматривать рабочие характеристики, то по многим параметрам светодиодные сборки с использованием сверхярких широкоугольных диодов превосходят неон.
LED-технологии завоевывают новые области освещения. Об этом красноречиво свидетельствуют современные тенденции.
1. Светодиодная подсветка мебели и торгового оборудования постепенно приходит на смену галогенной. Встраиваемые световые системы для мебели, которые разрабатывает ООО "БКЗ" на базе светодиодной продукции ЗАО "Светлана-Оптоэлектроника" позволяет на опыте убедиться в неосопоримых преимуществах новых технологий. В этой сфере особвенно актуальными оказываются такие характеристики светодиодных источников, как компактность, отсутствие теплового эффекта и вредных излучений, надежность, безопасность, эстетические параметры (цвет, конструктивная гибкость, возможность применения динамических сценариев).
2. В архитектурной, ландшафтной и подводной подсветке, иными словами - в тех областях, где критичным фактором становится защищенность осветительной установки от внешних воздействий, также все большее распространение получают светильники на базе сверхярких светодиодов. Это связано, во-первых, с тем, что цветопередача и доступные оттенки чаще всего применяемых в наружном освещении металлогалогенных ламп не сравнимы с теми, которые позволяют добиться светодиоды. Во-вторых, для работы металлогалогенного светильника требуются весьма объемные и тяжелые пуско-регулирующие механизмы, из-за которых вес одного прибора редко бывает ниже 5-6 кг. Во- третьих, в условиях низких температур, от которых светильники на светодиодах не зависят, металлогалоген часто вообще не зажигается. Да и в целом, благодаря цветовой температуре и насыщенности цветов, светодиодные светильники дают лучшее качество при подсветке зданий, растений, деревьев, мелких архитектурных форм.
Что касается освещения водных объектов, то применение здесь светодиодов позволяет снять одну из главных проблем эксплуатации, которую представляет собой замена перегоревших ламп в подводных светильниках. Так, замена светильников с дихроичными галогенными лампочками типоразмера MR16 на светодиодную подсветку позволило значительно сократить расходы на техническое обслуживание световых установок фонтанного комплекса на Поклонной горе.
3. Делом недалекого будущего станет внедрение светодиодных систем на объектах жилищно-коммунального хозяйства (подсветка указателей улиц и номеров домов, освещение лифтов и подъездов. Главными доводами в пользу нововведения выступают антивандальность, экологичность, износоустойчивость, экономность энергопользования.
Технологией будущего светодиодные источники света считаются не в последнюю очередь именно благодаря экономичному расходу э лектроэнергии. Правительства крупных стран вкладывают в фундаментальные исследования физики полупроводников гигантские средства и связывают с этими технологиями большие надежды. Так, американская программа исследований, разработок и промышленного выпуска светоизлучающих приборов и устройств с их использованием, рассчитанная до 2010 г., предполагает в результате внедрения LED-систем получить экономию такого количества электроэнергии, которое производят порядка 100 атомных электростанций.
А это значит, что главной перспективой светодиодных технологий является мир, свободный от промышленных и радиоактивных загрязнений.
Просмотров: 2563
Дата: Понедельник, 29 Апреля 2013
