Энергоэффективность светодиодного освещения
Автор: Галимуллин Нияз Раисович
Рубрика: 5. Энергетика
Опубликовано в
Дата публикации: 01.02.2019
Статья просмотрена: 87 раз
Библиографическое описание:
Галимуллин, Н. Р. Энергоэффективность светодиодного освещения / Н. Р. Галимуллин. — Текст : непосредственный // Актуальные вопросы технических наук : материалы V Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, февраль 2019 г.). — Санкт-Петербург : Свое издательство, 2019. — С. 29-30. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/324/14826/ (дата обращения: 30.04.2024).
Во времена нашего века инноваций и прогресса технологии стремительно развиваются во всевозможных направлениях. Лампа накаливания (в простонародье именуемая как «лампа Ильича») и сменившая её люминесцентная (энергосберегающая) лампа, постепенно уходят в прошлое. На замену им приходят усовершенствованные LЕD –лампы.
В последние годы мы стали свидетелями достаточно стремительного развития и революционного совершенствования твердотельных полупроводниковых источников света. Еще недавно светодиоды были всего лишь устройствами индикации, а сегодня это уже высокоэффективные источники света.
В своей статье я расскажу о достоинствах тех ламп, которые в ближайшее время повсеместно заменят энергосберегающие лампы и лампы накаливания, постепенно уходящие на «второй план» из-за своей моральной старости. Постараюсь достаточно подробно разобрать некоторые самые главные достоинства светодиодных ламп — их экономичность и энергоэффективность.
Светодио́д, или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-еmitting diоdе, LЕD) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.
Рис.1. Светодиодная лампа
Для того, чтобы понять, как работает светодиод, рассмотрим подробнее его устройство. Светодиод имеет два вывода — анод и катод. На катод помещен алюминиевый параболический рефлектор (отражатель). Со стороны он выглядит как чашеобразное углубление, на дне которого располагается светоизлучающий кристалл. Активный элемент — полупроводниковый монокристалл — практически во всех современных светодиодах используется в виде кубика (чипа) размерами 0,3х0,3х0,25 мм, содержащего р-n или гетеропереход, а также омические контакты. Кристалл имеет соединение с анодом при помощи перемычки из проволоки. Оптически прозрачный полимерный корпус, являющийся одновременно фокусирующей линзой вместе с рефлектором, определяет угол излучения (диаграмму направленности) светодиода.
В основе любого светодиода заложен электронно-дырочный переход (р-n) [1]. При пропускании электрического тока через р-n переход мы можем наблюдать оптическое излучение. Напомню, р-n переход — это своеобразный «кирпич» полупроводниковой электронной техники, представляющий соединенные вместе два куска полупроводника с разными типами проводимости (один с преобладанием электронов — n тип, второй с преобладанием дырок — р тип).
Существенным и самым основным достоинством LЕD-ламп является их высокая энергоэффективность, т. е. достаточно низкое потребление электрической энергии при значительно высоком уровне освещённости. Для расчета энергоэффективности светодиодной лампы сравним её показатели с люминесцентной лампой и лампой накаливания.
Для примера рассмотрим освещение комнаты в обычной квартире. Я использую люстру с 5-ю обычными лампами по 60 Вт. Если я хочу поменять их на энергосберегающие (люминесцентные), то мне придется приобрести лампы на 12 Вт, в свою очередь аналогичные светодиодные лампы рассчитаны на 5–6 Вт.
Сравним затраты на электроэнергию и расходы на приобретение трёх видов ламп: люминесцентной (энергосберегающей), лампой накаливания и светодиодной (LЕD) лампой.
Средняя стоимость данных ламп в магазинах г. Казани:
— качественная лампа накаливания мощностью 60 Вт — 35 рублей
— энергосберегающая, аналогичная 60 Вт, на 12 Вт — 155 рублей
— светодиодная 5 Вт — до 500 рублей.
Стоимость одного кВт/час составляет около 3 рублей. В день моя люстра горит около 6 часов. В год получаем 6 х 365 = 2190 часов.
Потребляемая лампами электроэнергия в год:
— накаливания — 2190 х 60 Вт = 131400 Вт/час =131,4 кВт/час
— энергосберегающая — 2190 х 12 = 26280 = 26,2 кВт/час
— светодиодная — 2190 х 5 = 10950 = 10,9 кВт/час
Исходя из этого, рассчитываем стоимость потребляемой электроэнергии в год:
— накаливания 131,4 х 3 (стоимость одного кВт/час) = 394,20 рублей
— энергосберегающая 26,2 х 3 = 78,60 рублей
— светодиодная 10,9 х 3 = 32,70 рублей
Так как я использую люстру с 5-ю лампочками, то данные цифры мы увеличиваем в 5 раз. Тем самым получаем выгоду примерно 1800 рублей.
Вывод
В результате проведенных вычислений показано, что LЕD лампы являются перспективными для применения в системах освещения не только в быту, но и в различных отраслях промышленности. Благодаря финансовой выгоде светодиодные лампы целесообразно применять на производствах масштабного уровня, где свет необходим круглые сутки.
Литература:
- «Физические процессы в р-n-переходе». М.: МИЭМ, 2009. Лысенко А. П.
- Светодиоды — новые технологии рынка освещения [Электронный ресурс]. — Режим доступа: httр://www.lеdmir.ru/рubliс_01.htm. — Дата доступа: 06.01.2019
- Наиболее перспективные области применения светильников на светодиодах в освещении объектов жилищно-коммунального хозяйства [Электронный ресурс] / Ю. Б. Айзенберг [и др.]. — Режим доступа: httр://www.lеdmir.ru/рubliс.htm. — Дата доступа: 05.01.2019
- «Современные светодиоды». Издательство Радиософт, 2013. Юшин А. В.
Похожие статьи
Экспериментальная проверка и экономический расчет...
«Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник в виде нити или спирали) нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока. Спираль защищена прозрачной колбой, в которой создан...
Обзор светодиодных фар | Статья в журнале «Молодой ученый»
Светодиодные лампы для автомобиля имеют мощность 30 Вт, освещенность 3600 лк (сопоставимо с ксеноновой лампой) и время работы до 30 000 часов. Стоимость мощных светодиодных ламп составляет от 4 000 рублей за пару.
Исследование влияния компактных люминесцентных ламп на...
«Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник в виде нити или спирали) нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока. Применение вейвлет-преобразования для идентификации...
Сравнение характеристик энергосберегающих, люминесцентных...
Ключевые слова: экономия, электроэнергия, лампа накаливания, люминесцентная лампа,светодиодная лампа, сравнительный анализ. В прошлом году, изучая литературу при подготовке научной работы «Зеленый дом – фантазия или реальность?» меня заинтересовал...
Исследование энергосберегающих технологий | Статья в сборнике...
В настоящее время на смену обыкновенным лампам накаливания приходят новые светодиодные светильники. Светодиод — электротехнический прибор на основе полупроводникового материала, излучающий фотоны света при пропускании через него...
Проблема синего света в светодиодных светотехнических...
Светодиодное излучение повреждает сетчатку: опасность LED-дисплеев для зрения [Электронный ресурс].
Основные термины (генерируются автоматически): LED, синий свет, белый свет, механизм сна, мг кофеина, лампа накаливания, синий спектр, сине-голубой...
Светодиодные подъездные ЖКХ-светильники с фото...
60 — ваттную лампу накаливания может заменить светодиодный светильник мощностью 8 Вт. Если этот светильник оборудован датчиками
Заключение: таким образом, из приведенных расчетов очевидно, что срок окупаемости проекта перехода на светодиодные светильники...
Светодиодные светофоры для Российских железных дорог
низкую надежность ламп накаливания, недостаточную пыле и влаго защищенность. Всё это приводит к окислению контактов ламп накаливания, загрязнению внутренних поверхностей линз, загрязнению защитного стекла, снижению видимости и различимости сигнального...
Творческое задание как способ изучения фотоэффекта
Светодиод – это полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Испускаемое светодиодом оптическое электромагнитное излучение лежит в...
Похожие статьи
Экспериментальная проверка и экономический расчет...
«Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник в виде нити или спирали) нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока. Спираль защищена прозрачной колбой, в которой создан...
Обзор светодиодных фар | Статья в журнале «Молодой ученый»
Светодиодные лампы для автомобиля имеют мощность 30 Вт, освещенность 3600 лк (сопоставимо с ксеноновой лампой) и время работы до 30 000 часов. Стоимость мощных светодиодных ламп составляет от 4 000 рублей за пару.
Исследование влияния компактных люминесцентных ламп на...
«Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник в виде нити или спирали) нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока. Применение вейвлет-преобразования для идентификации...
Сравнение характеристик энергосберегающих, люминесцентных...
Ключевые слова: экономия, электроэнергия, лампа накаливания, люминесцентная лампа,светодиодная лампа, сравнительный анализ. В прошлом году, изучая литературу при подготовке научной работы «Зеленый дом – фантазия или реальность?» меня заинтересовал...
Исследование энергосберегающих технологий | Статья в сборнике...
В настоящее время на смену обыкновенным лампам накаливания приходят новые светодиодные светильники. Светодиод — электротехнический прибор на основе полупроводникового материала, излучающий фотоны света при пропускании через него...
Проблема синего света в светодиодных светотехнических...
Светодиодное излучение повреждает сетчатку: опасность LED-дисплеев для зрения [Электронный ресурс].
Основные термины (генерируются автоматически): LED, синий свет, белый свет, механизм сна, мг кофеина, лампа накаливания, синий спектр, сине-голубой...
Светодиодные подъездные ЖКХ-светильники с фото...
60 — ваттную лампу накаливания может заменить светодиодный светильник мощностью 8 Вт. Если этот светильник оборудован датчиками
Заключение: таким образом, из приведенных расчетов очевидно, что срок окупаемости проекта перехода на светодиодные светильники...
Светодиодные светофоры для Российских железных дорог
низкую надежность ламп накаливания, недостаточную пыле и влаго защищенность. Всё это приводит к окислению контактов ламп накаливания, загрязнению внутренних поверхностей линз, загрязнению защитного стекла, снижению видимости и различимости сигнального...
Творческое задание как способ изучения фотоэффекта
Светодиод – это полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Испускаемое светодиодом оптическое электромагнитное излучение лежит в...