Светодиоды, или LED (Light Emitting Diodes), а точнее их первые образцы, появились еще в середине прошлого века, но широкий интерес к ним со стороны простых обывателей появился сравнительно недавно. Связано это с тем, что светодиоды постепенно вытесняют привычные для нас искусственные источники света (лампы накаливания, галогенные, люминесцентные лампы и др.). Еще несколько лет назад многие не могли себе представить, что LED-технологии станут частью повседневного быта, и сфера их применения перестанет ограничиваться индикаторами электронных приборов, информационными табло и игрушками.

Причиной растущей популярности является целый ряд преимуществ светодиодов перед остальными источниками света:

• Первый и несомненный плюс - это очень долгий срок службы светодиодов (примерно 50000 часов).
• Низкое энергопотребление по сравнению с другими источниками света.
• Экономическая выгода - результат сочетания долговечности и экономии электроэнергии.
• Высокая светоотдача. Практически всю получаемую энергию светодиод преобразует в свет, в отличие, например, от лампы накаливания, которая при равной мощности дает света меньше, а выделяет тепла в разы больше.

Подвесной светильник со светодиодной матрицей, XAL

• Возможность выбора цветовой температуры светодиода в зависимости от цели освещения: от привычного теплого белого света лампы накаливания (2700-3000К) до холодного белого или дневного света (6500К). Здесь важно обратить внимание на такой параметр как биновка - группировка по длинам волн и цветовой температуре светодиодов. Дело в том, что недобросовестные производители дешевых светодиодных светильников или лент часто не следят за тем, чтобы у всех LED в изделии был одинаковый цветовой бин. Поэтому очень важно при покупке проверить, что светодиоды в светильнике/ленте/лампе не отличаются по цвету или яркости.
• Если стоит задача цветной декоративной подсветки, то RGB светодиоды - лучшее решение, так как количество цветов и сцен освещения ограничивается в этом случае лишь фантазией дизайнера. Они дают возможность организовать подсветку любого из цветов спектра и менять ее с помощью специального контроллера по своему усмотрению.
• Светодиодные светильники можно диммировать (регулировать яркость света).
• Компактность, гибкость и разнообразие модулей LED позволяют реализовывать множество дизайнерских светотехнических решений в самых разных интерьерах.
• Светодиод не нагревается, так как работает на низковольтном напряжении, что обеспечивает высокую степень пожарной безопасности. Благодаря этому свойству LED все чаще используются во встраиваемых в пол светильниках, потому что риск получить ожег, наступив на него босой ногой, сводится к нулю.
• LED устойчивы к механическим повреждениям из-за отсутствия у них хрупких элементов, таких как стеклянная колба или нить накаливания.
• Отсутствие фосфора, ртути и других токсичных элементов позволяет говорить об экологичности и безопасности этого источника света.

И это еще не полный перечень преимуществ светодиодного освещения!

Недостатки светодиодов

В связи с вышеперечисленным, возникает разумный вопрос о минусах и недостатках LED: есть ли подводные камни? На этот вопрос специалисты по освещению отвечают хором: «Цена».

Комментарий профессионала . Екатерина Букина, светодизайнер: «Высокая стоимость - пожалуй, единственный минус. Светодиоды - это почти идеальный источник света».

Безусловно, фактор цены очень важен. С другой стороны, быстрая окупаемость за счет экономии электроэнергии и срока службы светодиодов делает этот минус уже не таким значительным. Сегодня светодиодные технологии шагают семимильными шагами, возрастает конкуренция среди компаний, которые производят светодиодную продукцию, все это, несомненно, приводит к постепенному снижению стоимости. Вполне вероятно, что со временем LED станут более доступны, хотя о снижении цен до уровня ламп накаливания говорить, скорее всего, не приходится.

С помощью светодиодов можно подсветить карниз штор, полки или любую иную конструкцию

Кроме высокой цены, есть еще пара недостатков. Во-первых, светодиод требователен к источнику питания. Необходимость LED-драйвера (блока питания) не только увеличивает стоимость, но и ставит вопрос о том, куда его спрятать, чтобы было и незаметно для глаз, и доступно в случае, если потребуется замена. Многие светотехнические фабрики встраивают блоки питания в корпус светильника, что значительно упрощает подключение и установку.

Во-вторых, несмотря на длительный срок службы, светодиод со временем тускнеет и теряет яркость из-за деградации химических и физических параметров светоизлучающего кристалла. Скорость деградации светодиода напрямую зависит от качества теплоотвода. Поэтому, при покупке светодиодной продукции, стоит обращать внимание не только на цену, но и на производителя: лучше выбрать более дорогого, но проверенного, чтобы избежать ненужных разочарований и дополнительных затрат. Если речь идет о мощных светодиодных лентах, то можно и самостоятельно позаботиться об отводе тепла, например, закрепив ленту на профиль или полоску из алюминия. В остальных случаях все зависит от конструкции светильника и добросовестности производителей.

В-третьих, если светодиод в матрице светильника или в ленте по какой-либо причине перегорел, то заменить его будет очень проблематично, а в большинстве случаев просто невозможно. Однако уже сегодня некоторые светотехнические фабрики заявляют о том, что на случай выхода из строя светодиода у них существуют элементы для замены.

Новый свет - все еще впереди!

Каким бы огромным и ярким не было солнце, человечество все равно изобретает все новые и новые источники освещения. Без них уже совершенно невозможно представить нашу жизнь, работу, отдых. Причем потребности в электроэнергии растут с каждым днем.

Всего лишь 10 лет назад в качестве основного источника освещения использовались лампы накаливания. За это время наука ушла далеко вперед, изобретено большое количество ламп и систем освещения.

Сегодня в основном используется 4 вида источников искусственного освещения:

• лампы накаливания;
• лампы галогенные;
• лампы люминесцентные;
• лампы газоразрядные.

Лампы накаливания

С 1879 года, когда Эдисон получил патент на изобретение лампы накаливания, конструкция ее постепенно совершенствовалась, изменялись методы получения света, применялись новые материалы. Несмотря на то, что на рынке появляются все новые виды этих ламп - зеркальные, декоративные, и т.п., «лампочка Ильича» для россиян (а во всем мире лампа Эдисона) продолжает оставаться символом света.

Принцип работы такой лампы мы все изучали на уроках физики. В лампочке накаливания использован эффект нагревания нити из вольфрама в момент прохождения через нее тока. Ее температура растет после включения тока, и часть энергии преобразуется в излучение.

Галогенные лампы

Галогенные источники света становятся популярнее год от года. Это обусловлено, в первую очередь, их сильным и ярким светом, во много раз превосходящим лампы накаливания. Поскольку галогенные лампы позволяют нашим глазам гораздо лучше воспринимать и различать цвета, предметы в их свете выглядят более отчетливыми, живыми, яркими. К тому же галогенный свет может меняться от узко направленного пучка до мягкого рассеянного, не дает тени. Это позволяет дизайнерам варьировать возможности освещения помещения.

Конструкция лампы – колба из кварцевого стекла и наполнитель из газа с галогеном – позволяет им работать намного дольше ламп накаливания. Привлекают в этих лампах также неизменная насыщенность в течение срока службы, возможность регулировки яркости, небольшие размеры, прозрачность колбы.

Люминесцентные лампы

В отличие от галогенных ламп, люминесцентные лампочки более экономичны и служат значительно дольше. Свечение люминофора на стенках колбы обусловлено выделяемым под воздействием электричества ультрафиолетом. Меняя сорт люминофора, можно подбирать цветовую окраску света.

На сегодняшний день можно назвать много различных типов люминесцентных ламп. В зависимости от свойств они используются в самых разных местах – от промышленных цехов и тоннелей, где их замена сопряжена с определенными трудностями, до миниатюрных дисплеев. Очень интересны лампы для аквариумов и растений. В их спектре преобладают красный и синий цвета, что идентично естественному излучению. Свет этих ламп способствует хорошему развитию микрофлоры аквариума и растений при отсутствии естественного освещения.

Энергосберегающие лампы

Несколько лет назад мода на эти лампочки буквально захватила всю страну. Энергосберегающие лампы - это небольшие люминесцентные лампы с электронным регулятором пуска. Поскольку они имеют размер цоколя как у обычной лампы, то могут с успехом заменить их, учитывая то, что срок их службы больше раз в 10.

Газоразрядные лампы

Такие лампы обычно применяются в тех местах, где требуются яркие и компактные осветительные приборы с увеличенным сроком службы. Их работа основана на действии электрических разрядов между электродами, которые и вызывают свечение газа в разрядной трубке.

Ртутные лампы применяются в основном для освещения улиц. Существуют также металлогалогенные лампы , в которых улучшена цветопередача за счет добавления к наполнителю йодидов металлов.

Самой большой светоотдачей и самым долгим сроком службы обладают натриевые лампы . Они экономичны, и дают возможность при освещении увидеть все естественные цвета. Эти лампы нашли применение в уличном освещении, на спортивных стадионах.

Перспективы

Передовые рубежи науки не перестают радовать новинками в области освещения. Перспективная технология OLED (органические светодиоды) уже применяется в дисплеях для карманной техники. Но дальнейшие исследования позволят OLED-панелям, достаточно гибким и широким, найти применение в оформлении целых комнат – ими можно украсить элементы интерьера, стены, потолки.

Специалисты Германии тоже удивляют оригинальными новинками в области освещения – теперь в дамских сумочках может появиться подсветка, представляющая собой зашитую в ткань гибкую люминесцентную панель. Все дамы знают, как порой тяжело в темноте найти нужную вещь в сумочке. В будущем это не составит труда. Но изобретатели не намерены останавливаться на сумочках – в будущем нас ждут светящиеся приборные панели в автомобилях, самолетах, другой технике, светящиеся детали интерьера.

Китайские и американские ученые впервые со времен изобретения лампочки внесли в нее радикальные изменения – заменили вольфрамовую нить на углеродные нанотрубки. Пока проводятся исследования и испытания, но есть надежда в ближайшие 5 лет увидеть такие лампы в продаже.

Недалеко то время, когда уличные фонари наших городов заменят на светящие дорожки, по улицам будут ездить светящиеся автомобили. Нас ждет светлое будущее.

Российское правительство уже не первый год одной из приоритетных задач в своей деятельности считает повсеместное внедрение энергосберегающих технологий . Ежегодно в стране из-за низкой эффективности и при этом большой энергозатратности обычных ламп тратятся миллиарды рублей. Хорошо, что наконец-то отказались от 100-ватных ламп накаливания. По оценкам экспертов отечественная промышленность и сфера ЖКХ уже давно переоснащаются на галогенные, люминесцентные лампы и осветительные приборы. Однако есть и те, кто думает наперед. Специалисты единогласно считают ближайшим будущим мировой энергосистемы - светодиодное освещение.

Преимущества светодиодов

Светодиод или светоизлучающий диод - это полупроводник, который создает оптическое излучение при прохождении через него электрического тока. Тип излучения зависит от используемых в светодиоде материалов. В зависимости от их химического состава можно создавать светодиоды в диапазоне от ультрафиолета до среднего инфракрасного.

Рассмотрим основные преимущества светодиодов перед традиционными источниками света. Во-первых, срок службы, который в отличие от обычной лампы доходит до 50 000 часов. Во-вторых, высочайший КПД. В-третьих, сверхнадежность и износоустойчивость. В-четвертых, компактность, вибростойкость, эффективность при низких температурах. И, в-пятых, безопасность (в том числе пожаробезопасность) и экологичность (не используется ртуть).

Универсальность светодиодов позволяет всё чаще находить им применение в медицине, коммунальном хозяйстве, уличном освещении, а также в производственных и офисных энергосистемах.

Светодиодные лампы

Самый сильный аргумент в пользу светодиодных ламп - уникальная экономичность и долговечность . Экономия электроэнергии доходит до 90%, а срок службы таких лам составляет более 30 000 часов. Их применение позволяет максимально быстро достичь высоких показателей в энергосбережении и энергоэффективности.

Правда, здесь есть свои особенности. Современный рынок предлагает широчайший выбор светодиодных ламп, отличающихся друг от друга формой, цветом и областью применения.

В основе лампы - большое количество светодиодов со встроенным трансформатором. Его задача заключается в понижении напряжения до уровня, необходимого для стабильной работы светодиодов. Исходя из этого, для уличного освещения, например, оптимальным выбором станут лампы с цоколем Е40. Это 30 сверхярких светодиодов с общей потребляемой мощностью всего 30 Вт. В сравнении с распространенной сейчас лампой для уличного освещения ДРЛ 250 Вт светодиодная экономичнее почти в 12 раз. Или другой пример. Стандартную галогеновую лампу легко заменит 3-х светодиодная с потреблением на уровне 3-4 Вт.

Но и это ещё не всё. Помимо отличных показателей в энергосбережении, светодиодные лампы абсолютно безопасны для здоровья человека. Во-первых, в отличие от ламп накаливания и всех газоразрядных видов, новейшие лампы не создают колебания светового потока, который очень влияет на зрение. Во-вторых, они не производят UV-излучений. Светодиодные лампы обладают чистым светом. В-третьих, как уже говорилось выше, они не содержат ядовитых веществ (ртуть). И, в-четвертых, светодиодные лампы изготавливаются не из стекла, а тонкого прозрачного пластика. Такую лампу сложно разбить, да и благодаря алюминиевому рефлектору она почти не нагревается.

Немного статистики. Непрерывный срок службы светодиодной лампы около 5 лет. Светодиодная лампа мощностью всего 5 Вт с легкостью заменит 60-ватную лампу накаливания. А экономия электроэнергии будет более чем в 10 раз.

Светодиодные светильники

Сегодня они приходят на смену энергосберегающим люминесцентным и галогенным светильникам. И в первую очередь в промышленном секторе. КПД светодиодных приборов позволяет, как минимум, в 5 раз сократить нагрузку на всю сеть объекта.

Преимуществом светодиодных светильников является не только их низкое энергопотребление (12-24 Вт), но и безопасность , а также небольшие затраты на обслуживание и ремонт.

В последнее время из подобных светильников всё чаще монтируют целые модули. Их достаточно просто компоновать и можно создавать даже самые сложные световые композиции. Например, для подсветки зданий.

Однако разнообразие форм светодиодных светильников находит всё большее применение в традиционном освещении. Они бывают встраиваемые, подвесные, что дает возможность закреплять их практически на любую поверхность. Именно поэтому их используют в освещении крупных торговых центров, офисов, парковок, улиц и пр. Нашли им применение и в ЖКХ: освещение придомовых территорий, подъездов, подвалов, где свет горит почти постоянно.

В среднем светодиодные светильники служат более 25 000 часов и могут обеспечить максимальный комфорт и безопасность людей. Главная их проблема только в высокой цене. Но, по мнению экспертов, в течение ближайших пяти лет в связи с массовым переходом на светодиодное освещение стоимость на светильники снизится в 4 раза . Безусловно, это только поможет их более широкому распространению.

Светодиодное освещение

Это целая система светодиодных технологий. При строительстве новых зданий, даже целых кварталов или поселков, в архитектурном плане уже прописывается установка именно светодиодного освещения.

Это говорит о том, что подрядчик изначально ориентируется на максимальную экономию электроэнергии. Да и современные тенденции в архитектуре с целым разнообразием световых решений, требуют делать ставку на экономичность световых источников.

В конце концов, новые объекты оснащаются не только энергоэффективной системой, но получают практически естественный свет, не влияющий на здоровье человека.

Что касается уличного светодиодного освещения, то со временем оно не тускнеет, как это обычно бывает. Более того, на светодиоды не оказывает ни какого воздействия российский климат.

Будущее домашнего освещения

• Энергия и элементы питания

Традиционные лампы накаливания с вольфрамовой нитью прослужили человечеству более 120 лет. Компактные люминесцентные (энергосберегающие) лампы были запатентованы в 1984 году, а в обиход вошли лишь десять лет назад.

По всей видимости и те и другие скоро отправятся на покой - с достаточно большой вероятность можно сказать, что уже в ближайшее время для бытового освещения в основном будут использоваться светодиоды.

С момента создания первого светодиода (LED) прошло уже пятьдесят лет. Сначала светодиоды назывались «Свет Лосева» (Losev Light) по имени советского физика Олега Лосева, в 1923 году обнаружившего электролюминесценцию полупроводникового перехода. Первым появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились жёлтые и зелёные светодиоды. Cиний светодиод был создан в 1971 Яковом Панчечниковым в компании RCA, но он был чрезвычайно дорог. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешёвый и яркий синий светодиод.

Ещё 20 лет назад считалось, что белый светодиод создать невозможно, однако, после появления синего светодиода стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB), а в 1996 году появились первые белые люминофорные светодиоды. В них свет ультрафиолетового или синего светодиода преобразуется в белый с помощью люминофора. К 2005 году световая эффективность светодиодов достигла значения 100 лм/Вт и более. Это позволило начать использовать светодиоды для освещения, ведь светодиод является одним из самых экономичных источников света - он в 6-10 раз эффективней лампы накаливания.

Сегодня светодиоды достигли такого качества и яркости, что они могут полноценно заменять лампы накаливания, причём если используются хорошие светодиоды, разницу в освещении заметить невозможно.

Сейчас в большинстве магазинов, торгующих лампочками, на полках уже есть светодиодные лампочки «ретрофиты» под стандартные цоколи E27, E14 и другие. Через пять лет таких лампочек на полках магазинов будет большинство, однако эта ветвь тупиковая. Конечно, такие лампочки ещё долго будут производиться, но будущее не за ними.

Будущее за светодиодными светильниками в которых не будет никаких патронов и цоколей. Хорошие светодиоды живут достаточно долго, поэтому необходимость в их замене отпадает.

Промышленность очень инерционна, однако уже сейчас можно купить офисные светодиодные светильники - аналоги стандартных светильников на люминесцентных лампах-трубках. Причём стоимость этих светильников уже не сильно превышает стоимость светильников на люминесцентных лампах. К примеру, хороший квадратный светодиодный светильник для подвесного потолка с мощностью 32W, заменяющий светильник на четырёх лампах по 18W, стоит всего 2000 рублей. Дешёвый можно найти и за 1200. При том что обычный светильник в комплекте с лампами стоит около 1000 рублей.

По таким же ценам появились светодиодные светильники, заменяющие светильники на люминесцентных лампах-трубках 2x36w.

Начинают появляться светильники, которые можно использовать в помещениях общего пользования. К примеру, вот такой светодиодный светильник, мощностью 22W, имеет яркость 1800 лм и может заменить светильник с двумя лампами накаливания по 75W. При этом стоит он чуть больше 1000 рублей.

А вот светодиодных люстр для жилых комнат пока практически нет, но они обязательно появятся. Возможно, дизайн люстр в связи с этим будет радикально меняться, впрочем нет никаких проблем сделать люстру на светодиодах с вполне традиционным дизайном.

Предполагаю, что довольно скоро продажи любых лампочек станут минимальными - все будут покупать готовые светодиодные светильники и лампочки будут не нужны.

На этом можно было и закончить, но я, пожалуй, тезисно объясню некоторые моменты и возможно отвечу на вопросы, которые могли у вас появится.

Лампа накаливания крайне неэффективна - лишь 5% энергии, приложенной к ней, превращается в свет. 95% - в тепло. К тому же она недолговечна - среднее время работы 1000 часов.

Компактная люминесцентная (энергосберегающая) лампа в пять раз эффективнее лампы накаливания, но у неё множество недостатков: лампа содержит ртуть и представляет реальную опасность для здоровья, если разобьётся; лампа медленно разгорается, а на морозе делает это ещё медленнее; часто лампа имеет неестественный, неприятный для глаз цвет освещения, лампа не позволяет регулировать свою яркость (очень редко встречаются диммируемые КЛЛ, но минимальный уровень яркости у них довольно высок); лампа недолговечна (обычно 8000 часов) и в процессе работы деградирует.

В продаже уже есть светодиодные лампы под стандартные цоколи (ретрофиты), которыми можно полноценно заменить лампы накаливания без ухудшения качества освещения. Эти лампы не мерцают, имеют комфортный цвет и достаточную яркость. При той же яркости их мощность, как правило, в восемь раз ниже мощности ламп накаливания.

Считаю важным заметить, что хоть все эти лампы изготовлены в Китае, почему-то они не продаются в китайских интернет-магазинах. А то, что там продаётся, в подавляющем большинстве имеет очень низкое качество и заниженную мощность. Ни одна из двух десятков светодиодных ламп, купленных мной в китайских интернет-магазинах, не имела достаточного качества для применения в жилых помещениях. Эти лампы мерцали, имели недостаточную яркость, некомфортный цвет. Категорически не рекомендую покупать лампы там.

Производители светодиодных ламп-ретрофитов под стандартные цоколи вынуждены идти на многие компромиссы - в стандартный цоколь нужно как-то запихнуть драйвер (источник питания для светодиодов), да ещё и обеспечить необходимое охлаждение светодиодам. Конечно же, если не быть стеснённым в размерах (в случае светильника) всё это можно сделать проще, лучше и дешевле.

О светодиодных лампах можно сказать как о хорошем, но далеко заброшенном изобретении. Во второй половине 20 столетия ещё не было таких темпов развития технологий, чем в последние 3-5 лет текущего века. Тогда эту находку посчитали непозволительной роскошью для серийного производства, и никто так и не узнал, насколько это выгодный экономически осветительный прибор. При немалых расценках он оправдывает затраты, поскольку даже гарантия на такие лампы предоставляется 2 года, а служат 8-12 лет.

Светодиодные лампы со временем могут заменить обычные лампы накаливания, просто для этого время ещё не пришло. Но, тем не менее, завоёвывают все большую востребованность у покупателей.

Достоинства светодиодных ламп

Энергоэффективность. При мощности лампы в 10 Вт, света в пространство приходит равнозначно мощности 100 Вт. А по продолжительности освещения 50 тыс, часов, тогда как обычная лампочка сгорает через 2-3 месяца. Если пользоваться светодиодной лампой ежедневно 8 часов, то о смене можно забыть на долгие годы.

Приближенность к дневному свету. Не болят глаза. Лампа не мерцает, как неоновая. Нет опасения для здоровья, ввиду отсутствия опасных излучений.

Экономичность. При нагреве лампа отдаёт энергию в свет, и никогда не бывает горячей.

Не взрывается, как обычная лампочка при перепадах напряжения.

Технология использования

Можно купить светодиодную лампу по типу люминисцетной и накаливания, подобрав цоколь. И просто заменить один формат лампы на другой. Мощность у них по диапазону разная - 1-50 Вт. Подбирая лампу, нужно мощность обычность поделить на 8, в остатке получится то, что соответствует светодиодному формату.

Применение светодиодных ламп

Лампы будущего начинают активно шагать в освещении домов, подворий, территории вокруг многоэтажных домов. Ими освещают улицы, парки, автозаправки. Не все устремляются покупать, однако, поскольку дешевой продукцию не назовёшь. Интерес представляют настольные лампы, но даже самая маленькая с небольшим обзором освещения стоит до 400-500 рублей. Что уже говорить о большей мощности. И тем не менее, всё больше граждан понимают - лучше оплатить больше, а потом лет на 10 забыть, нежели покупать обычные лампочки каждые 3-4 месяца.