Эффективность уличного освещения светодиодными светильниками

Светодиодные лампы в качестве основного источника света в вечернее время на улице стали использоваться не так уж давно. Если раньше такого рода приборы могли задействоваться в осветительных системах в помещении, то сегодня их область применения расширилась, и появились консольные фонари для уличного освещения, прожекторы.

Применение светодиодных ламп

Несколько лет назад (в 2012 г.) западные страны, в частности, Германия и Австрия полностью отказались от натриевых ламп, перейдя на консольные светодиодные источники света. За ними следом к такому решению постепенно идут и страны СНГ. В России также отмечается тенденция к увеличению расходов на подобные приборы для уличного освещения.

Установка фонарей на базе светодиодов происходит на разных участках: автодорогах, в тоннелях, в районе тротуаров, парков, на ж/д платформах. Поэтому все больше причин отнести такие лампы к числу универсальных приборов. Кроме того, при установке вдоль автодорог светодиодные источники света не искажают восприятие, как, например, это делают натриевые исполнения.

Основные достоинства и недостатки

Как и любая прочая техника, консольные фонари на базе светодиодов имеют свои плюсы и минусы. К преимуществам можно отнести:

1. Экономичность, что подтверждают элементарные расчеты. Уровень их энергопотребления заметно ниже, чем у тех же натриевых ламп. Но это не сказывается на интенсивности освещения, наоборот, по данному параметру светодиодные фонари ничуть не уступают люминесцентным лампам.
2. Надежность плафона, что снижает риск механического повреждения фонаря и, непосредственно, лампочек.
3. Длительный срок службы. Например, если приборы уличного освещения не эксплуатировать круглосуточно, а лишь в темное время суток, то велика вероятность, что светодиоды прослужат 25 лет кряду. Средний же срок эксплуатации составляет 10-15 лет.
4. Неподверженность высоким и низким температурам.
5. Отсутствие шумового эффекта во время функционирования.
6. Широкий спектр оттенков, которые может передавать светодиодная лампа уличного освещения.
7. Отсутствие мерцания, каким характеризуются газоразрядные фонари.
8. Высокая степень быстродействия.
9. Экологичность ввиду отсутствия вредных для здоровья человека составляющих.

Уличное освещение на базе светодиодов имеет и некоторые недостатки. Некоторые ошибочно причисляют к минусам таких светильников относительно высокую стоимость. Однако если смотреть в будущее, то совсем скоро консольные фонари со светодиодами окупятся, так как при небольшом уровне энергопотребления выдают довольно высокую производительность.

Таблица сравнения с популярными источниками освещения

Действительно же к недостаткам можно отнести следующие факторы:

• Высокую степень подверженности перепадам напряжения в сети, решается такая проблема посредством специальной защиты, которая срабатывает в случае превышения нормального значения напряжения;
• Светодиодные лампы также сильно подвержены воздействию тепла, которое продуцируется во время их эксплуатации, для решения данного вопроса используется подложка под светодиоды, но при некачественной пайке этого элемента образуются полости, нарушающие процесс оттока тепла;
• Часто поломки светодиодных приборов связаны с тем, что выходят из строя электроды, которые являются частью конструкции.

В случае правильно организованного подхода, который подразумевает эксплуатацию защищенных приборов освещения, подконтрольных блоку управления, а также при условии качественно выполненной пайки подложки светодиодов эти минусы будут незаметны.

Расчет экономической эффективности

Чтобы орудовать определением «эффективность» не на словах, а, руководствуясь практическими данными, необходимо произвести показательный расчет. Для примера будут рассматриваться светильники двух видов: с натриевой лампой и светодиодный вариант.

Расчет основывается на следующих данных: тариф на электроэнергию на начало года плюс некоторое удорожание услуг (15%), общее количество часов, на протяжении которых функционируют консольные фонари уличного освещения (12 часов в сутки, соответственно, в год выходит 4 380 часов). Дополнительно к тому рассматривается определенный расчетный период, стоимость одного прибора и общее их количество для освещения улицы.

Светодиодные фонари имеют более низкую мощность, однако, их стоимость заметно выше (примерно в 5 раз). В расчет включается также необходимость периодического обслуживания, ежегодная замена лампы. Чтобы получить данные для сравнения по каждой лампе необходимо произвести несложные вычисления: умножить количество часов, на протяжении которых функционировал светильник, на мощность лампы и тариф на электроэнергию плюс процент удорожания.

Таблица эффективности различных видов ламп

В результате расчета можно получить расход на светодиодный и натриевый фонарь при покупке и на протяжении некоторого срока эксплуатации. Если в случае с газоразрядным фонарем отмечается заметная экономия во время приобретения прибора (светильник и лампа), то благодаря расчету выяснилось, что на протяжении каждого года эксплуатации расходы на обслуживание и затраты на электроэнергию превышают аналогичные показатели фонарей на базе светодиодов.

Особенности уличного освещения

В качестве источника света для автомобильных дорог обычно используется консольный тип фонарей со светодиодными лампами. Разные условия эксплуатации требуют применения светильников определенного уровня мощности. Если планируется освещение магистралей и крупных автодорог, тогда используются лампы до 400 Вт. Для второстепенных дорог подходят светодиоды мощностью до 250 Вт, а парковые зоны, скверы, тротуары, пешеходные переходы освещаются лампами до 150 Вт.

Расчет эффективности эксплуатации светильников можно произвести и для консольных фонарей. На магистралях освещение должно характеризоваться равномерностью в соответствии с нормами государственных стандартов. Такому эффекту способствуют приборы с вытянутым пятном света. Поэтому для магистралей актуально подбирать фонари с линзами особого рода, обеспечивающими угол 120^о х 60^о.

При выборе приборов уличного освещения принято руководствоваться их эффективностью освещения, целевым назначением, расстоянием между столбами, их высотой и качеством покрытия дороги. Для подсветки архитектурных объектов используются приборы и с направленным, и с рассеянным освещением. Регламентирует эти требования СНиП 23-05-95, куда были внесены поправки о применении светодиодных светильников ввиду их широкого  распространения.

Подведем итог

Таким образом, расчет эффективности применения фонарей на базе светодиодов подтверждает, что каждый последующий год эксплуатации таких приборов характеризуется существенной экономией. Это обусловлено отсутствием необходимости в дополнительном обслуживании светильников, а также в ежегодной замене ламп. Благодаря расчету можно увидеть, что фонари на базе светодиодов окупятся уже через 2 года функционирования, а каждый последующий год работы будет отмечаться все большей экономией.