Сравнение и оценка эффективности LED.
Если начать сравнивать существующие источники света, то как это сделать? Для сравнения по свето - техническим характеристикам надо учесть: эффективность лампы, эффективность электронного устройства запуска, эффективность оптической системы, срок службы и как результат сравнить освещенность на поверхности, как результат от освещения. А для комплексной оценки и полного сравнения требуется учесть расходы на обслуживание и расходные материалы, на электроэнергию и утилизацию ламп при расчете эффективности замены, а если расчет ведется на новый объект, то так же необходимо учесть стоимость выделяемых мощностей, кабеля для прокладки линий.
Сравним эффективность различных источников света (берем данные лучших производителей):
Таблица 1.
| Источник света | Эффективность, лм/Вт | Срок службы, час | КПД устройства запуска | |
| Лампа накаливания | 8-12 | 1000 (600) | 1 | |
| Галогенная лампа | 14-16 | 2000 (1000) | 1 | |
| Компактная люминесцентная лампа | 45-50 | 8000 (6000) | 0,8-0,85 | |
| ДРЛ | 50-60 | 4000 (2000) | 0,85 | |
| Люминесцентная лампа | 60-70 | 8000 (6000) | 0,8-0,9 | |
| Металлогалоидная лампа | 65-90 | 8000 (6000) | 0,65-0,8 | |
| ДНат | 100-120 | 30000 (8000) | 0,85 | |
| Светодиод (СИД) | 100-130 | 100000 (50000) | 0,95 |
Надо учесть, что в таблице указаны максимальная эффективность (производители нижней ценовой категории часто реально производят лампы с гораздо более низкими значениями). Срок службы представлен двумя значениями – первое срок службы до отказа лампы, а в скобках указан срок при котором световой поток падает на 30%.
Но лампа входит в осветительную систему. Поэтому надо учесть потери в системе:
- Потери на электронном устройстве запуска (приведены в таблице 1).
- Надо учесть угол обзора и потери на отражательной системе. У классических ламп угол обзора равен 360 градусов. В основных применениях используется только часть света в нужном направлении на 100% (обычно это порядка 45-90 градусов, т.е. максимально используется только 1/5 света), а остальной световой поток существенно теряется на отражающих системах светильника. Потери на первоначальном этапе эксплуатации составляют 30-40%, а при длительной эксплуатации в реальных условиях снижается до 60%. Это происходит по причине старения материалов (потери светопропускающей способности поликарбоната, органического стекла, окисления металлических материалов), а так же накоплении пыли (матовая поверхность имеет очень низкий коэффициент отражения).
Таким образом в зависимости от светильника в среднем мы потеряем 40-50% светового потока на осветительной системе. Светильники на СИД лишены данного недостатка по причине направленности и возможности формировать требуемый угол обзора.
Результат сравнения с учетом потерь (выходная эффективность с учетом потерь на световой системе – 50% на отражающей системе и электронном блоке запуска соответственно):
Таблица 2
| Источник света | Эффективность, (лм/Вт) |
| Лампа накаливания | 4-6 |
| Галогенная лампа | 7-8 |
| Компактная люминесцентная лампа | 18-22 |
| ДРЛ | 20-24 |
| Люминесцентная лампа | 26-29 |
| Металлогалоидная лампа | 24-36 |
| ДНат | 42-50 |
| Светодиод (СИД) | 95-123 |
Таким образом эффект от применения СИД светильников в области направленного света (уличное, промышленное, архитектурное освещение и многое другое) очень высок. Превосходит в 2-30 раз существующие источники света, т.е. в среднем в 15 раз, а если не учитывать устаревшие источники света, как лампа накаливания, то в 5-10раз.
Для экономической оценки эффективности применения светодиодного освещения составим расчет - сводную таблицу для различных источников света. За основу возьмем распространенную в промышленном применении лампу ДРЛ 250 (среднюю по показателям эффективности) в количестве 1000шт., т.е. условное потребление завода:
Таблица 3
| Статья расходов | Основа светильника | |||
| ЛН | Галоген. | ДРЛ | ||
| Эффективность, лм/Вт | 6 | 8 | 24 | |
| Потребляемая электроэнергия, кВт | 1,36 | 1,02 | 0,34 | |
| Общее потребление, кВт | 1360 | 1020 | 340 | |
| Стоимость выделения мощностей (Тариф - 40000руб/кВт), млн.руб. | 68 | 51 | 17 | |
| Стоимость электроэнергии в год (тариф 4 руб, 260 дней/год, 10 часов/день), млн.руб. | 14,14 | 10,61 | 3,54 | |
| Статья расходов | Основа светильника | |||
| ЛЛ | Металог. | ДНат | СИД | |
| Эффективность, лм/Вт | 29 | 36 | 50 | 95 |
| Потребляемая электроэнергия, кВт | 0,28 | 0,23 | 0,16 | 0,086 |
| Общее потребление, кВт | 281 | 227 | 163 | 86 |
| Стоимость выделения мощностей (Тариф - 40000руб/кВт), млн.руб. | 14,07 | 11,33 | 8,16 | 4,29 |
| Стоимость электроэнергии в год (тариф 4 руб, 260 дней/год, 10 часов/день), млн.руб | 2,93 | 2,36 | 1,7 | 0,89 |
В таблице указаны:
- Эффективность - показатель эффективности систем направленного освещения.
- Потребляемая электроэнергия – потребление светильником аналогичным системе на основе лампы ДРЛ 250.
- Общее потребление – потребление комплекса из 1000 светильников.
- Стоимость выделения мощностей – стоимость мощностей из расчета 40 000руб/кВт.
- Стоимость электроэнергии в год – учет затрат на электроэнергию с учетом тарифа 4 руб/кВт, эксплуатации в течении 260 дней по 10 часов.
Итого система на основе СИД только учитывая электроэнергию приносит экономический эффект на данной рассчитываемой модели: 0,81 – 13,25 млн.руб. Если учесть стоимость высвобожденные мощности, то эффект составит 4,67 – 76,96 млн.руб.
Учет эксплуатации, расходных материалов и утилизации ламп содержащих вредные вещества носит индивидуальный характер для каждого отдельно взятого предприятия и так же является существенной статьей расходов. При эксплуатации систем на СИД источнике света эксплуатации сводится к минимуму.
Таким образом внедрение светодиодного освещения вполне окупается высвобождаемыми мощностями, а экономия на электроэнергии, обслуживании и остальных статьях затрат идут ежегодным бонусом на протяжении срока эксплуатации оборудования.