Исследовательская работа по теме: Слаботочные системы освещения. Диодные лампы

Министерство образования Ульяновской области

ОГБОУ СПО Ульяновский техникум железнодорожного транспорта

190701 Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

По теме: Слаботочные системы освещения. Диодные лампы.

Студент: Шиленков Владислав

Руководитель: Карцев Александр Викторович

Ульяновск 2014

Оглавление

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 АКТУАЛЬНОСТЬ

Неуклонное увеличение численности населения нашей планеты, беспрецедентно быстрое развитие производства в период НТР, нарастающее истощение запасов привычных источников, наконец, требования к сохранению окружающей среды заставляют людей искать новые способы экономии энергии.

Энергетика служит основой любых процессов во всех отраслях народного хозяйства, главным условием создания материальных благ, повышения уровня жизни людей. К традиционным источникам энергии относятся ТЭС, АЭС, ГЭС.

Человечество потребляет огромное количество энергии. За год мы сжигаем от 9 до 20 млрд. тонн топлива. 75% всей потребляемой энергии составляют полезные ископаемые (34% - нефть, 25% - уголь, 19% - природный газ); 5% остальной потребляемой энергии – атомные ЭС; 6% - ГЭС; 11% - от других источников энергии.

В России энергетическая проблема актуальна особенно. Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» установлена задача по снижению к 2020 году энергоемкости валового внутреннего продукта не менее чем на 40 процентов по отношению к уровню 2007 года и обеспечению рационального и экологически ответственного использования энергии и энергетических ресурсов. 27 декабря 2010 г. принята Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года», основной задачей которой признана задача снижения энергопотребления и модернизация систем энергоснабжения. Именно решению этих двух проблем и посвящено мое исследование.

В своей работе я обратил внимание на новейшие технологии освещения, снижающие энергопотребление, однако обеспечивающие не менее качественное освещение, чем традиционные световые источники.

Несмотря на огромный потенциал слаботочных диодных систем освещения, их использование было осложнено техническими сложностями, а именно:

Крайне высокая, недоступная для подавляющего большинства граждан, цена.

Только зарубежное производство.

Как следствие, отсутствие грамотного сервиса, документации, квалифицированных специалистов.

Однако, это абсолютно не актуально на современном этапе развития науки и техники в России.

В настоящее время слаботочные осветительные системы унифицированы для широкого применения и выполнить их монтаж и наладку может любой квалифицированный электрик. Кроме того, современные слаботочные диодные лампы производятся под стандартные патроны ламп освещения E26/E27 (широкий цоколь), E14 (узкий цоколь)

1.2 НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

До недавнего времени эталоном энергосбережения по праву считались люминесцентные лампы. Собственно, факторы, ограничивающие повсеместное распространение люминесцентных ламп абсолютно те же, что и факторы, препятствующие сегодня распространению слаботочных диодных ламп, а именно:

Высокая цена прибора освещения. Однако, данный фактор временный, цена сильно снижается при массовом производстве, что и происходит сегодня в России.

Косность мышления населения. Даже при очевидных выгодах население склонно применять проверенные, привычные способы удовлетворения насущных потребностей. Одним из проявлений подобной инертности можно считать непроверенные мифы о том, что от света люминесцентных ламп портится зрение, либо миф о вреде для зрения слаботочного диодного освещения.

Однако, необходимо обратить внимание, что люминесцентные системы освещения имели и еще целый ряд недостатков, которых лишены слаботочные диодные лампы, а именно:

Содержание вредных веществ (пары ртути), что требует особой осторожности в эксплуатации.

Требование к специализированной утилизации. В современных условиях все возрастающих требований экологической безопасности для учреждений и юридических лиц это становится достаточно значимым фактором.

Как уже было сказано, слаботочные диодные лампы сочетают в себе достоинства энергосбережения люминесцентных ламп, а точнее, даже превосходят их по данному параметру, а также начисто лишены их недостатков, т.е. не содержат вредных веществ и абсолютно нейтральны для человека и окружающей среды.

1.3 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Рассчитать возможность, рентабельность и целесообразность внедрения слаботочного диодного освещения на базе ОГБОУ СПО Ульяновского техникума железнодорожного транспорта.

1.4 ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Исследовать принципы и источники слаботочного диодного освещения.

Определить преимущества реализации данной системы, выявить недостатки.

2.ПРИНЦИПЫ СЛАБОТОЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

2.1 ИСТОРИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ПОНЯТИЯ СВЕТОДИОД

Светодиоды ( СИД ) имеют свою известность более века. Основу в истории светодиодов положил Британский ученый Генри Раунд в 1907 году заострил внимание на эмиссии света, во время работы с кристаллами CaSi. Научное исследование вылилось в отчет, де говорилось о том, как под воздействием электрического возбуждения из СаSi ( карбид кремния ) получался свет. Раунд заметил, имея низкое напряжение, свет получался желтый. А при увеличении напряжения цвет менялся до синего. До 1920 года больше никто не занимался ( во всяком случае публикаций на эту тему не было) светодиодным свечением.
Примерно в этот же период русский ученый Олег Лосев создал первый светодиод, обнаружив, что используемые диоды в обычных радиоприемниках стали испускать свет, после прохождения по ним какого-либо тока. Лосев опубликовал множество работ на тему – светодиоды. В них он давал разъяснения о связи спектров излучения с вольтамперными характеристиками диодов. 1927 год ознаменован тем, что русский ученый запатентовал «светлое реле». Этим патентом Лосев положил начало использования светодиодов в целях коммуникации.

Не смотря на то, что Раунд и Лосев стали открывателями в истории светодиодов, это не получило большого распространения в то время для практики. Используемые в диодах карбид кремния давал очень малое излучение.

1955 год. Рубин Браунштайн представил миру инфракрасное излучение, получаемое обычными диодными структурами. Эти полупроводники уже были на основе асенида галлия AsGa, антимонида галлия, фосфида индия и конечно же кремний-германия. Через некоторое время лаборанты из Texas Instruments Боб Биард и Гари Питтмэн также получили инфракрасное излучение арсенида галлия после его «обработки» током. И уже в 1961 году первый патент на инфракрасный светодиод  появился на свет.

Прародители светодиодов.

В1960 одах Ник Холоньяк из GE проводил эксперименты с галлием, мышьяком и фосфидами. Совместно с Робертом Холлом изобретатели создали лазер с видимым излучением. Спустя некоторое время светодиоды с красным светом стали применяться в коммерческих структурах.

Ученик Холоньяка, Джордж Крэфорд в 1972 году изобрел желтый светодиод, вместе с тем увеличив на порядок яркость красных и красно-оранжевых светодиодов.

Не без помощи этих ученых первая компания в мире Monsanto, организовала массовые выпуски светодиодов. Которые стали использоваться как в лабораторных оборудованиях, так и в обычных приборах коммерческого использования (ТВ, магнитолы и т.п. )

В середине 1970 годов благодаря технологии планарной при изготовлении полупроводниковых кристаллов, изобретенной Жаном Эрни, Fairchild Semiconductor снизила себестоимость производства светодиодов.

1976 год. Пиэрсолл открыл полупроводниковый материал, у которого длина излучения волны была оптимизирована под  передачу по оптоволокну. Используя эти данные, им были изобретены новые сверхяркие светодиоды.

1980 год. Арсенид-галлия-алюминия (GaAsAl) стал широко использоваться в качестве полупроводникового материала. Этот сплав позволил увеличить яркость светодиодов, уменьшить мощность по рассеиванию, а также возможность импульсного питания и мультиплексирования. Это дало нам возможность использовать сканеры штрих-кодов, волоконно-оптическую связь и медицинское оборудование.

Большим минусом светодиодов на этой основе представлялась сильная деградация светоотдачи и длина волны излучения в 600 нм.

1987 год. HP смогла усовершенствовать технологию GaAlAs, тем самым повысив яркость и мощность светодиодов. Это позволило использовать LED в габаритах автомобилей и стоп сигналов. Отсюда был положен отчет по замене ламп накаливания светодиодными лампами.

В начале 1990 года стал использоваться более эффективный полупроводник на основе AlGaInP ( фосфид алюминия-галлия-индия ). Этот полупроводник позволил существенно понизить деградацию светодиодов и расширить световой диапазон. Теперь светодиоды всех известных оттенков стали производиться по одной и той же системе.

Синие светодиоды.

Светодиоды всех основных цветов уже были известны человечеству. Оставалось только найти как получить синие светодиоды. В конце 1980 годов японцы Акасаки и Амано совершили открытие по важному вопросу выращивания эпитаксиальных структур нитрида-галлия. Свои исследования были представлены компании Nichia Corporation. И там господа инженеры в 1993 году представили миру новый синий светодиод. На этом был положен конец формирования RGB светодиодов.

Изобретатели синих светодиодов

1995 год. Альберто Барьбьери занимался проблемами повышения эффективности и надежности высокоэффективных светодиодов, и с успехом продемонстрировал впечатляющие результаты, достигнутые при использовании прозрачных контактов на светодиодах из алюминия-галлия-индия-фосфида/арсенида галлия (AlGaInP/GaAs). Последние достижения в области синих светодиодов, в совокупности с усовершенствованиями, сделанными Барбьери, быстро привели к появлению первых высокоэффективных белых светодиодов, в которых смешение желтого излучения люминофорного покрытия с синим излучением кристалла дают результирующее свечение, кажущееся белым.

Стоит отметить, что в настоящий момент светодиодная технология не стоит на месте. Каждый день придумывается и открывается что-то новое в мире светодиодов. А это говорит о том, что история светодиодов продолжается.

КОНСТРУКЦИЯ ДИОДНОЙ ЛАМПЫ

В качестве первого примера можно рассмотреть устройство светодиодной лампы разработанной фирмой «СЭА Электроникс» с применением специализированных микросхем. Электрическая схема такой лампы показана на рисунке.

Схема светодиодной лампы фирмы «СЭА Электроникс»

При использовании мощных светодиодов совместно с полупроводниковыми преобразователями появилась возможность создания источников света, выдерживающих конкуренцию с лампами накаливания. Схема достаточно проста и содержит небольшое количество деталей. Это достигнуто за счет применения специализированных микросхем.

Преобразователь, подключенный к осветительной сети 220В, обеспечивает на выходе напряжение 5В при токе около 100 миллиампер. Подключение к сети производится через выпрямитель, выполненный на диоде D1 (в принципе возможно использование мостовой схемы выпрямителя) и конденсаторе C3. Резистор R1 и конденсатор C2 устраняют импульсные помехи.

Все устройство защищено предохранителем F1, номинал которого не должен превышать указанный на схеме. Конденсатор C3 предназначен для сглаживания пульсаций выходного напряжения преобразователя. Следует заметить, что выходное напряжение не имеет гальванической развязки от сети, что в данной схеме совсем не нужно, но требует особой внимательности и соблюдения правил техники безопасности при изготовлении и наладке.

Конденсаторы C3 и C2 должны быть на рабочее напряжение не менее 450 В. Конденсатор C2 должен быть пленочным или керамическим. Резистор R1 может иметь сопротивление в пределах 10…20 Ом, что достаточно для нормальной работы преобразователя.

Использование данного преобразователя позволяет отказаться от применения понижающего трансформатора, что значительно уменьшает габариты всего устройства в целом. Отличительной особенностью микросхемы BP5041 является наличие встроенной катушки индуктивности, что позволяет уменьшить количество навесных деталей и в целом размеры монтажной платы.

В данной конструкции применены 4 сверхярких светодиода типа TWW9600, хотя вполне возможно применение других типов светодиодов производства других фирм.

2.3 ВОЗМОЖНОСТИ СЛАБОТОЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Преимущества, которыми обладает светоизлучающий диод (СИД) по сравнению с традиционными лампами, позволяют с уверенностью утверждать, что появление новых типов осветительных приборов на основе СИД станет революционным технологическим прорывом в светотехнике.

Впервые светодиоды стали использоваться в промышленной продукции во времена СССР в конце 60-х – начале 70-х гг. Тогда они не обладали требуемой для осветительных приборов светоотдачей, ресурс их был невелик, и светили они не белым цветом, как нужно, а красным или каким-то иным. Все упиралось в материалы. В 90-х гг. по понятным причинам работа над созданием светоизлучающих диодов была приостановлена.

В мире же, наоборот, подобные работы велись нарастающими темпами, и был создан новый материал – нитрид галлия на сапфире, позволивший достичь свечения белого цвета. Особенно в этом плане преуспела японская компания Nichia и ее коллеги-конкуренты из других сопутствующих фирм, разработавшие пять технологических блоков процесса изготовления светильников:

- рост кристаллов сапфира по методу Киропулоса;

- механическую обработку кристаллов сапфира, в т.ч. резку, шлифовку и полировку пластин до 14 класса;

- эпитаксиальное наращивание нитрида галлия на полированных подложках сапфира методом газотранспортных реакций;

- изготовление на эпитаксиальных структурах методом электронной литографии чипов светодиодов;

- сборочное производство (корпусирование) светодиодов.

В настоящее время в мире кристаллы светодиодов поставлены на массовое производство, и ежегодно общемировой прирост объемов их выпуска увеличивается на 30–40%. По результатам 2008 г., мировой рынок светодиодов достиг 25–30 млрд долл.

В настоящее время разработана целая серия осветительных приборов, в т.ч. идентичных по цоколю лампам накаливания мощностью от 40 до 100 Вт, с энергопотреблением 4–10 Вт. Значительно расширены сферы, в которых могут быть использованы приборы. Фактически речь идет о возможной замене существующих ламп накаливания и люминесцентных ламп светильниками на СИД.

Можно отметить основные преимущества ламп на светодиодах:

- низкое энергопотребление – в 10 раз ниже, чем у обычной лампы накаливания, и на 20–25% ниже, чем у энергосберегающей люминесцентной лампы;

- лампы на светодиодах не требуют особой системы утилизации, т.к. они, в отличие от люминесцентных ламп, экологически безвредны. Светодиод не представляет вреда для экологии, его размеры относительно малы;

- пожаро- и взрывобезопасность;

- полная цветовая гамма излучения;

- высокий КПД. Современные светодиоды немного уступают по этому параметру только натриевым газоразрядным лампам. Однако натриевые лампы непригодны для освещения жилых помещений из-за низкого качества света;

- высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих);

- сверхдолгий срок работы – до 100 тыс. ч. Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости;

- спектр современных люминофорных диодов аналогичен спектру люминесцентных ламп, которые давно используются в быту. Схожесть спектра обусловлена тем, что в этих светодиодах также используется люминофор, преобразующий ультрафиолетовое или синее излучение в видимое с хорошим спектром;

- малая инерционность;

- малый угол излучения — также может быть как достоинством, так и недостатком;

- безопасность — не требуются высокие напряжения;

- нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.

2.4 СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ В РОССИИ И В ЕВРОПЕ

Стратегии освещения в Европе

4–6 октября 2011 г. в Милане состоялась вторая ежегодная конференция-выставка Strategies in Light Europe 2011 («Стратегии освещения в Европе 2011»), собравшая более 900 участников. На конференции рассматривались пути преобразования рынка и перспективные технологии освещения. В 2010 г. доход мирового рынка светодиодных систем освещения составил 5 млрд долл., из которого 21% пришелся на лампы для замены, остальная часть — на светильники. Хотя, в целом, технические характеристики светодиодных осветительных приборов улучшаются и цена на них падает, существуют огромные проблемы, связанные с низким качеством продукции ряда производителей. 

В  своем докладе Паоло Бертольди (Paolo Bertoldi), центр Joint Research Centre при Еврокомиссии, подробно рассмотрел стратегию развития твердотельного освещения (SSL) в Европе и мероприятия Европейского Союза (ЕС), направленные на продвижение этой технологии. Эффективное использование электроэнергии, в частности, в системах освещения, является ключевым требованием, без которого невозможно реализовать к 2020 г. европейские планы по защите окружающей среды и экономии энергии. «Вопросам освещения посвящено немало законодательных актов и мероприятий, включая новую стратегию развития твердотельного освещения в соответствии с планом Digital Agenda», — заявил Бертольди. (По этому плану Евросоюз намеревается построить «цифровое общество» в ближайшие 10 лет). К ним относятся мероприятия по классификации видов энергии, государственные закупки, директивы по экологической безопасности, а также научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Основная задача этих мероприятий заключается в поддержке наиболее эффективных технологий и создании финансовых схем, которые позволят преодолеть барьер высокой первоначальной стоимости, являющейся главной проблемой реализации твердотельного освещения.

Согласованием проблем, связанных с развитием твердотельного освещения на мировом уровне, занимаются, по крайней мере, две организации. Из доклада Марка Фонтойнона (Marc Fontoynont), Университет Олборга, следует, что основными задачами агентства International Energy Agency (IEA) ] в этом отношении являются: обеспечение высокого качества разработок; согласование результатов тестирования параметров твердотельных систем освещения; продвижение стандартов и развитие инфраструктуры сертификации.
Между тем, в настоящее время светотехническая индустрия представлена Форумом Global Lighting Forum (GLF), который объединяет более 5000 производителей устройств освещения с ежегодным объемом продаж порядка 50 млрд долл. Юрген Штурм, генеральный секретарь GLF, пояснил, что целями его организации являются распространение информации о глобальных тенденциях развития систем освещения и разработка законодательных актов. GLF работает как сетевой форум, разрабатывающий общие направления развития индустрии и обсуждающий их с представителями правительства и других заинтересованных организаций. Одним из приоритетов GLF является расширение рынка твердотельных систем освещения.
По мнению Штурма, выигрыш от применения таких технологий обеспечивается в следующих направлениях: энергосбережение, системность, экологичность, безопасность для здоровья, прибыльность, дизайн и качество. Другие типы систем освещения также обладают некоторыми из этих преимуществ, но только SSL-технологии объединяет все эти достоинства.
Пик продаж светодиодных ламп, по мнению Штурма, придется на 2018 г.

Светодиодный рынок в России

Евгений Долин, председатель Некоммерческого партнерства производителей светодиодов и систем на их основе (НП ПСС), заявил, что российский рынок светодиодов в 2010 г. рос очень быстрыми темпами и увеличился на 50–60%. Но даже при этом в 2010 г. на долю светодиодных устройств пришлось только 5% рынка осветительных систем с доходом 67 млн долл. Ожидается, что к 2015 г. эти цифры увеличатся до 15% (333 млн долл.).
Долин отметил, что российское правительство поддерживает курс на энергосбережение и способствует продвижению светодиодных установок. Ряд крупнейших корпораций приступил к запуску инвестиционных программ поддержки развития светодиодных осветительных систем. Одним из примеров является корпорация «Российские железные дороги», инвестировавшая на эти цели в 2010 г. 13 млн евро, а в 2011 г. — 24 млн евро. Россия стремится получить максимальный выигрыш, заменив лампы накаливания светодиодными лампами, минуя использование компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), которые широко распространены в Европе.

4. РОССИЙСКИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ СВЕТОДИОДНОЙ ПРОДУКЦИИ

В 2010 году образована единственная в России профессиональная ассоциация НП ПСС (Некоммерческое Партнерство Производителей Светодиодов и Систем на их основе). В настоящий момент в ассоциацию входят следующие компании: ЗАО «Оптоган», ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника», ООО «Фокус», ООО «Планар-Светотехника», ООО «Завод «Световые Технологии», ЗАО «Производственное объединение «Электроточприбор», ЗАО «Связь Инжиниринг М», ООО «ИНТЕССО», ООО «ЭКОЛАЙТ» («ЛидерЛайт трейд»). Цель ассоциации НП ПСС – это объединение усилий участников российского рынка, выпускающих продукцию высокого качества, для создания нормативно-правовой базы отрасли, повышение профессионального уровня всех участников, создание метрологических центров по контролю качества продукции, объединение ресурсов для решения глобальных задач отрасли, снижение затрат на доступ к новым технологиям.

Одним из лидеров в производстве светодиодов на российском рынке является группа компаний «Оптоган» (г. Санкт-Петербург). Это частная компания с привлечением государственного капитала (контрольный пакет принадлежит группе ОНЭКСИМ, 17% — “Роснано”, 33% минус одна акция — якутскому ОАО РИК) была основана в 2004 году в Хельсинки. Компания производит осветительные системы на основе светодиодов собственного производства:

светодиодные чипы OHT-x454510x;

сверхяркие светодиоды: OLP-X5050F6L, OCM-X120R01A (белые светодиоды до 120 Вт со световым потоком до 9000 лм), цветные светодиоды;

светодиодные модули OMT-X450R225-XXFX;

светодиодные светильники - Оптолюкс-Офис, Оптолюкс-Стрит, Оптолюкс-Холл.

На LED-Форуме в Москве в ноябре 2011 года был представлен модуль Optogan X10 на керамической подложке, разметка которой позволяет разделять его на более мелкие части в соответствии с пожеланиями клиента. Один сегмент Optogan X10 потребляет 6,5Вт и имеет энергоэффективность выше 100лм/Вт. Нагрузка при желании может быть увеличена до 500 Вт. Функциональность целого блока особенно важна для индустриальных светильников.

«Оптоган» в 2011 году открыл в Германии (г. Ландсхут) завод по выпуску светодиодных чипов. По мощности (более миллиарда светодиодных чипов в год) это второе производство в Европе после Siemens. Чипы будут использоваться для производства светодиодных ламп на основном заводе компании в Петербурге.

23 ноября 2011 компании «Оптоган» и «Планар-Светотехника» объявили о выводе на российский и зарубежные рынки линейки полноцветных светильников (RGBW-светильники) совместной разработки, выполненных на компонентной базе «Оптоган». Новые светильники будут выпускаться под торговой маркой «Оптолюкс».

По итогам 2011 года компания прогнозирует пятикратный рост (до 20 миллионов долларов).

Важное место на российском рынке производителей светодиодов занимает ЗАО «Светлана-ЛЕД» (г. Санкт-Петербург). В ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника» производство светодиодов выделено в отдельное предприятие ЗАО «Светлана-ЛЕД». Первая партия продукции сошла с конвейера в апреле 2011 г., а официально объявлено о запуске первой очереди в июне. Проектная мощность ОАО «Светлана-ЛЕД» составляет 3-3.5 МВт/мес. Оборудование для производства светодиодов закуплено за рубежом и позволяет получать технические характеристики, сравнимые с лучшими мировыми аналогами. На сегодняшний день продукция представляет собой линейку из девяти моделей светодиодов, которые имеют различные показатели мощности, светового потока и соответственно различные сферы применения. В настоящее время завершается этап сертификации светодиодов SVETLED в одной из крупнейших лабораторий Европы Nemko (Осло, Норвегия).

В 2004 появилась компания ООО ТД «Фокус» (Фрязино Московской области), которая выполняет полный производственный цикл от разработки светильников до внедрения их в жизнь. Имеется множество инновационных разработок, патентов и реализованных проектов, в сфере энергосбережения. Компания в своих светильниках применяет светодиоды японской корпорации Nichia и немецкой компании Osram и электронные компоненты ведущих мировых производителей. В настоящее время предприятие серийно выпускает светодиодные светильники следующих типов (характеристики светильников можно посмотреть на сайте компании):

уличные светильники серии УСС;

промышленные светильники типа Колокол;

светильники для офисов серии СПО.

В 2011 году достигнуто соглашение между мировым лидером в производстве высококачественных светодиодов корпорацией Nichia (Япония) и российской компанией «Фокус» на эксклюзивное применение уникальных светодиодов для освещения автомобильных дорог и магистралей на территории Российской Федерации и стран СНГ. Корпорация Nichia предоставила эксклюзивные права на использование светодиодов с широкой диаграммой направленности. Этот светодиод был специально разработан для компании «Фокус».

Компания «Планар Светотехника» (Санкт-Петербург) основана в 2008 году. Основная деятельность:

проектирование, производство и монтаж систем светодиодного освещения;

разработка уникальных моделей светодиодных светильников;

разработка систем электрического питания и управления светильниками.

Компания «Планар-Светотехника» проектирует и поставляет системы светодиодного освещения для фонтанов, бассейнов, садов и парков, коттеджей, торговых помещений (в особенности для ювелирной торговли).

Компания «ИНТЕССО-Светодиодные системы»  (г. Новочеркаск Ростовской обл.). В октябре 2011 года компания «ИНТЕССО» открыла завод по производству светодиодных светильников. Производство создано в сотрудничестве с ГК «Оптоган». Производственная мощность составляет 5000 изделий в месяц. Продукция компании:

светодиодные светильники для внутреннего освещения офисов, общественных мест (подъезды, технические помещения, подземные переходы) (Solaris LO);

садово-парковое освещение — для декоративно-художественного освещения больших открытых площадок (Solaris LSD);

светодиодные светильники для уличного освещения (Matrix S);

промышленные светодиодные светильники для освещения торговых залов, складских помещений, производственных цехов (Matrix I, Solaris LL).

МГК «Световые Технологии» (г. Рязань). Международная группа компаний «Световые Технологии» - ведущий производитель светотехнического оборудования на территории СНГ. На сегодняшний день под торговой маркой «Световые Технологии» на собственном производстве выпускается более 1000 модификаций светильников для 50 областей применения от административных и офисных зданий до промышленных объектов и стадионов. Некоторые типы светильников МГК:

серия WAVE LED - предназначены для использования в офисно-административных помещениях премиум класса;

DL 20LED - предназначены для использования в торговых помещениях;

подводные светильники NUR 20LED.

ПО «Электроточприбор» (г. Омск). ЗАО Производственное объединение «Электроточприбор» знакомо всем больше, как производитель переносных светодиодных светильников взрывозащищённого исполнения, электроизмерительных приборов и оборудования для добывающих отраслей. Несколько лет назад руководством предприятия было принято решение об использовании накопленного опыта по производству индивидуальных светильников для разработки и изготовления стационарных энергосберегающих устройств на основе светодиодов:

Светильник головной СГГ-10;

Промышленный светильник ССП01-20;

ССБ10-х (х – количество светодиодов в светильнике: 3, 4, 6, 72) – светильники для нужд ЖКХ (аналог лампы накаливания)

Технические характеристики на сайте компании.

ЗАО «Связь Инжиниринг» (г. Москва). Предприятие создано в 1997 г. на базе отделов Радиотехнического института им. академика Минца. Компания ЛЕД-Эффект, входящая в холдинг «Связь Инжиниринг», занимается разработкой и производством энергосберегающих светодиодных систем освещения. Компания производит светодиодную продукцию для освещения объектов ЖКХ, административно-офисных помещений, магазинов, складских помещений, автостоянок и промышленных объектов. Светильники на светодиодах компании Nichia:

Классика-1 (на количество точечных источников от 8 штук);

Офис 40-1 (количество светодиодов 40 штук;

Стадарт-1 (количество светодиодов 32 штуки.

Компания “ЛидерЛайт трейд” (г. Москва) является ведущим поставщиком светодиодных светильников и ламп российского производства под торговой маркой ECOLIGHT. Ассортимент выпускаемой продукции рассчитан на широкое применение в таких областях, как офисно-административное, уличное, промышленное освещение, освещение в секторе ЖКХ, а также сектор бытового освещения:

светодиодные линейные лампы серии EcoLamp;

потолочные светильники EL-ДВО;

Уличные светильники EL-ДБУ-01-095 с IP65.

5. НЕДОСТАТКИ ЛАМП НА СВЕТОДИОДАХ

Основной недостаток — высокая цена. Отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50 — 100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания;

- низкая предельная температура:

Мощные осветительные светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности (они слишком мелкие) и не могут рассеять столько тепла, сколько выделяют (несмотря даже на более высокий КПД, чем у ламп накаливания). Осветительный светодиод мощностью 10 Ватт требует пассивный радиатор размером как у микропроцессора Pentium 4 без вентилятора. Такой большой радиатор не только удорожает конструкцию, но и с трудом может быть вписан в формат бытовых осветительных приборов;

- для питания светодиода от питающей сети ранее был необходим низковольтный источник питания постоянного тока, тоже с радиатором, что дополнительно увеличивает объём светильника, а его наличие дополнительно снижает общую надёжность и требует дополнительной защиты. Поэтому многие разработчики ограничиваются выпрямителем, а светодиоды включают последовательно;

- высокий коэффициент пульсаций светового потока при питании напрямую от сети промышленной частоты без сглаживающего конденсатора, при его наличии пульсации малы;

- спектр отличается от солнечного.

6. РАСЧЕТ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАМП НА СВЕТОДИОДАХ В УЛЬЯНОВСКОМ ТЕХНИКУМЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

По данным, предоставленным заместителем директора по административно-хозяйственной работе Сулейманова Руслана Наильевича, ежемесячное энергопотребление учреждения «ОГБОУ СПО Ульяновский техникум железнодорожного транспорта» составляет от 5000 до 8000 кВт, из которых освещение составляет 70 % энергопотребления, остальное составляют компьютерная и офисная техника, электроплиты и специализированные аппараты столовой и хозяйственной части. Причем ставка оплаты одного киловатт-часа составляет 5 рублей. Освещение в настоящий момент комбинированное, около 70 % составляют энергосберегающие люминесцентные лампы, идет работа по плановой замене устаревших ламп.

Однако, даже если заменить традиционные энергосберегающие люминесцентные лампы на светодиодные, то экономия электроэнергии в масштабах всей страны составит 20–25%, т.е. именно на столько можно сократить потребление электроэнергии. Налицо очевидная выгода.

Среднее энергопотребление ОГБОУ СПО Ульяновский техникум железнодорожного транспорта на освещение составляет :

8000+5000

2 Х 0,7 = 4550 кВт

Удельная эффективность традиционной энергосберегающей люминесцентной лампы составляет по нижней границе 40 Лм/Вт, т.е. уровень необходимой освещенности составляет:

4550000 Х 40=182000000 Люмен.

Разделив данную цифру на удельную эффективность светодиодной лампы по нижней границе получим энергозатраты при применении слаботочного освещения. Итак:

182000000 : 70 =2600000 Вт или 2600 кВт

Нетрудно подсчитать ежемесячную экономию.

4550-2600=1950 или 9750 рублей.

Сравнительная характеристика ламп.

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Инновационная светодиодная лампа - наиболее актуальный на сегодняшний день продукт новейших технологий, воплощенных в высококачественных, надежных электротехнических изделиях, которые прослужат долго. Использование светодиодных ламп позволит значительно сократить расходы на освещение, при этом не ухудшая его видимое качество и безопасность для здоровья человека и окружающей среды, а напротив – улучшая.

Поскольку в настоящее время светодиодные и люминесцентные лампы сопоставимы по цене, однако срок службы светодиодных ламп в 15 раз превышает срок службы люминесцентных ламп, возможно рекомендовать постепенную замену (по факту выхода из строя) люминесцентных ламп светодиодными.

6.1 ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАЧ РАБОТЫ

Выявлены преимущества системы:

Высокая энергоэффективность.

Длительный срок службы.

Экологичность.

Очевидные минусы системы

Крайне высокая стоимость, обоснованная ограниченным предложением, «штучным» производством, что характерно только для России и в ближайшем времени должно измениться.

6.2 ВЫПОЛНЕНИЕ ЦЕЛИ РАБОТЫ

Реализация на территории Ульяновского техникума железнодорожного транспорта систем слаботочного освещения на текущем уровне развития науки и техники рентабельна : во-первых из-за создания благоприятной для жизнедеятельности человека среды с исключением из окружения человека производных и паров ртути, во-вторых из-за высокой энергоэффективности и рентабельности новых источников освещения. Очевидно, что плановая замена благоприятнее скажется на финансовом состоянии учреждения, поскольку практически не потребует дополнительных финансовых затрат.

Рекомендовать заместителю директора по административно-хозяйственной работе Сулейманову Руслану Наильевичу проводить в ОГБОУ СПО Ульяновский техникум железнодорожного транспорта планомерную замену (по факту выхода из строя) люминесцентных ламп светодиодными.

7.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

7.1 ЭЛЕКТРОННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Сайт «Инженерные сети. ЖКХ», ссылка:  «http://www.promvest.info»

2. Сайт «lightingnews», ссылка: «http://lightingnews.info»

3. Сайт «wikipedia», ссылка:  «http://ru.wikipedia.org»

4. Сайт «РадиоКот», ссылка: «http://www.radiokot.ru»

5. Сайт «Игра света», ссылка:  «http://www.igrasveta.ru»

6. Сайт «Караван», ссылка: «http://caravan.hobby.ru»

7. Сайт «Ватра Киев», ссылка:  «http://www.kilev.com.ua»

7.2 КНИЖНЫЕ ИСТОЧНИКИ

А. А. Авдуевский «Энергосбережение в освещении». - М.: Юрайт-Издат, 2007. — 661 с. ISBN 978-5-94879-739-7

И. В. Архипов «Основы светотехники». М.: Альфа-Пресс, 2008. — 208 с.ISBN 918-5-94280-452-2

И.М. Федоров, «Электрическое освещение. Справочник».– М.: Юрайт-Издат, 2007. — 321 с. ISBN 978-5-94879-739-7

Шейдлин А. Е. «Источники света и пускорегулирующая аппаратура». – М.: Наука, 2009.-343 с.ISBN 978-5-7057-3995-2

Юдасин Л. С.. Световые приборы. – М.: Просвещение 2009. — 256 с. ISBN 5-7695-2516-9

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/36555-issledovatelskaja-rabota-po-teme-slabotochnye