Навіщо потрібні світлодіоди?

Довгий час основним джерелом світла в будинках, квартирах і офісах була лампа розжарювання. Світлодіодні світильники увійшли в наше життя відносно недавно, але вже довели свою ефективність у багатьох сферах.
Якщо ж згадати, що російський уряд планує ввести соціальну норму споживання електроенергії з 2014 року, у світлодіодів з`явилися непогані шанси стати нашою повсякденною реальністю.
Трохи історії
Вперше світіння напівпровідника спостерігав в 1907 році британський вчений Генрі Джозеф Раунд. Пропустивши струм через карбід кремнію, він зауважив жовте, зелене і помаранчеве свічення, але не зміг пояснити причину явища і тому ніяк не використав своє відкриття.
У 1923 році світіння карбіду кремнію повторно відкрив радянський фізик Олег Лосєв. Він теж не зміг дати пояснення цьому феномену, але створив і запатентував перший працюючий світлодіод. До 1970-х років світлодіоди називали «світлом Лосєва», хоча вони були дуже недосконалі і в побуті не застосовувалися.
Перший світлодіод, який дав стабільний світло у видимому спектрі, створила в 1962 році група вчених з Університету Ілінойс під керівництвом нащадка українських емігрантів Ніка Холоньяка. Він і став «батьком сучасного світлодіода». Навіть при масовому виробництві світлодіод тоді коштував 200 доларів, а кількість кольорів було обмежено. Але Холоньяк вже тоді заявив, що світлодіоди витіснять лампу розжарювання, тому що вони набагато надійніше і ефективніше.

Світлодіоди почали використовувати як індикатори в електронних приладах, іграшках, інформаційних табло. Для освітлення приміщень перші зразки не годилися, так як до 1990-х років не вдавалося отримати біле світло, а потім ще десять років пішло на те, щоб зробити цей світ досить потужним. Тому в 1990-і роки білі світлодіоди застосовували, в основному, в ліхтариках.
Справжній прорив стався на початку 2000-х років, коли світлодіоди досягли необхідної потужності світла і дійсно потіснили лампи розжарювання, перевершуючи їх по ряду параметрів.

• При однаковому випромінюванні світлодіоди витрачають в 8-10 разів менше електроенергії. Звичайна лампа розжарювання приблизно 80% енергії переводить в тепло і тільки 20% - в світло, а світлодіоди майже повністю перетворять електрику в світ.
• Світлодіоди не нагріваються і можуть застосовуватися там, де важливо строго контролювати температурний режим (наприклад, в плівкових натяжних стелях).
• Світлодіод випромінює у вузькій частині спектру, його колір чистий, що особливо цінують дизайнери, а ультрафіолетове і інфрачервоне випромінювання в ньому, як правило, відсутні.
• Світлодіод механічно міцний і винятково надійний, його термін служби може досягати 100 тисяч годин, що майже в 100 разів більше, ніж у лампи розжарювання, і в 5-10 разів більше, ніж у люмінесцентної лампи.
• Світлодіод - низьковольтний електроприлад, а отже, безпечний.
В даний час світлодіоди проникли в різні галузі - від промисловості до реклами. Світлодіодні випромінювачі використовуються для підсвічування ЖК-матриць в телевізорах, вони замінили собою енергоємну лампу розжарювання в відеопроекторах. Існують вуличні світлодіодні світильники і навіть глибоководні прожектори, що працюють на світлодіодах.
Великою популярністю світлодіоди користуються в комерційному середовищі - там, де необхідно постійне потужне освітлення, наприклад, в торгових залах універмагів, для підсвічування вітрин, рекламних конструкцій тощо Споживачів приваблює економічна вигода: LED-світильники дають багато світла, служать довше, а електроенергії споживають в декілька разів менше, ніж лампи розжарювання.
Гусманов Михайло Олександрович, генеральний директор ТОВ «NLT»:
«У домашньому інтер`єрі світлодіодне освітлення поки не настільки поширене, як в комерційній сфері. Це пов`язано з двома моментами. По-перше, люди мало замислюються про економію електроенергії, оскільки використовують її лише кілька годин на добу, тоді як в комерційному сегменті це вимушене явище - там освітлення необхідно більшу частину дня. По-друге, споживачі електроенергії не готові переплачувати за самі лампи, які стоять на порядок вище, ніж лампи розжарювання. »
Мистецтво світла в інтер`єрі
А що ж приватні інтер`єри? І тут светодиодам все частіше перебуває застосування.
Один з найбільш поширених прийомів - це пристрій контурній підсвічування по периметру приміщення із застосуванням світлодіодної стрічки. Втім, «підсвітити» можна і окремі предмети інтер`єру - наприклад, полички в серванті, торці меблів, дзеркала або фартух на кухні, створити декоративне підсвічування за карнизом, в нішах або арках.
Чобітки Денис Васильович, генеральний директор компанії «Морське сяйво»:
Популярне застосування світлодіодної стрічки - підсвічування за телевізором. Справа в тому, що багато хто дивиться телевізор у темряві, оскільки так зображення виглядає чіткіше, але це погано для очей. Щоб кришталик був в стабільному стані потрібен постійний стійкий потік світла, а від миготіння картинок на екрані зір псується. Мінімізувати шкідливий вплив можна, встановивши по периметру задньої панелі телевізора робиться контурне підсвічування. За три роки у нас було близько 500 таких замовлень.
Найскладніша і в зв`язку з цим найменш поширена різновид декорування світлодіодами - це підсвічування панно і картин. Складна підсвічування виходить шляхом установки всередині панно світлодіодної стрічки.

Світлодіоди чудово поєднуються з різного роду «розумними» технологіями, наприклад, використовуючи RGB-стрічку, можна зробити багатобарвну підсвічування, за допомогою спеціальних датчиків з`єднати світло і звук, регулювати рівень освітлення (діммірованіе) і т.д.
Гусманов Михайло Олександрович, генеральний директор ТОВ «NLT»:
«Зараз в дизайні застосовують світлодіодні стрічки, де встановлено до 240 світлодіодів на погонний метр. Така стрічка має потужний світловим потоком і може служити в якості основного освітлення. Якщо використовувати спеціальні елементи управління освітленням, наприклад, диммер або контролер, можна також управляти яскравістю світлового потоку (виробляти діммірованіе), а якщо стрічка має RGB-структуру (тобто вона повнокольоровий), то за рахунок спеціального контролера можна добиватися різних спецефектів.
Крім цього, можна підключити датчики звуку і руху, щоб в автоматичному режимі виробляти включення і виключення світла в приміщенні. Або, наприклад, використовувати аналіз високих частот, щоб створити світломузику на основі повнокольорового стрічки. При включенні музики на високих частотах стрічка буде міняти колір.
В даний час з`явилися контролери, які дозволяють керувати освітленням через Інтернет. Ці контролери можна зробити частиною системи інтелектуального управління будинком. Існують також автоматичні датчики, які вимірюють рівень освітленості в будинку і в світлий час доби відключають або приглушують світло. »

У більш простому, повсякденному, варіанті світлодіоди постають у вигляді звичайних лампочок різних форм і розмірів, як альтернатива галогеновим точковим світильників і традиційним лампам розжарювання. Їх заміна не представляє складності, оскільки зараз налагоджений випуск світлодіодних ламп практично під всі види цоколів, при тому що в побуті регулярно застосовується всього 3-4 різновиди.
Корисно знати
Світлодіоди досить легко переносять перепади напруги в електромережі. У минулому перегорають лампочки не доставляли особливих незручностей, оскільки коштували дешево. З появою енергозберігаючих люмінесцентних ламп проблема стала більш гостро: ціна деяких з них перевищує 200 рублів, а це вже відчутне навантаження для гаманця. За вартістю світлодіодні лампи можна порівняти з люмінесцентними, але перегорають вони рідше.
Чобітки Денис Васильович, генеральний директор компанії «Морське сяйво»:
Взагалі, світлодіоди - це низьковольтні прилади, тому для підключення до мережі 220 Вольт в їх конструкції передбачений драйвер, пристрій, що перетворює вхідне змінну напругу до необхідних величин. У таких пристроях є трансформатор, який відповідає за стабільну роботу при перепадах напруги. Зазвичай по ГОСТам це становить 220 В ± 15%.
Але іноді в результаті технічних неполадок напруга в мережі може різко зрости до таких значень, що «запасу міцності» світлодіодних світильників виявиться мало. Тому фахівці рекомендують завжди встановлювати стабілізатори: це захистить від негативного впливу не тільки освітлювальні прилади, але і дорогу побутову техніку.
Усі, хто знайомий з енергозберігаючими лампами, знають, що вибирати їх слід, орієнтуючись не на потужність в Ватах, а на яскравість світіння. Оскільки ККД світлодіода дуже високий, 3-5-ватна лампочка може бути еквівалентна 40-60-ватної лампі розжарювання.
Градація відтінків домашньої світлодіодної лампи досить широка: від білого ультрахолодного до білого теплого. Тому варто звернути увагу і на колір лампи (або, правильніше сказати, на її колірну температуру, яка вимірюється в Кельвіна - «К»). Якщо ви звикли до теплого, жовтого світла лампи розжарювання, цей показник повинен бути в межах 2700-3200 К, діапазон нейтрального денного кольору - 3200-4500 К, а вище 5000 К починаються холодні білі тони.
Всі ці параметри - споживана потужність, відповідна їй потужність лампи розжарювання, відтінок кольору (колірна температура), а також вид цоколя і термін служби - вказуються на упаковці.

За та проти
Безсумнівно, поширенню світлодіодного освітлення сприяє його величезний дизайнерський потенціал. Але все ж головна причина, по якій світлодіоди стали застосовуватися в різних сферах нашого життя, - це низьке споживання електроенергії. Зростаючі рахунки за електрику змусять задуматися про економію кого завгодно, навіть в масштабах невеликої квартири. Крім того, з`являється можливість знизити навантаження на електромережі, до яких і так підключено чимало побутових приладів, від холодильників і відеотехніки до потужних обігрівачів.
Здавалося б, переваги очевидні, але щоб оцінити вигоду від переходу на енергозберігаючу технологію, потрібно більш складна формула.
Одна з переваг світлодіодів - їх довговічність. Термін служби світлодіодної лампи, як пишуть самі виробники, становить від 30-50 тисяч годин, а іноді і більше. Однак «довгожителем» освітлювальний прилад стане лише при дотриманні ряду умов. Перше з них - це використання якісних кристалів та інших блоків, з яких складається прилад. Не менш важливо забезпечити правильний тепловий режим, а значить, у світлодіодної лампи повинен бути хороший тепловідвід. Нарешті, заявлений заводом термін служби гарантований при правильному монтажі і дотриманні норм експлуатації.
Якщо якісь з цих умов не дотримано, світлодіоди можуть потьмяніти і зіпсуватися раніше, ніж очікувалося.
Травників Данила Ігорович, менеджер компанії «Північний світло»:
Проблема поступового зниження яскравості світлодіодних ламп існує, і з нею поки виробники впорається не в змозі. Тьмяніють світлодіоди в середньому на 10% в рік, і, перш за все, цей процес зачіпає білі світлодіоди. У синього, зеленого і червоного деградація відбувається значно повільніше. Крім того, сильна деградація відбувається при недостатньому теплоотводе, - тоді світлодіоди досить швидко виходять з ладу.
Більш якісні прилади, як правило, дорожчі. Але вірно і зворотне співвідношення: чим вище якість обладнання, тим довше воно служить і забезпечує кращий коефіцієнт енергозбереження. Крім того, варто врахувати і екологічний аспект, на який часто не звертають уваги в побуті.
Чобітки Денис Васильович, генеральний директор компанії «Морське сяйво»
Важлива проблема утилізації - це критерій, який в побутовому масштабі не враховується взагалі. Коли справа стосується побутового використання енергозберігаючих ламп, люди не замислюються про те, що, викидаючи їх разом з побутовими відходами, вони завдають природі непоправної шкоди. Для утилізації люмінесцентних ламп в спеціальних умовах потрібні додаткові витрати.
Світлодіодні лампи вважаються одним з найбільш екологічних джерел світла в даний час.
Варто додати, що наслідком масового інтересу до світлодіодних освітлювальних приладів стало значне зниження цін. Всього кілька років тому світлодіодне підсвічування в інтер`єрі могли собі дозволити тільки дуже заможні громадяни, які замовляли дорогий дизайнерський ремонт. Але зараз ситуація змінилася, і вартість світлодіодної стрічки знизилася в 6-7 разів, а світлодіодну лампу можна купити за 250-300 рублів, що цілком прийнятно для сім`ї з середнім достатком.
Скільки коштує?
Так у скільки ж обійдеться впровадження світлодіодного освітлення в одному окремо взятому будинку або квартирі?
І тут простої відповіді не існує. Погодьтеся, проста заміна лапочек в люстрі не можна порівняти зі створенням складних декоративних рішень, в яких, крім освітлювальних приладів і світлодіодним стрічки, використовується чимало інших пристроїв (блок живлення, контролери, датчики руху, освітленості і т.д.), і які до того ж можуть взаємодіяти згідно закладеної програмі. Таким чином, іноді послуги фахівців з монтажу обходяться в кілька разів дорожче, ніж саме устаткування, а загальна вартість робіт в приміщеннях рівній площі може відрізнятися в 2-3 рази.
Але щоб наша розповідь не завершився на настільки невизначеною ноті, ми попросили фахівців привести реальні приклади з практики, вказавши орієнтовну вартість проекту при різному обсязі робіт.
Гусманов Михайло Олександрович, генеральний директор ТОВ «NLT»
«Візьмемо 3-кімнатну квартиру: одна кімната 20 метрів і дві кімнати по 15 метрів, а також туалет і ванна. У ванну потрібно встановити 4-6 ламп MR 16, щоб забезпечити хороший світловий потік їх потужність повинна становити приблизно 5 Вт. Хороша лампа з такими параметрами коштує близько 500 рублів. В туалеті буде достатньо двох аналогічних 5-ватних ламп. До зали для 5-Рожкової люстри будуть потрібні 5 ламп, відповідних лампам розжарювання потужністю 60-75 Вт-при ціні однієї лампи 540 рублів, освітлення вітальні обійдеться в 2700 рублів. У кожній з двох 15-метрових кімнат можна обійтися 3 лампами, еквівалентними 75-ватним лампам, і до них додамо 2 лампи в коридор: це ще 3200 і 1080 рублів. У підсумку, мінімальний бюджет на установку світлодіодного освітлення складе близько 9,5 тисяч рублів. Однак тут слід враховувати і зниження енерговитрат: сумарна потужність ламп розжарювання, необхідних, щоб висвітлити стандартну трикімнатну квартиру площею 80 метрів, складе 850 Вт, а світлодіодних ламп - всього 155 Вт. Значить, ефективність підвищується приблизно в 6 разів ».
Чобітки Денис Васильович, генеральний директор компанії «Морське сяйво»:
Вартість світлодіодного освітлення може бути найрізноманітнішою, все залежить від задуму дизайнера. Як приклад приведу власний проект - спальня дитини (15 кв.м). У ній встановлено 3 основних світильника, які дімміруются, стрічка по периметру, що виконує функцію нічника і додаткового освітлення. Цей проект разом з монтажем обійшовся приблизно в 30-35 тисяч рублів. Але все робилося добротно, з дуже якісних матеріалів. В принципі, той же обсяг робіт можна було виконати в два рази дешевше, якщо робити монтаж самостійно і використовувати менш якісні матеріали.
На кухні теж все визначає дизайнер. Можна зробити фартух з підсвічуванням, лінійні світильники на кухню по 2000 рублів за метр. Таким чином, освітлення тільки для робочої зони буде коштувати близько 20 тисяч рублів. Але можна значно скоротити витрати, спростивши завдання, і висвітлити всю кухню за 6000 рублів.
Спальня - найскладніше місце, з точки зору декору, оскільки це зона релаксації, яка повинна бути комфортною і приємною. Тому тут нерідко замовляють і RGB, і кристали і т.д. Вартість такої роботи практично не має верхньої межі, все залежить від побажань замовників.
Ілля Лапенков, генеральний директор Інтернет магазину «Світ світлодіодів»:
«Зараз в квартирах за задумом архітекторів і дизайнерів створюють фантастичні світлові рішення, в тому числі і за допомогою світлодіодів, тому дуже важко порахувати їх середня кількість. Але, виходячи з наших опитувань в соціальних мережах і статистикою нашого Інтернет-магазину, освітлення квартири по вашим параметрам обійдеться в суму від 6500 рублів, це близько 20 ламп з різними патронами і потужністю. Конкретні джерела світла рекомендувати не будемо, тому що все світлодіодні лампи універсальні і підходять до всіх типів світильників. »

Травників Данила Ігорович, менеджер компанії «Північний світло»:
«Наведу приклад освітлення 2-кімнатної квартири: спальня, вітальня, кухня, туалет, коридор.
У спальні було виконано застельовий і закарнізний освітлення повноколірного світлодіодною стрічкою (SMD 5050/60 колір RGB). Застельовому світло: світлодіодна стрічка була змонтована за напівпрозорим натяжною стелею. Закарнізний світло: світлодіодна стрічка була змонтована в Околооконний просторі з метою підсвічування штор. Крім того, в спальні були використані світлодіодні лампи стандарту MR16 12 вольт потужністю 4 вати на світлодіодах сумісного. Було використано 18 м / п світлодіодної стрічки по 280 руб. / М (5040 руб.), Контролер для управління світлодіодним стрічкою (1600 руб.), Блок живлення 300Вт 1310 руб., 15 штук світлодіодних MR16 4 Вт (заміна 35-ватних галогенових ламп) по 270 руб. (4050 руб). Разом вийшло 15300 рублів, включаючи роботу з монтажу. Загальне енергоспоживання світлодіодних ламп 60 Вт, а світлодіодної стрічки - 259 Вт.

У вітальні встановлено закарнізний освітлення з використанням світлодіодним стрічки SMD 5050/60, колір теплий білий. У кухні виконана робота по висвітленню кухонних шаф і підсвічування фартуха світлодіодною стрічкою MIX, а також змонтовані світлодіодні лампи стандарту MR 16. У ванній кімнаті - застельовий освітлення, яке служить основним освітленням, використовувалася світлодіодна стрічка SMD 3528/240. І така ж світлодіодна стрічка застосовувалася для підсвічування в коридорі для підсвічування ».
За словами Д.І. Травникова, в цілому, з урахуванням обладнання та монтажних робіт, освітлення «двушки» обійшлося приблизно в 38,5 тисяч рублів. При цьому у всіх приміщеннях, крім спальні, витрата електроенергії не перевищує 200 Вт.