jar_ohty: (Default)
[personal profile] jar_ohty
Когда в нашей жизни появились светодиоды -- это были тусклые красные и желтые огоньки, света от которых хватало лишь на то, чтобы было видно: светодиод светится. Собственно, большего от них и не требовалось -- они служили индикаторами. Тогда светодиод казался чудом -- не греется, почти не потребляет тока (всего несколько миллиампер) -- и главное, не перегорает и не бьется. Потом светодиоды становились все ярче, стали разноцветными, появились синие и белые, для которых раньше не было подходящего полупроводника. И стали уже не просто светиться, но и светить и слепить. Появились первые фонарики -- сначала красные, на часовой батарейке, в качестве брелока на ключи -- чтобы подсветить замочную скважину. Белые светодиоды уже были -- но были уж очень дорогими. И фонари на них были дорогой игрушкой. Дешевые китайские светодиодные фонарики появились позже. Они тоже казались сначала вершиной прогресса -- яркие, работают на одном комплекте батареек бог знает сколько, практически вечные -- светодиоды ведь не перегорают... И дают "понтовый" свет, как у автомобильного ксенона. Это потом разглядели, что они вовсе не вечные, дают противный синюшный свет, в котором ничего не разобрать, а хорошо светят только на свежих батарейках. Но к тому моменту фонарики с обыкновенной лампочкой окончательно вымерли.
Так в массовом сознании окончательно укоренился миф о светодиоде, как о лампочке будущего. Вечной и небывало эффективной. Не бьющейся, не греющейся... Такие лампочки будущего уже появляются в магазинах, суля потрясающую экономию. Вместо лампочек на 60-100 Вт -- три, максимум шесть ватт. А не будет темно? -- спросит недоверчивый покупатель. Ну что вы! Это же нанотехнологии! Суперэкономично, суперъярко! И никакой ртути, никакого вредного излучения!
А что на самом деле? 

Эффективные? Да, по сравнению с лампой накаливания светодиоды в несколько раз эффективнее. В рекламных проспектах часто приводится табличка, где светодиоды сравнивают с люминесцентными лампами и указывают эффективность последних 40 Лм/Вт. Эффективность же светодиодов при этом достигает 150 Лм/Вт. Иначе, как обманом, это назвать трудно приведенная цифра относится к совсем уж низкокачественным изделиям непонятного производства,а современные люминесцентные лампы ведущих производителей давно дают 85-100 Лм/Вт. Причем это не какие-то уникальные лампы, стоящие безумных денег и отсутствующие в широкой продаже. Это массовые и недорогие лампы таких фирм, как Osram, Philips, Sylvania, GE. А столь эффективные светодиоды -- это потолок. Экспериментальные образцы или отдельные экземпляры, отбираемые из основной массы менее эффективных.
Кроме того, надо помнить про два момента. Первый -- это то, что эффективность светодиодов очень сильно зависит от спектра излучения. Это связано с принципом действия белого светодиода: синий светодиод освещает люминофор, который светится желтым светом. В зависимости от количества люминофора меняется соотношение синего и желтого и изменяется цветовая температура. Так как люминесценция -- процесс, сопровождающийся потерей части энергии света (она переходит в тепло), то чем больше доля света от люминофора, тем меньше КПД. Соответственно, КПД светодиода, спектр которого имитирует лампу накаливания (Tc=2800 К) раза в два хуже, чем светодиода, дающего противный голубоватый свет (Тс=8000 К). А второй момент -- то, что рекордные КПД были получены при температуре 25 градусов. А у реального работающего светодиода такой температуры не будет никогда. А с ростом температуры эффективность светодиодов падает. Добавим еще и то, что светодиодам совершенно необходим рассеиватель, чтобы избежать повреждения глаз прямым светом -- а это тоже потери. В общем, примерно светодиоды сравнимы с ЛЛ по эффективности, или даже ниже их.

Второй миф -- о том, что светодиоды не греются. На самом деле светодиоды не грелись до тех пор, пока это были те самые маленькие "капельки", мигавшие индикаторами во всякой аппаратуре. Как только появились мощные осветительные светодиоды -- встала и проблема их охлаждения. Ведь реальный их КПД не превышает 20-25%, а значит, большую часть подведенной мощности надо отвести в виде тепла. Причем не просто отвести, а так, чтобы температура кристалла светодиода была не очень высокой. Во-первых, при большой температуре падает яркость, во вторых -- резко падает срок службы. В 2-3 раза на каждые десять градусов. Поэтому температуру надо держать не более 50 С. А при отводимой мощности больше 10-15 Вт без принудительного обдува это не так просто. Именно поэтому большинство светодиодных ламп, имеющихся в продаже -- на 3-6, редко 10 Вт. При этом реальная температура кристалла выходит в районе 80 градусов и выше -- а это уже дает существенное снижение срока службы, до 10000-15000 и менее часов. Вот вам и "вечные" -- цифра и тут вполне сравнима с люминесцентными лампами, только цена в десятки раз выше.

В итоге, малая мощность отдельных светодиодных ламп, высокая их стоимость и мифы об экономичности приводят к ухудшению качества освещения. Местами все доходит до абсурда: так, по госпрограмме в государственных учреждениях Москвы заменяют потолочные светильники на ЛЛ на светодиодные. На замену светильника с двумя 40(36)Вт ЛЛ ставят светодиодный светильник мощностью 10 (!) ватт, То есть в 8 раз меньше. Соответственно, в помещении получается просто полумрак. Зато экономия какая! Причем, видимо, сделаны они на тех самых светодиодах, из которых состоят китайские фонарики. Потому что дают эти светильники характерный совершенно омерзительный свет -- какие-то зеленоватый, а какие-то с фиолетовым оттенком.

Вот вам и нанотехнологии...




Date: 2012-05-25 05:48 pm (UTC)
From: [identity profile] vikont-ic.livejournal.com
Вот так нам и впаривают всякую ерунду. Зато кто-то на этом зарабатывает.

Date: 2012-05-25 06:44 pm (UTC)
From: [identity profile] jar-ohty.livejournal.com
Ерунда -- неточное слово. Скорее нам предлагают микроскопы для забивания гвоздей, потому что на микроскопах можно гораздо больше наварить, чем на молотках.
Дело в том, что много где светодиоды незаменимы. Они очень удачно заполняют "пробел" там, где нужен компактный источник света, но дуговые лампы еще неприменимы, потому что очень низкая мощность. То есть примерно до 5 Вт -- больше сложно сделать однокристалльный светодиод, а у сборок слишком большая излучающая поверхность. Потом светодиоды ударо- и виброустойчивы. Это неважно в быту, но существенно на транспорте. А в качестве бытового источника света, замены ламп накаливания... тут рулят ЛЛ.

Date: 2012-10-09 12:18 pm (UTC)
From: (Anonymous)
Вот так "впаривают" псевдоспециалисты информацию. Имейте элементарное образование и желание разобраться в светодиодах. Наверное, вы конкурент. Лампы накаливания потребляют в 10-ки раз более энергии, люминисцентные - опасны для здоровья, в связи с наличием паров ртути; освещённость ..., длительность эксплуатации ..., значительная экономность во времени ...., безопасность ..., и пр., и пр. - огромное преимущество СВЕТОДИОДОВ перед любыми осветительными единицами. Можно бесконечно перечислять преимущества СД. Это действительно новое поколение, новой техники. Естественно, не китайского производства.

Date: 2012-10-10 10:38 pm (UTC)
From: [identity profile] jar-ohty.livejournal.com
Замечательно! Особенно мне про конкурента понравилось:). Ага, подпольно продаю лампы накаливания.
Про десятки раз... Ладно, давайте ограничимся одним десятком раз. Давайте вы, уважаемый аноним, мне покажете светодиодный источник света, который потребляет от сети 220 В (к примеру) 10 Вт, а светит, как обыкновенная криптоновая 100-ваттная лампочка типа "грибок". То есть выдает световой поток 1700 лм. При этом это должен быть не синюшный свет, а теплый белый. 2700-3500 К. И если 10 Вт не к светодиодам подводить, а к законченному устройству. И, пожалуйста, без маркетинговых фишечек типа "а вот 1700 лм для жилого помещения много, нужно не больше 900, а глаз практически не замечает двукратного уменьшения освещенности, так что хватит и 450 Лм и вот вам трехваттная лампочка, которая светит только туда, куда надо и поэтому светит как шестиваттная, светящая во все стороны". Да, и еще давайте уж мерять световой поток не в холодном состоянии, а после прогрева, и не при первом включении, а после 500-1000 часов наработки (это серьезно: разница может быть процентов 15-20!).
Так вот, придется "урезать осетра" как минимум, вдвое.
Что касается опасности для здоровья. Пока лампа не разбита -- она безопасна для здоровья. Утилизации она, конечно, требует, да, и бить их не стоит, мягко говоря. В плане экологии -- расход ртути на люминесцентные лампы мизерный по сравнению с ее выбросами за счет сжигания угля (причем там не только ртуть). Но вы что, думаете, что светодиоды такие безобидные? Во-первых, сам по себе светодиод содержит высокотоксичные элементы, такие, как галлий (в кристалле), кадмий и редкоземельные элементы в люминофоре. Во-вторых, любое полупроводниковое производство чрезвычайно экологически вредное, и производства светодиодов это также касается.
Про длительность эксплуатации -- для этого нужно, чтобы температура кристалла была низкой. А поскольку КПД белых светодиодов всего лишь до 35-40% для лучших образцов (в сумме, с учетом потерь в люминофоре), то две трети энергии все-таки переходит в тепло. И его отведение при таких низких температурах -- это серьезная проблема. Имеющиеся в продаже светодиодные "лампочки" с этой задачей либо не справляются и стремительно деградируют, либо просто имеют заниженную мощность (3-6 Вт) и справляются только с задачами местного освещения.

Date: 2012-10-10 10:39 pm (UTC)
From: [identity profile] jar-ohty.livejournal.com
Да, можно бесконечно перечислять преимущества светодиодов. Основные -- это компактность светящегося тела (в ряде случаев превращается в недостаток), механическая прочность, способность без потери срока службы выдерживать многократные включения и выключения, возможность регулирования яркости в широких пределах без потери эффективности и сильного изменения спектрального состава света, работа при низких напряжениях (достаточно условное преимущество, часто становящееся недостатком). Но и недостатки тоже имеются -- и их тоже можно перечислять бесконечно. Это, повторяю, капризность в плане питания (хуже в этом смысле только полупроводниковые лазеры), значительное тепловыделение в сочетании с низкой термостойкостью, требующее интенсивного теплоотвода, плохой спектр света белых светодиодов, высокая стоимость как их самих, так и из "обвязки" -- драйвера, системы охлаждения (причем стоимость последних может значительно превышать стоимость самих светодиодов). Я не отношу к преимуществам светодиодов экономичность (потому что они суперэкономичны только по сравнению с лампами накаливания, а по сравнению с люминесцентными и металлогалогенными лампами они обычны, либо имеют едва заметное преимущество), срок службы (ибо срок службы у них сравним с разрядными лампами при значительно более высокой цене), и всякую рекламную шелуху типа "это действительно новое поколение". Ага, если вы купите этот новый уникальный супершпингалет уже сейчас...
Насчет "псевдоспециалистов", отсутствия "элементарного образования желания разобраться в светодиодах" -- перед вами человек с высшим образованием, и даже кандидат наук. В плане "нежелания разобраться в светодиодах" -- тоже неправда, я имею кое-какой (в том числе положительный) опыт использования светодиодных источников света. В частности, в нашей лаборатории я заменял на светодиоды дефицитные и недолговечные лампы типа СЦ-20 и подобные в осветителях микроскопов и других приборах (использовал Cree XP-G и XM-L). Достигнутый результат -- более яркое освещение при снижении тепловыделения и потребления в несколько раз (но отрицательный опыт с поляризационным микроскопом заставил вернуть назад лампу накаливания -- плохой спектр искажал интерференционные цвета). На основе светодиода Cree XM-L был изготовлен источник освещения внутри печи для выращивания кристаллов при высоких температурах с кварцевым световодом. Сборки Cree CXA-2011 и HPR20D (Huey Jann, КНР), а также отдельные светодиоды Cree XM-L использовались для создания комплекта фотоосветителей ("микрофотостудия" для "предметки" и макросъемки). Во всех случаях были изучены данные и рекомендации производителя светодиодов, проведены электрические и тепловые расчеты, корректность которых подтверждена измерениями на реальных приборах.
Не думаю, что Вы, уважаемый Аноним, ответите, но все-таки.

February 2013

S M T W T F S
     1 2
3 456789
101112131415 16
17181920212223
2425262728  

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jul. 24th, 2017 10:30 pm
Powered by Dreamwidth Studios