Газоразрядные и светодиодные лампы для улиц и промышленных помещений — сравнение, достоинства и недостатки

Для освещения улиц и промышленных помещений всегда необходимы очень сложные, емкие, часто довольно мощные, осветительные системы. В связи с данным, ставшим уже традиционным положением дел, встает закономерный вопрос: возможно ли сделать эти системы менее энергоемкими, более экономичными, и чтобы при всем при этом они оставались бы достаточно долговечными.

Ответ на этот вопрос логичен: да, такое возможно, если обеспечить переход на на более современные, более совершенные и экономичные источники света. Уже понятно (на основе как минимум 15 летнего опыта), что эти новые источники света обладают весьма высоким рабочим ресурсом, причем их оптические характеристики сохраняются на протяжении как минимум 10 лет. Речь идет о светодиодных источниках света.

До недавнего времени для уличного и промышленного освещения всюду традиционно применялись разнообразные газоразрядные лампы, однако в последние годы усилилась тенденция к переходу на светильники именно светодиодной технологии, отвечающей всем требованиям касательно как энергоэффективности, так и оптических параметров, и, что особенно важно, экологичности и долговечности.

Наиболее популярные в прошлые годы газоразрядные лампы, такие как ДРЛ — дуговая ртутная лампа высокого давления, ДРИ — дуговая ртутная металлогалогенная лампа и ДНАТ-натриевая газоразрядная трубчатая лампа низкого и высокого давления, — хотя и обладают рядом достоинств, тем не менее сегодня они вынуждены уступать место светодиодам.

Давайте вспомним, чем же замечательны эти лампы, почему они так долго и успешно использовались, кроме того обратим внимание на их недостатки, и подведем для лампы каждого типа резюме.

ДРЛ

Дуговые ртутные лампы высокого давления до сих пор можно встретить во многих фонарях на территориях заводов, в промышленных помещениях этих заводов, во дворах, на открытых площадках, на складах, в системах освещения периметров — короче говоря там, где требования к цветопередаче и цветовой температуре в общем то не критичны.

Лампы ДРЛ обладают достаточно приемлемой для обычного освещения цветопередачей, легко устанавливаются, и не требуют регулярного обслуживания в условиях соблюдения правил их эксплуатации. Однако внутри такой ламы содержится ртуть, ибо пары ртути являются неотъемлемой составляющей лампы ДРЛ, где давление внутри колбы доходит примерно до 100000 Па.

Выглядит лампа достаточно просто: резьбовой цоколь, стеклянная колба, внутри находится трубчатая ртутная горелка с аргоном, в этой трубке присутствует ртуть. Электрический разряд в парах ртути создает излучение, почти половина спектра которого приходится на ультрафиолетовую часть спектра. Преобразованием ультрафиолета в видимый свет «занимается» люминофор, которым колба лампы покрыта изнутри.

Световой поток такой лампы сильно зависит от напряжения сети, и стоит напряжению питания упасть на 10%, как световой поток понизится на 25%, а если по какой-нибудь причине напряжение в питающей сети понизится до 80% и ниже, лампа ДРЛ просто не зажжется или погаснет.

Резюме: лампа ДРЛ имеет хорошую цветопередачу, не имеет возможности плавного регулирования светового потока, ее светоотдача лежит в диапазоне от 30 до 60 Лм/Вт, экономичность ее низкая, период гарантийной эксплуатации составляет примерно 6000 часов, лампа ДРЛ долго запускается и перезапускается, в ней присутствует токсичная ртуть.

ДРИ

Дуговая ртутная металлогалогенная лампа также использует для получения света электрический разряд в газе. Здесь в прах внутри колбы наряду со ртутью используются светоизлучающие добавки: бромиды и иодиды металлов. Йодид индия, таллия, натрия — позволяют увеличить световой поток до 95 и более люмен на 1 ватт.

Цветопередача у ламп типа ДРИ лучше чем у ДРЛ, свет белый с небольшими различиями в цветовой температуре. Внутри лампы горелка, в которой во время работы лампы протекает электрический разряд в парах ртути с добавками.

В зависимости от состава паров, изменяется цвет света лампы ДРИ, по этой причине именно лампы ДРИ в свое время приобрели популярность в качестве источников света для решения архитектурных задач цветового оформления. Часто лампы ДРИ можно встретить в системах подсветки рекламных щитов и витрин, в прожекторах на больших стадионах, в освещении коммерческих сооружений и просто улиц.

Резюме: лампа ДРИ обладает отличной цветопередачей, но не имеет возможности плавного регулирования светового потока, ее светоотдача лежит в диапазоне от 80 до 110 Лм/Вт, экономичность лампы средняя, период гарантийной эксплуатации примерно 9000 часов, лампа ДРИ долго запускается и перезапускается, внутри есть ртуть.

ДНАТ

В основе работы дуговой натриевой трубчатой лампы — электрический разряд в парах натрия. Лампы данного типа производят характерный оранжевый свет. Их можно встретить в уличных фонарях наравне со ртутными, однако в последние годы замечалась тенденция к замене ртутных ламп — на натриевые лампы низкого давления, более эффективные и менее вредные по составу газа внутри колбы.

Натриевые лампы отличаются наибольшей светоотдачей из всех газоразрядных ламп промышленного применения. Однако натриевые лампы низкого давления восприимчивы к температуре окружающей среды — чем ниже температура окружающего воздуха — тем меньше световой поток. А в натриевых лампах высокого давления все же содержится значительное количество соединения натрия со ртутью. По этой причине нельзя назвать натриевые лампы высокого давления экологически безопасными.

Итак, натриевые лампы низкого давления (НЛНД) имеют светоотдачу порядка 100 люмен на 1 ватт, они подходят для уличного освещения во дворах, где не важен цвет освещения, здесь он оранжевый, и о качестве цветопередачи судить просто не приходится, ибо предмет белого цвета будет казаться оранжевым или желтоватым, а зеленый — синим. По этой причине натриевые лампы низкого давления не особо востребованы в качестве светильников для архитектурных целей.

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД), в отличие от натриевых ламп низкого давления, обладают высокой цветопередачей, позволяющей различать цвета почти во всем видимом спектре. Различные добавки к смеси газов в колбе, а также разнообразные люминофоры, плюс варьирование давления внутри лампы — эти меры позволяют несколько корректировать параметры цветопередачи НЛВД, но снижают КПД лампы.

Вообще КПД натриевых ламп высокого давления находится в районе 30%, а светоотдача — около 75 люмен на 1 ватт потребляемой мощности. Добавление в натриевую лампу высокого давления натриевой амальгамы позволило повысить световой поток и цветопередачу, но от этого лампа стала экологически небезопасной. Кроме того любой натриевой лампе важна стабильность питающего напряжения.

Резюме по натриевым лампам: лампы ДНАТ имеют плохую цветопередачу, не имеют возможности плавного регулирования светового потока, светоотдача лежит в широком диапазоне от 75 до 120 Лм/Вт, экономичность натриевых ламп средняя, период гарантийной эксплуатации примерно 15000 часов, лампы долго запускаются и перезапускаются, в них в том или ином количестве присутствует ртуть.

LED

Светодиоды (LED – расшифровывается как Light-emitting diode — светоизлучающий диод ) в современных установках промышленного и уличного освещения значительно превосходят любые газоразрядные лампы как по энергоэффективности, так и по эксплуатационным и экологическим характеристикам.

Они преобразуют электрический ток в свет без каких бы то ни было электрических разрядов в газе, требующих ртути, определенного давления в колбе, часто даже колба светодиодам не нужна. Световой поток светодиодного источника создается на полупроводниковом переходе, от состава которого зависит длина волны (по сути — цвет) света, оттенок которого немного корректируется применяемым люминофором.

Светодиоды очень экономичны, их светоотдача достигает 120 люмен на 1 ватт, в них нет никаких вредных веществ, таких как ртуть, отсутствует стекло. При непрерывном использовании светодиодного светильника на протяжении 80000 часов, его световой поток через это время снизится лишь вдвое, тогда как газоразрядные лампы теряют пятую часть светового потока уже в первый год эксплуатации. При том даже через это длительное время цветовая температура у светодиодного светильника сохранится.

Для питания светодиодного светильника используется собственный стабилизированный блок питания, которому не страшны колебания напряжения в сети вплоть до 20%, кроме того в блок питания светодиодного светильника легко может быть заложена возможность плавной регулировки мощности, и соответственно — светового потока.

Резюме: светодиодные светильники имеют отличную цветопередачу, имеют возможность плавного регулирования светового потока, их нормальная светоотдача около 120 Лм/Вт, экономичность всегда высокая, период гарантийной эксплуатации доходит до 80000 часов, при этом светильник не приходит в негодность. Светодиоды мгновенно запускаются и перезапускается, в них отсутствует ртуть.

Вывод

Таким образом именно светодиодные светильники по всем показателям (энергоэффективность, качество света, экологичность, долговременная надежность) превосходят любые газоразрядные лампы.