Технические науки/ 6. Электротехника и радиоэлектроника

Доцент Галущак В.С., к.т.н., доцент Сошинов А.Г.,

доцент Хавроничев С.В.

Камышинский технологический институт ФГБОУ ВПО (филиал) «Волгоградский государственный технический университет», Россия

Одна из оценок преимущества светодиодного освещения

Во все времена технические новшества воспринимались общественностью насторожено, а иногда, и просто враждебно « … вся земля будет опутана проводами, а на улицах будут лежать убитые электричеством люди» – так стращали общественность в девятнадцатом веке противники прихода электричества в повседневную жизнь человека. И действительно действие электрического тока на человека при определённых условиях опасно и даже смертельно опасно. Но при правильной эксплуатации электрических установок никаких лежащих на улицах убитых электричеством людей нет! Люди научились быть осторожными, и теперь электричество применяется повсеместно. Более того некоторые эксперты считают: «… если в современном обществе отключить электроэнергию земля покроется слоем трупов людей и животных..» [1]. Ну, это уже другая крайность, что тоже не верно.

Подобное восприятие нового в отношении светодиодного освещения мы находим у ряда авторов публичных изданий [2]. Но если первый автомобиль Генри Форда вызывал только насмешки над неказистой гремящей повозкой, пожелавшей стать по значимости в один ряд с роскошными, золочёными каретами, то в наше цивилизованное время сопротивление техническому прогрессу стало более изощренным, когда в дело вступают властные структуры, способные в пределах своих полномочий серьёзно затормозить развитие новых технологий в угоду монопольных интересов отдельных мегаструктур. Просто назвать это воинствующим невежеством нельзя, учитывая высокий статус появляющихся запретительных документов [3,4].

И хотя в указанных документах отсутствует перечень заболеваний, вызываемых светодиодным освещением, а также отсутствуют статистические данные по фактически полученному от светодиодного освещения вреда здоровью людей, мы считаем необходимым дать более подробную оценку преимуществ нового освещения и ответить на озабоченности общественности в связи с повсеместным внедрением светодиодного освещения.

Рассмотрим характеристики светодиодных источников света в сравнении с нормативными требованиями к любым источникам света, воздействующим на зрение человека.

1. Создание нормативной освещённости

Создаваемая освещённость,

люкс

- Светодиодная лампа потребляемой мощностью 6,1 Вт ..…127

- Лампа накаливания мощностью 100 Вт………….…………. 121

Таким образом, светодиодная лампа создаёт нормативную освещённость точно такую же, как и традиционная лампа накаливании и никакого вреда зрению по этому показателю нет.

2. Создание светового потока со спектром приближенному к спектру дневного солнечного света

Рассмотрим спектры солнечного излучения (рис. 1) ,а также широко используемых источников света люминесцентной лампы высокого давления типа ДРЛ (рис. 2), натриевой лампы ДНаТ (рис. 3), люминесцентной лампы низкого давления ЛБ (рис. 4) , лампы накаливания (рис. 5) и сравним их со спектром светодиодной лампы (6) [5,6].

Рис. 1. Спектральное рампределение коротковолнового излучения Солнца (кривая 1) и длинноволнового излучения Земли (кривая 2)

Рис. 2. Спектр излучения ламп типа ДРЛ мощностью 250 Вт

Рис. 3. Спектр излучения лампы ДНаТ

Рис. 4. Спектр излучения лампы ЛБ ( Т=3200К)

Рис. 5. Характристика спектрального распределения потока лампы накаливания (галогенной) с Т=2780 К

Рис. 6. Характеристика спектрального распределения сетевого потока белого светодиода с Т=3200 К

Прокомментируем спектры. Широко применяемые лампы ДРЛ и ДНаТ имеют линейчатые спектры даже близко не совпадающие со спектром солнечного излучения. Поэтому мы не имеем правильной цветопередачи ни на улице, где в уличном освещении применяются лампы ДНаТ ни в производственных цехах, где применяются лампы ДРЛ. И ничего, прошли уже десятки лет и никто не забил тревогу по поводу вредного воздействия этих ламп на человека. Спектр лампы ЛБ чуть ближе к желаемому, но также имеет линейчатые структуры в определённых зонах спектра. И наконец одна из лучших ламп накаливания: галогеновая, имеет спектр показанный на рисунке 5, уже значительно приближенный к коротковолновой части спектра солнечного излучения. В то же время спектральный состав белого светодиода максимально приближен к спектральному составу ламп накаливания и значительно ближе к спектру солнечного света , чем применяемые разрядные лампы. Кроме того все содержащие ртуть разрядные лампы генерируют жёсткое ультрафиолетовое излучение вредное для хрусталика глаза и кожных покровов человека. Конечно спектр света светодиодов далёк от спектра солнечного света. Тем не менее, большего вреда зрению по сравнению с повсеместно применяемыми традиционными лампами.

3. Отсутствие пульсаций светового потока

Рассмотрим коэффициенты пульсаций светового потока различных современных источников света:

Коэффициент пульсаций, %

1. Ксеноновая лампа…………………………………. 100%

2. Натриевая лампа ДНаТ ……………………………… 77%

3. Ртутная лампа высокого давления ДРЛ…………….. 58%

4. Ртутна лампа низкого давления ЛБ………………… 34%

5. Энергосберегающая лампа КЛЭВ…………………. 32%

6. Лампа накаливания 100 Вт…………………………... 10%

7. Светодиодная лампа …………………………………. 7%

Наихудший показатель как мы видим, у ксеноновой лампы- т.е. она каждый раз полностью гаснет при переходе тока через ноль с двойной частотой питающей сети – 100Гц. В то же время светодиодная лампа генерирует наиболее устойчивый по времени световой поток. Поэтому большего, по сравнению с применяемыми лампами, вреда зрению по этому показателю у светодиодных ламп также нет.

4. Отсутствие электромагнитных излучений

По этому показателю светодиодные лампы имеют минимальные значения напряженности электромагнитного поля, по сравнению с применяемыми источниками света. Поэтому большего вреда здоровью человека и по этому показателю также нет.

5. Отсутствие шума

Светодиодные лампы полностью бесшумны . Поэтому никакого вреда здоровью человека по этому показателю нет.

В то же время светодиодные лампы имеют ресурс работы до 50 000 часов, устойчивы к вибрациям, падениям, экологически безопасны и имеют светоотдачу до 160 - люменов на Ватт, а это значительно уменьшает потребность в материалах и электроэнергии для целей организации освещения, а значит, резко снижает выбросы вредных веществ сопровождающие производство электроэнергии, и металлургию производящую металлы для электрических сетей, уменьшая тем самым нагрузку на экосистему среды обитания человека, способствуя создания более здоровых условий жизни человека.

Таким образом, светодиодное освещение значительно уступает солнечному свету, под которым много веков живёт человек, но, тем не мене, на сегодняшний день является лучшим искусственным освещением.

Литература:

1. Удел Свен. Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии. - М.: Знание, 1980.

2. Трофимова Е. Carpe diem, или Синдром отмены/ Полупроводниковая светотехника// Ж., 2012, №5-С26-31.

3. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы// СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 утверждён постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 03.06.03 №118.

4. Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения / Постановление Правительства РФ от 20 июля 2011г. №602

5. Ю.Б. Айзенберг. Справочная книга по светотехнике// М., Изд. Знак, 2008,-С 127-140.

6. Полупроводниковая светотехника// Ж., 2010, №2-С22.