Статья «Примеры расчета светодиодных источников освещения»

Статья «Примеры расчета светодиодных источников освещения»

Данная работа даёт возможность посмотреть с разных сторон расчёты для светодиодных источников освещения.

Повышенное внимание мирового сообщества к проблеме энергосохранения и использования электрической энергии. В период 2009-2013 гг. ведущие страны (Австралия, Великобритания, Евросоюз, Россия США ) полностью откажутся от ламп накаливания. Правительством РФ рассматривается также возможность запрета с 2015 года компактных люминесцентных ламп.

Наиболее перспективными энергосберегающими источниками являются светоизлучающие диоды, которые обладают рядом преимуществ: 1) «экологичность» (отсутствие ртути), 2) большой срок эксплуатации, 3) эффективная и высокая световая отдача, 4) компактность и удобство монтажа,

5) широкий выбор оттенков, 6) низкий нагрев, 7) электрическая безопасность, 8) хорошая совместимость с сенсорными микропроцессорными системами управления

Обладая высокими техническими характеристиками, светодиодные светильники создают эффективное освещение.

исследование и разработка методов и приборов для измерения полного светового потока, координат цветности, коррелированной температуры и пространственных характеристик излучения светодиодов.

Для достижения поставленной цели необходимо:

1 .Осуществить критический анализ существующих методов измерения параметров и характеристик СИД и оценить метрологические характеристики, серийно выпускаемых приборов

2.Выбрать алгоритм работы и схему построения современных оптико-электронных приборов для измерения оптических параметров и характеристик светодиодов

3.Провести теоретические и экспериментальные исследования, обеспечивающие решение поставленных задач.

Работа выполнена на основе теории оптических и оптико-электронных приборов и систем. При выполнении диссертационной работы использовались методы интегрального исчисления, математической статистики, компьютерные методы расчёта и моделирования. Эксперименты выполнялись с помощью интегральной и спектральной оптико-электронной аппаратуры в лабораторных условиях, а результаты обрабатывались посредством компьютерной техники.

1. Разработана программа для расчёта систематической погрешности, связанной с переходом от источника типа А (калибровка фотометрической головки) к спектру излучения светодиода, и расчёта поправочного коэффициента для учёта этой погрешности.

2. Проведены исследования и разработан прибор на основе интегрирующей сферы со « спектральным » ФПУ для экспресс измерения полного светового потока и координат цветности СИД.

3. Посредством компьютерного моделирования проведена оптимизация параметров гониометрического комплекса для измерения характеристик СИД.

4. Предложена новая схема построения приборов для измерения пространственных параметров СИД « за одно измерение».

5. Данная работа через подбор материала дает возможность посмотреть со всех сторон на расчеты эффективности использования светодиодных ламп.

Технический отдел нашей компании бесплатно проведет технико-экономический расчет для Вашего объекта.

Все расчёты актульны на НОЯБРЬ 2013!

В данном документе будет отображен экономический расчет различных вариантов освещения и выведен финансовый результат от внедрения светодиодного освещения. Это поможет оценить сроки окупаемости денежных инвестиций в модернизацию системы освещения и, как следствие принять решение в пользу приобретения светодиодного оборудования.

Чтобы наглядно продемонстрировать, как выглядят расчеты, приведем один из примеров:

В данном примере рассмотрим освещение помещения производства. На данный момент для освещения используются светильники с двумя лампами Osram L 58 W/765 и ДРЛ Osram HQI-T 250/D Pro. Теперь рассмотрим экономию при смене всех светильников на светодиодные. Потребляемая мощность составляет у 2х58 – 140 Вт, у ДРЛ — 300 Вт, (с учётом пусковых токов и потерей на дросселе). Общее количество светильников 110 шт. Режим их работы 24 часа в сутки. Мы предлагаем сменить светильники на светодиодные АС-70, которые по освещенности являются полными аналогами.

Расчёт экономического эффекта от внедрения светодиодных светильников при эксплуатации 24 часов в сутки (без внедрения датчиков):

Исходные данные

Потребление электроэнергии одним светильником, ВТ

*При внедрении светильников на стадии проектирования заложена стоимость приобретения разрешения на подключаемую мощность (26 000 руб. за кВт. Может менятся в зависимости от региона).

**В расчете не учтены возможности использования кабеля меньшего сечения

***Сравниваемые светильники имеют приблизительно одинаковые параметры по степени освещения на поверхности (в Lux)

Расчет светодидного освещения — выводы

Из расчетов освещения видно, что окупаемость происходит через 1 год и 3 месяца, а дальше наш заказчик получает доход, общая выгода за 5 лет эксплуатации составит 5.850.821 рубля.

Каждое предприятие ищет возможность экономии ресурсов и получения большего дохода, но мало кто задумывался, что благодаря новым технологиям экономить стало намного проще! И это при том, что только на светильниках наш заказчик высвободил 30 кВт мощностей!

Гарантия производителя на данную продукцию 3 года, срок службы 50.000 часов.

При внедрении модернизированной системы наш заказчик:

— Улучшает освещенность производства

— Высвобождает 30 кВт мощностей, которые можно будет направить на другие нужды.

— Оптимизирует расходы на эксплуатацию и утилизацию

— Получает для компании дополнительную прибыль в 5.850.821 рубля.

Так выглядят складские комплексы с использованием светодиодных светильников:

Экономический расчет использования светодиодных светильников

стекло из ударопрочного поликарбоната

Технико-экономическое обоснование использования светодиодного освещения взамен люминесцентного

Светодиодные лампы являются полным аналогом люминесцентных энергосберегающих ламп дневного света. Лампы прекрасно подходят для замены традиционных источников света и предназначены для установки в офисных, складских, производственных и других общественных помещениях (предприятия, учреждения, торговые центры, торговые точки).

Современная светодиодная лампа представляет собой лампу на основе большого количества светодиодов. Как правило, в светодиодную лампу 220 В уже встроен трансформатор для понижения напряжения питания до уровня, необходимого для нормальной работы светодиодов лампы. В светодиодных лампах 12 В трансформатор встраивается в питающую цепь светодиодных ламп.

Люминесцентные лампы требуют дополнительных устройств, таких как дроссель и стартер, не являющихся встраиваемыми в саму лампу. Эти устройства увеличивают стоимость самой лампы в несколько раз и требуют дополнительной затраты электроэнергии.

По сравнению с люминесцентными лампами, светодиодные лампы обладают рядом существенных технических преимуществ:

Светодиодные системы освещения с резонансным источником питания могут дать 132 Лм на Вт против 15 Лм у обычной лампы накаливания и против 80-100 Лм на Вт у ртутных люминесцентных ламп.

Светодиодная лампа мощностью 9Вт эквивалентна лампе накаливания в 100Вт. При этом эквивалент люминесцентной лампы должен иметь мощность не менее 25Вт, чтобы соответствовать характеристики 100Вт лампы накаливания. Сравнительная таблица энергопотребления в зависимости от энергопотребления лампы накаливания дает следующие результаты:

Энергопотребление, в завис. от энергопотребления лампы накаливания

8,3% — светодиодная лампа

23% — люминесцентная лампа

100% — лампа накаливания

К тому стоит отметить, что потребляемая мощность (самая малая) дросселя составит 15Вт, что будет дополнительным расходом энергии в случае использования люминесцентной лампы.

Долгий срок службы

Срок службы светодиодной лампы составляет 80 000 – 100 000 часов вне зависимости от количества переключений. Срок службы люминесцентной лампы от 8 000 — 10 000 часов, при этом стоит учесть, что переключения значительно снижают его.

Разнообразие цветов спектра

Светодиодное освещение обладает возможностью получать различные спектральные характеристики источника света, без потери в световых фильтрах. На сегодняшний день это единственные лампы, которые обладают таким преимуществом.

Светодиодные лампы являются высокопрочными, так как изготовлены из оптического поликарбоната. Они ударопрочные, переносят встряску, не содержат опасных/ вредных для здоровья/ загрязняющих окружающую среду компонентов. Люминесцентные лампы изготовлены из стекла, тем самым относятся к хрупким осветительным приборам.

Наличие ртути (люминофора) в люминесцентных лампах делает их небезопасными, а процесс их утилизации очень сложным и затратным.

У светодиодных ламп зафиксировано полное отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения.

Дополнительно можно добавить, что световые характеристики люминесцентных ламп зависят от температуры окружающей среды и плохо переносят низкие температуры. Вместе с тем имеют достаточно большое тепловыделение, и в некоторых случаях дроссель может издавать низкочастотных неприятный гул. Светодиодные лампы не имеют этих недостатков и устойчивы к перепадам напряжения в сети (их рабочий диапозон от 80 до 230 вольт, поэтому если такое произошло — светодиодная лампа продолжит работать с меньшей яркостью).

Особые технические преимущества:

Светодиодные лампы в отличие от любых других подлежат ремонту – вышедшие из строя компоненты легко заменимы на новые исправные. Тем самым срок службы светодиодного светильника неограничен. Корпус самого светильника может быть исполнен из пластических материалов, что значительно сокращает расходы на приобретение (к сведению: корпус люминесцентных светильников должен быть исполнен только из металла, так как высокая теплоотдача ПРА для люминесцентных ламп не позволяет применение других материалов для этого устройства).

Количество люминесцентных ламп мощностью 20 Вт

Окупаемость наступает через 3.4 года

При этом стоит учесть, что если оборудовать помещения светодиодными светильниками «с нуля», то расчет окупаемости будет следующий:

Стоимость одного комплекта люминесцентной лампы:

Люминесцентная лампа 38,00 руб + стартер 3,20 руб + дроссель 450,00 руб + светильник 520,00 руб + монтаж 200,00 руб = 1 211,20 руб

Стоимость одного комплекта светодиодной лампы:

Светодиодная лампа 1 000,00 руб + светильник 300,00 руб + монтаж 200,00 руб = 1 500,00 руб

При этом люминесцентная лампа в год при условии работы 6 часов в сутки потребляет 76,65 кВт ( в т.ч. дроссель), светодиодная – 15,33 кВт. То есть денежная экономия составляет 185,80 руб в год. Окупаемость одного светодиодного светильника в сравнении с люминесцентным происходит в течение 1,5 лет.

Дополнительное оборудование, которое может не подлежать замене.

Монтаж одной световой точки 200 руб.

Стоимость одного светодиодного светильника 300 руб.

Стоимость одного люминесцентного светильника 520 руб.

Полный экономический расчет окупаемости светодиодного светильника Амстронг

Компания ООО «УПТК«Электрокомплект». производит работы по повышению энергосбережения и энергоэффективности. Это позволит Вам, значительно уменьшить затраты связанные с оплатой электроэнергии.
Установка светодиодных светильников типа «Армстронг», позволяет уменьшить потребляемую мощность в три раза и исключить реактивную мощность.Освещенность модернизированного светильника будет на уровне старого светильника, а потреблять при этом в три раза меньше.

Окупаемость проекта складывается из следующего:

Количество светильников шт.

Цена светодиодного светильника с учетом НДС, руб.

Мощность светодиодного светильника, Вт.

Цена светильника на люминесцентных лампах, руб.

Номинальная мощность лампового светильника, Вт.

Цена одной люминесцентной лампы, руб.

Срок службы люминесцентной лампы / светодиода, ч.

Замена и утилизации одной лампы, руб.

Среднее время работы светильников за сутки, ч.

Период эксплуатации, лет.

Цена кВт/ч, руб. (усредненная за период эксплуатации)

Итого все расходы за расчетный период, руб.

Экономия денежных средств за период (при использовании светодиодного светильника), руб.

Высвобождение электрических мощностей составит. кВт/ч.

Первые 30 минут светильник на люминесцентных лампах потребляет 100 Вт. после выхода на рабочий режим начинает потреблять 90 Вт.

Примечание:проект полностью окупается за 2 года (при эксплуатации 10 часов в день и усредненной стоимости 1 кВт электроэнергии 7 рублей). При модернизации освещения высвобождается 5,3 кВт электрических мощностей, что за собой влечет не малый экономический эффект (стоимость поключения дополнительно 1кВт электрических мощностей в Курской области стоит порядка 10-12 тысяч рублей ), что делает модернизацию более экономически выгодной для тех организаций, где требуется дополнительные электрические мощности.Для этих организаций срок полной окупаемости составляет 1 год.При модернизации реактивная мощность сводится к нулю. Если систему освещения оборудовать системой управления (датчики движения, датчики освещенности и шума), то срок окупаемость проекта еще значительно уменьшается. Хотелось бы отметить. что использование датчиков управления освещенности в комплексе с люминесцентными светильниками просто не возможно (так как люминесцентная лампа не предназначена для работы в режиме частого включения /выключения). Так что экономическая выгода от использования светодиодного освещения очевидна.

Проектирование и расчет уличного освещения

К нам часто поступают вопросы: что такое экспресс-энергоаудит, чем он отличается от проектирования уличного освещения, и как будет выглядеть расчет уличного освещения?

Экспресс-энергоаудит включает в себя и проектирование и экономический расчет различных вариантов уличного освещения. Чтобы наглядно показать, как выглядят подобные расчеты, было принято опубликовать пример расчета уличного освещения.

В мае 2011 года к нам поступила заявка на экспресс-энергоаудит от строящегося дачного поселка. Клиент заранее решил просчитать, какие у него есть перспективы экономии электроэнергии в случае использования светодиодного уличного освещения. Для расчета наружного освещения нам потребовалась общая информация об объекте, для этого есть специальная опросная анкета (Скачать анкету ).

В результате, наши технологи рассчитали в программе DiaLux проект наружного освещения поселка:

Стоял вопрос выбора между светодиодными светильниками СДУУ 64 и СДУУ 95. Проектирование уличного освещения СДУУ 64 (слева) и СДУУ 95 (справа) показало, что клиенту необходим светильник СДУУ 95:

После чего, необходимо было сделать расчет уличного освещения (экономическое обоснование), чтобы согласовать со всеми заинтересованными лицами идею использования в освещении светодиодных уличных светильников:

Экономическое обоснование

Среднесуточная норма работы светильников, час.

Тариф электроэнергии на 2011 год, руб.

Ежегодный рост тарифов на электроэнергию

Текущее осветительное оборудование: ДРЛ 250

Кол-во светильников, шт.

Потр. мощность светильника (с учетом ПРА), Вт.

Стоимость светильника, руб.

Кол-во заменяемых ламп в год, шт.

Стоимость замены (лампа, работа, утилизация и др.), руб.

Светодиодное осветительное оборудование: СДУ 95

Кол-во светильников, шт.

Потр. мощность светильника (с учетом ПРА), Вт.

Стоимость светильника, руб.

Рабочий ресурс светильника, час.

Итоговая стоимость светильников (80х9737)

срок службы светодиодного светильника, лет

общая экономия за срок службы, руб.

средняя экономия в год, руб.

снижение потребления электроэнергии в год, кВт/ч

срок окупаемости, лет

В итоге экспресс-энергоаудит, включающий проект уличного освещения и экономическое обоснование позволяют, выбрать оптимальные светодиодные уличные светильники и обосновать необходимость их приобретения.

Замена имеющихся светильников на светодиодные

Технико-экономическое обоснование

Технические преимущества светодиодных ламп:

Увеличенный срок службы (срок гарантийной эксплуатации — 3 года, срок службы 10 лет);

Высокая экономичность за счет малого тока потребления (по сравнению с лампами накаливания до 80% и люминесцентными лампами до 60 %);

Безотказная работа при температуре окружающей среды от –60 до +40 °С;

Высокая механическая прочность (устойчивы к вибрации, ударам и др. механическим воздействиям);

Не требуют обслуживания во время всего срока эксплуатации.

Таблица 1. Используемое освещение и его технические характеристики:

Суммарная мощность, Вт

Возможность замены на светодиодный источник света

Стоимость светодиодного оборудования:

Лампа светодиодная линейная 600 мм – 1400 р.
Лампа светодиодная линейная 1200 мм – 1700 р.
Лампа светодиодная Betalamp MR-16 – 1600 р.

Таблица 2. Расчет экономической эффективности при эксплуатации светодиодных светильников.

Потребляемая мощность светильниками, кВт

Потребляемая электроэнергия в сутки при работе 18 часов, кВт/ч

Потребляемая электроэнергия в год, кВт/ч

Количество сэкономленной электроэнергии в год, кВт/ч

Размер тарифа на электроэнергию в 2009 г. руб.

Годовые затраты на эксплуатацию ламп с учетом замены 2-х лампы на светильник, утилизацию ламп и обслуживание 0,3 часа на светильник. (210 р. на лампу в год)

Суммарная экономия средств, руб.

Затраты на модернизацию, руб.

Таблица 3. Расчет срока окупаемости модернизации освещения с учетом ежегодного роста тарифа на электроэнергию 25% и роста цен на 15%.

Расчет экономической эффективности светодиодных ламп по сравнению с лампами накаливания и компактными люминисцентными лампами.

РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ DIALUX

Для обеспечения комфортных условий труда немаловажным фактором является освещение. Правильное и рациональное размещение осветительных приборов позволяет преобразить любой интерьер, и задать нужное настроение. Так же стоить уделить внимание выбору светильников . от его параметров зависит множество факторов, таких как мощность светового потока, количество, удобство монтажа, энергопотребление.

Для равномерного освещения идеально подойдут LED светильники . За счет использования светодиодов такой тип светильников позволит существенно сократить расходы на энергопотребление, а так же расходы на замену составных частей, поскольку светодиодные лампы в несколько раз долговечнее обычных ламп накаливания. Ассортимент led светильников довольно разнообразен и позволяет выбрать оптимальный в зависимости от поставленных задач. Если вы хотите получить максимальное освещение даже в труднодоступных зонах, тогда стоит приобрести потолочный светильник на основе светодиодов . Данная модель оборудована поворотным механизмом, благодаря которому можно направлять свет в необходимое вам место, которое требуется осветить. Если же таких задач не ставится и вам необходимо только обычное освещение, тогда встраиваемые светодиодные светильники именно то, что вам нужно.

Для того, что бы правильно рассчитать необходимое количество освещения существуют стандарты, так называемые Строительные нормы и правила (СНиП 23-05-95, действует на территории Российской Федерации или ДБН В.2.5-28-2006 действует на территории Украины), согласно которым искусственное освещение должно быть равномерным. Там вы можете найти необходимые данные и коэффициенты, сведенные в таблицу для расчета и нормирования освещенности помещения.

Что бы рассчитать и визуально представить как это все в конечном итоге будет выглядеть нам поможет программа DIALux и специалисты компании LEDDesign .

Давайте рассмотрим программу DIALux поподробней.

DIALux — программа для расчёта и дизайна освещения, она разрабатывается с 1994 года DIAL GmbH (Deutche Institut fur Angewandte Lichttechnik) — Немецким Институтом Прикладной Светотехники. Программа распространяется бесплатно и может использовать данные осветительного оборудования любых изготовителей, у которых имеются электронные базы светильников в формате поддерживаемом программой DIALux.

Примером проведения светотехнического расчёта будет служить одно из помещений офиса компании LEDDesign. Стоит отметить, что компания «LEDDesign» является одной из ведущих на рынке светодиодного освещения Украины. В магазинах компании можно не только приобрести светодиодную продукцию . но и получить высококвалифицированную консультацию и рекомендацию по монтажу и установке светодиодного оборудования . Перечень предоставляемой продукции и услуг очень широк и охватывает практически весь спектр, связанный с освещением: светотехнические светодиодные изделия . контроллеры светодинамических эффектов, прожекторы . интерьерные, ландшафтные, архитектурные светильники . комплекты «звездное небо», рекламные конструкции, праздничная иллюминация — это все лишь малая часть того, что можно найти в магазинах компании LEDDesign. Сама же компания, в свою очередь, плотно сотрудничает с лидерами освещения на рыке Украины и является поставщиком светодиодной продукции и комплектующих для рекламных, строительных, производственных предприятий, а также продукции для внедрения энергосберегающих технологий, в освещении общего, специального и декоративного назначений. Приобретая светодиодную продукцию в компании LEDDesign. вы можете быть полностью уверены в том, что вам предоставят современный качественный уровень обслуживания клиентов, максимум удобств и оперативности. В офисах компании LEDDesign имеются шоу-румы, где демонстрируется вся необходимая продукция, поэтому выбор офиса этой компании для светотехнического расчета не случаен.

Итак, какая же освещенность должна быть в помещении? Расчет искусственного освещения проводится методом коэффициента использования светового потока и нормируется согласно классу точности выполняемых в нём работ. Согласно СНиП 23-05-95 работы по набору, редактированию текстов и др информации с помощью ПК относятся к III разряду зрительных работ, подразряд В(наименьший размер объекта различения = 0.3-0.5 мм). Для офисных помещений нормальная освещенность рабочей зоны (0,8м над уровнем пола) составляет 500лк.
Значительное влияние на распределение света в помещении оказывает отражающая способность поверхностей. Она определяется коэффициентом отражения (Ко), значение которого можно найти в соответствующей таблице. В нашем офисе стены окрашены светло-бежевой водоэмульсионной краской (Ко=0,6),потолок — белые плиты (Ко=0,8), пол — темно-серые и светло-бежевые плиты (Ко=0,3).

В помещениях, в зависимости от вида деятельности, может быть различная степень загрязнённости (запыленности, закопченности), которая характеризуется коэффициентом запаса (Кз). Офисы относятся к помещениям с нормальными условиями среды (Кз=1,4).

Вокруг зоны выполнения зрительной задачи располагается зона непосредственного окружения шириной 0,5 метра. В этой зоне освещенность должна быть меньше, чем на рабочем месте, но не ниже 200 лк.
И, наконец, определяемся с тем, какой светильник и система освещения будут использованы для выполнения проекта освещения. Светильники . как правило, выбираются исходя из технического задания, экономической выгоды от их применения и эстетических предпочтений заказчика. Для работы в программе DIALux понадобится файл фотометрических данных (расширение *.ies, *.uld,*.ldt), который можно найти на сайте производителя светильников.

Теперь открываем программу DIALux.

Для того, чтобы получить основные данные расчётов, можно воспользоваться ассистентом или облегчённой версией программы DIALux Light. Это значительно упростит получение данных расчётов.

Итак, выбираем вкладку ассистент

Вводим значения габаритов помещения и табличных данных (коэффициент отражения стен и потолка, высота над рабочей поверхностью и т.д. о них мы говорили выше). При необходимости можно добавить объекты (мебель, архитектурные элементы и прочее).

Запускаем расчёт. По окончании расчёта получаем требуемые данные, сведённые в таблицы, трёхмерную визуализацию помещения. Всё это можно сразу вывести на печать.

16+ Свидетельство о регистрации СМИ:
Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015.

Лицензия на осуществление образовательной деятельности: № 5201 от 20.05.2016.

Адрес редакции и издательства: 214011, РФ,
г. Смоленск, ул. Верхне-Сенная, 4.
Контакты: [email protected]

Правообладатель товарного знака ИНФОУРОК: ООО «Инфоурок» (Свидетельство № 581999 )

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.