Lampy stosowane w oświetleniu ulicznym, ze szczególnym uwzględnieniem źródeł LED Przemysław Tabaka e-mail: przemyslaw.tabaka@wp.pl POLITECHNIKA ŁÓDZKA Instytut Elektroenergetyki
WPROWADZENIE WPROWADZENIE REDUKCJA ZUŻYCIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ NA OŚWIETLENIE O W ŁODZI Krótszy czas pracy oświetlenia ulicznego Godzina pracy świetlenia w Łodzi kosztuje 7 000 złz Czyli skrócenie o 45 min. czasu pracy świetlenia pozwala zaoszczędzi dzić 5 250 złz
WPROWADZENIE CZYNNIKI WPŁYWAJ YWAJĄCE NA KOSZTY INSTALACJI OŚWIETLENIA O DROGOWEGO 1. Rodzaj źródeł światła; 2. Rodzaj i właściwości opraw oświetleniowych; 3. Założona wartość luminancji lub średniego natężenia oświetlenia; 4. Układ rozmieszczenia opraw oświetleniowych; 5. Wysokość zawieszenia opraw; 6. Współczynnik zapasu i system konserwacji oświetlenia; 7. Właściwości odbiciowe nawierzchni drogi; 8. Sposób rozwiązania sieci oświetleniowej; 9. Przyjęty system sterowania; 10. Zmiana poziomów oświetlenia w okresie zmniejszonego natężenia ruchu. Parametry charakteryzujące ce źródła światła Parametry elektryczne Parametry fotometryczne Parametry kolorymetryczne Parametry geometryczne i i konstrukcyjne Parametry eksploatacyjne
Parametry charakteryzujące ce źródła światła Parametry elektryczne napięcie znamionowe U n [V] znamionowy prąd I n [A] współczynnik mocy cos ϕ [-] częstotliwość napięcia zasilającego f [Hz] Parametry charakteryzujące ce źródła światła Parametry fotometryczne strumień świetlny Φ [lm] skuteczność świetlna η [lm/w] trwałość T [h] światłość I [cd] współczynnik tętnienia w [-] Jeden z najistotniejszych parametrów z punktu ograniczenia zużycia energii elektrycznej
Parametry charakteryzujące ce źródła światła Parametry kolorymetryczne temperatura barwowa (najbliższa)t c(n) [K] ogólny wskaźnik oddawania barw R a [-] szczegółowy wskaźnik oddawania barw R i [-] współrzędne trójchromatyczne x, y [-] Parametry charakteryzujące ce źródła światła Parametry geometryczne i i konstr. wymiary źródła wysokość punktu świetlnego rodzaj bańki typ trzonka
Parametry charakteryzujące ce źródła światła Parametry eksploatacyjne temperatura otoczenia T o [C] dozwolona pozycja pracy rodzina charakterystyk ilustrujących zmiany: prądu, mocy, strumienia świetlnego w czasie od momentu rozruchu lampy spadek strumienia świetlnego w czasie eksploat. skuteczność świetlna trwałość Skuteczność świetlna Skuteczność świetlna źródła światła η = Φ P Skuteczność świetlna źródła światła z układem zapłonowym η = Φ P + ΔP Straty mocy w dławiku +
Trwałość Trwałość techniczna (średnia) Liczba godzin pracy źródeł światła, po której połowa lamp z badanej próbki ulegnie uszkodzeniu n 100% 50% 0% T t Trwałość Trwałość ekonomiczna (użyteczna) Liczba godzin pracy źródeł światła, po której strumień świetlny spada poniżej ustalonej wartości (zwykle 70%) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 0 T e t [h]
Wybrane parametry źródeł światła Źródło światła Temp. barwowa Wskaźnik odd. barw Skuteczność świetlna Trwałość w godz. żarówki 2700-3000 bliski 100 8-17 1 tys. halogeny 2800-3200 bliski 100 20-25 25 2 tys. świetlówki 2500-6500 60-95 50-100 10-24 tys. lampy MIX 3600-4100 50-69 11-30 6-99 tys. rtęciówki 3900-4200 40-69 32-58 20 tys. metalohalogen 3000-6000 70-95 70-120 15-20 tys. WLS 2000-3000 25-80 100-120 120 25 tys. NLS - Brak 100-220 12 tys. LED 2700-6500 >80 50-100 10-80 tys. Źródła światła w oświetleniu ulicznym LED Lampy gazowe Świetlówki Niskoprężne l. sodowe Lampy metalo- -halogenkowe Lampy żarowe Lampy rtęciowe Wysokoprężne l. sodowe
Klasyfikacja diod LED Ze względu na moc Diody małej mocy To takie których moc jednostkowa jest mniejsza niż 1 W (od 10 do 100 mw) Diody dużej mocy To takie których moc jednostkowa wynosi od 1 W wzwyż (1 W, 2 W, 4 W, 10 W) Ze względu barwę światła Diody kolorowe czerwone zielone żółte niebieskie Diody białe RGB z lumioforem Półprzewodnikowe źródła światła Diody białe Mieszanie światła a w diodach LED umieszcza się w jednej obudowie 3 chipy LED tworzące diodę RGB Konwersja światła wzbudzenie żółtego luminoforu za pomocą światła diody niebieskiej
Orientacyjne ceny netto wybranych lamp Wysokoprężne lampy sodowe z bańką eliptyczną powlekaną moc 50 W 70 W 100 W 150 W 250 W 400 W cena 52,00zł 52,00zł 72,15zł 72,15zł 76,10zł 94,90zł Wysokoprężne lampy sodowe z bańką cylindryczną przezrocz. cena x 48,60zł x 61,75zl 74,40 82,70zł Lampy metalohalogenkowe z bańką przezroczystą, powlekaną cena x 104,50zł 110,00zł 122,00zł 154,50zł 175,00zł Niskoprężne lampy sodowe moc 18 W 35 W* 55 W* 90 W* 135 W 180 W cena 92,00zł 80,00zł 89,00zł 115,00zł 145,00zł 209,00zł * - produkt wycofywany Źródło LED do oświetlania dróg trzonek na gwint E40 matryca LED radiator 28 LED o mocy 1 W każda 350,00zł
Źródło LED do oświetlania dróg uszczelka układ zasilający Parametry elektryczne oraz fotometryczne Źródło 28 LED WLS 100 W WLS 150 W Moc [W] Strumień świetlny [lm] Skuteczność świetlna [lm/w] deklar. pomiar deklar. pomiar deklar. pomiar 32 37 2 300 1 600 80* 43 112 1 10 000-89 1 168 1 17 500-104 1 *- skuteczność świetlna luminescencyjna 1 układ lampa + dławik
Prognozy wzrostu skuteczności diod LED zimno-biała ciepło-biała Prognozy dotyczą biało-świec wiecących cych diod LED opartych na dotychczas osiągni gniętych wynikach laboratoryjnych Wyeliminować przy źródle 28 LED C L TUZ X X X Układ pracy wysokopręż ężnej lampy sodowej z kompensacją mocy biernej Wnętrze oprawy ulicznej (komora osprzętu elektr.) WLS 28 LED
Temperatura na powierzchni źródła LED Matryca Radiator Radiator Źródło poza oprawą Źródło w oprawie Parametry diod LED są wyjątkowo czułe na zmiany temperatury złącza, co zmusza do szczególnego zwrócenia uwagi na problem odprowadzania ciepła Źródło LED do oświetlania dróg 56 diod LED (łączna moc 73 W, strumień 4200 lm)
Źródło LED do oświetlania dróg 56 diod LED Moc oprawy 66 W Strumień 4200 lm 168 diod LED Moc oprawy 198 W Strumień 12600 lm 112 diod LED Moc oprawy 132 W Strumień 8400 lm 224 diod LED Moc oprawy 254 W Strumień 16800 lm Źródło LED do oświetlania dróg Dziewięć istniejących słupów stalowych o wysokości 9 m z z oprawami do wysokoprężnych lamp sodowych o mocy 400 W zamieniono na dziewięć nowych słupów Oświetlenie LED-owe ulicy Kościuszki w Kaliszu aluminiowych z innowacyjnymi, czteromodułowymi oprawami z diodami LED, o mocy 132 W każda.
Źródła światła w oświetleniu ulicznym - na terenie miasta Łodzi Źródło WLS LRF LED Moc [W] 70 100 150 250 400 125 250 400 hybrydowe Liczba 16tys. tys. 88tys. tys. 9 tys. 7 tys. 9 tys. 8 tys. 16szt. szt. ŁÓDŹ Podsumowanie Diody LED to nowoczesne i dynamicznie rozwijające się źródła światła Niestety wiele informacji (danych) nt. LED-ów jest mało rzetelna Realna skuteczność świetlna diod LED nie przekracza 50 lm/w Trwałość LED jest uzależniona od temperatury Duże zainteresowanie diodami LED jest w głównej mierze efektem sprawnie działającego marketingu Brak doświadczeń w eksploatacji LED w oświetleniu ulicznym
KONIEC PREZENTACJI......DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ