Энергетическая эффективность светодиодной светотехнической продукции: расчеты и реальность

По отношению к осветительным устройствам и электрическим источникам света в качестве основного показателя энергоэффективности принято рассматривать световую отдачу — отношение светового потока осветительного прибора при установившемся тепловом режиме к потребляемой электрической мощности [2]. Для световой отдачи действуют обязательные нормативы, отраженные в Постановлении Правительства РФ от 20 июля 2011 г. № 602 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения». В данном постановлении отражен регламент световой отдачи различных типов ламп и светильников с разными типами светоизлучателей. Причем наиболее строгие нормы введены для световой отдачи светодиодных ламп и светильников. В числовом выражении требования к световой отдаче светодиодных ламп ненаправленного света, модулей светодиодных источников света выглядят следующим образом в зависимости от значения цветовой температуры [3]:

• при значении цветовой температуры 4000, 4500 К не менее 60 лм/Вт;
• при значении цветовой температуры 5000, 5500, 6500 К не менее 70 лм/Вт.

К световой отдаче светильников со светодиодами или светодиодными лампами требования таковы:

• для наружного утилитарного освещения не менее 60 лм/Вт;
• для внутреннего освещения общественных и производственных зданий, освещения объектов жилищно-коммунального хозяйства не менее 50 лм/Вт.

Лабораторией световых и температурных измерений ГУП РМ «НИИИС имени А. Н. Лодыгина» для установления энергоэффективности светодиодных ламп и светильников был проведен ряд измерений их электрических и фотометрических параметров. Необходимо отметить, что часть ламп и светильников, чьи характеристики приводятся в настоящей статье, представлены на российском рынке, а часть в дальнейшем не реализовывалась на соответствующем рынке сбыта. То есть некоторые из проведенных измерений электрических и фотометрических параметров носили исследовательский характер. В качестве ключевого параметра при испытаниях рассматривалась световая отдача. Результаты измерений и расчетов параметров светодиодных ламп и светильников отражены в таблицах 1, 2 [4].

Примечание. Р_п — мощность, указанная в паспорте производителем; Р_изм — измеренная мощность; Ф_п — световой поток, указанный в паспорте производителем; Ф_изм — измеренный световой поток; Н_п — рассчитанное значение световой отдачи, исходя из паспортных данных; Н_изм — рассчитанное значение световой отдачи, исходя из измеренных данных; Т_{ц п} — коррелированная цветовая температура, указанная в паспорте производителем; Т_{ц изм} — измеренная коррелированная цветовая температура.

Основываясь на полученных результатах, можно говорить о том, что все лампы соответствуют предъявляемым к ним обязательным требованиям. Следует учесть, что измеренные значения светового потока и рассчитанное значение световой отдачи не во всех случаях соответствуют параметрам, заявленным производителем. Причем у 55% ламп значение измеренного светового потока и значение световой отдачи ниже заявленного более чем на 15%.

Необходимо отметить, что в представленных данных не указан конкретный производитель ламп. Это связано с некорректностью и невозможностью предоставления подобной информации, поскольку заключены договоры о неразглашении конфиденциальных сведений, являющихся коммерческой тайной. По отношению к светодиодным светильникам ситуация аналогична, но оговоримся, что тестируемые светильники представлены производителями таких городов, как Орел, Саранск, Йошкар-Ола, Воронеж, Белорецк, Ростов-на-Дону, Волгоград, Ульяновск.

Следует пояснить некоторые данные, приведенные в таблице 2. Светильники, представленные на позициях 4–6, имеют идентичные декларируемые параметры светового потока и мощности, но обладают различной коррелированной цветовой температурой. Для светильников 10–14 позиций изготовитель заявляет идентичные параметры, но при этом используются различные рассеиватели.

Примечание. Р_п — мощность, указанная в паспорте производителем; Р_изм — измеренная мощность; Ф_п — световой поток, указанный в паспорте производителем; Ф_изм — измеренный световой поток; Н_п — рассчитанное значение световой отдачи, исходя из паспортных данных; Н_изм — рассчитанное значение световой отдачи, исходя из измеренных данных; Т_{ц п} — коррелированная цветовая температура, указанная в паспорте производителем; Т_{ц изм} — измеренная коррелированная цветовая температура.

Проанализировав результаты, представленные в таблице 2, можно заметить, что не все светодиодные светильники соответствуют установленным обязательным нормативным требованиям. Апеллируя к численным оценкам, следует сказать, что по результатам испытаний, требованиям, предъявляемым к светоотдаче, соответствуют 86% светодиодных светильников от общего числа испытанных (рисунок).

Рисунок. Процентное соотношение соответствия светодиодных светильников нормативным требованиям:
1 — доля светильников для внутреннего освещения общественных, производственных зданий и объектов жилищно-коммунального хозяйства, удовлетворяющих предъявляемым требованиям;
2 — доля светильников для наружного утилитарного освещения, удовлетворяющих предъявляемым требованиям;
3 — доля светильников для наружного утилитарного освещения, не удовлетворяющих предъявляемым требованиям;
4 — доля светильников для внутреннего освещения общественных, производственных зданий и объектов жилищно-коммунального хозяйства, не удовлетворяющих предъявляемым требованиям

Кроме того, наблюдается несоответствие между измеренными параметрами светодиодных светильников и заявленными характеристиками. Следует отметить, что некоторые различия между измеренными и заявленными параметрами не являются критичными, в то время как другие весьма существенны. В частности, у 14% светодиодных светильников измеренные значения светового потока более чем в 1,5 раза ниже заявленных, а у 4% — более чем в 2 раза. Такое расхождение паспортных и фактических данных может способствовать формированию у потенциальных потребителей негативного отношения к светодиодной продукции и, как следствие, тормозить развитие данного направления светотехники.