Газоразрядные против светодиодных: что лучше для улиц и заводов — честное сравнение, плюсы и подводные камни

Освещение улиц и промышленных территорий требует сложных и емких систем, часто обладающих значительной мощностью. В современных условиях возникает практический вопрос: возможно ли снизить энергоёмкость таких систем, повысить их экономичность и при этом сохранить эксплуатационную долговечность?

Ответ положителен: переход на более совершенные источники света даёт реальную экономию и долговечность. По опыту последних полутора десятилетий очевидно, что современные световые технологии сохраняют оптические характеристики в течение длительного времени — нередко не менее десяти лет. Речь идёт о светодиодных источниках света, которые задают новый стандарт для уличного и промышленного освещения.

Долгое время опорой уличного и промышленного освещения служили газоразрядные лампы, однако в последние годы наметилась устойчивая тенденция к их замене на светодиодные светильники. Светодиодные решения удовлетворяют ключевым требованиям: высокой энергоэффективности, стабильным оптическим параметрам, сниженной экологической нагрузке и увеличенному сроку службы.

Ранее широко использовавшиеся газоразрядные типы — ДРЛ (дуговая ртутная лампа высокого давления), ДРИ (дуговая ртутная металлогалогенная лампа) и ДНАТ (натриевая лампа) — имели свои преимущества, но сегодня уступают современным LED-системам.

Давайте системно рассмотрим ключевые свойства каждого типа: их достоинства, эксплуатационные ограничения и итоговые характеристики.

ДРЛ

Дуговые ртутные лампы высокого давления до сих пор часто встречаются в промышленных фонарях, на территориях заводов, складах и периметрах — в тех зонах, где строгие требования к точной цветопередаче не являются приоритетом.

Эти лампы обладают приемлемой цветопередачей, просты в установке и не требуют частого обслуживания при соблюдении правил эксплуатации. Вместе с тем внутри колбы содержатся пары ртути — рабочая среда с давлением порядка 100 000 Па.

Конструкция проста: резьбовой цоколь, стеклянная колба и внутри — трубчатая ртутная горелка, наполненная аргоном и парами ртути. Электрический разряд в парах ртути формирует спектр, в котором значительная доля энергии приходится на ультрафиолет; для преобразования УФ в видимый диапазон используется люминофор, нанесённый на внутреннюю поверхность колбы.

Световой поток чувствителен к питанию: падение напряжения на 10% приводит к сокращению потока на 25%; при снижении питания до 80% и ниже лампа может не зажечься или погаснуть.

«Резюме: ДРЛ характеризуются хорошей цветопередачей, отсутствием плавного регулирования светового потока, светоотдачей в диапазоне 30–60 Лм/Вт; низкой экономичностью; гарантийным периодом около 6000 часов; длительным временем запуска и перезапуска; наличием токсичной ртути.»

ДРИ

Дуговые металлогалогенные лампы также используют электрический разряд, но в состав рабочей среды включены светонасыщающие добавки — бромиды и иодиды металлов. Смеси йодида индия, таллия, натрия и других компонентов позволяют достигать светоотдачи порядка 95 Лм/Вт и выше.

Цветопередача у ДРИ превосходит ДРЛ: свет белого спектра, с умеренными вариациями цветовой температуры. Внутри колбы расположена горелка, где протекает разряд в парах ртути с добавками.

Различный набор паров внутри колбы меняет цветовую характеристику, что сделало ДРИ востребованными в архитектурной подсветке, витринах, прожекторах стадионов и коммерческих объектах.

«Резюме: ДРИ обеспечивают отличную цветопередачу, лишены плавной регулировки светового потока; светоотдача варьируется от 80 до 110 Лм/Вт; экономичность — средняя; гарантийный период примерно 9000 часов; длительный запуск и перезапуск; присутствует ртуть.»

ДНАТ

Рабочий принцип натриевых трубчатых ламп основан на разряде в парах натрия; их световой спектр традиционно характеризуется тёпло-оранжевым оттенком. Натриевые лампы широко использовались в уличном освещении и зачастую заменяли ртутные источники, особенно лампы низкого давления, которые эффективнее и имеют менее вредный состав рабочей среды.

Натриевые лампы демонстрируют наилучшую светоотдачу среди газоразрядных решений, однако чувствительны к окружающей температуре: с понижением температуры падает световой поток. В лампах высокого давления зачастую присутствуют соединения натрия и ртути, что ставит под сомнение их экологичность.

Натриевые низкого давления (НЛНД) дают порядка 100 Лм/Вт и подходят для уличного освещения, где цвет не играет решающей роли: предметы белого цвета выглядят оранжеватыми, а зелёные оттенки искажаются. Поэтому НЛНД редко используются в архитектурной подсветке.

Натриевые высокого давления (НЛВД) демонстрируют улучшенную цветопередачу благодаря добавкам в газовой смеси, люминофорам и регулировкам давления — однако эти меры снижают КПД. Обычно КПД НЛВД на уровне ~30%, светоотдача около 75 Лм/Вт. Использование натриевой амальгамы повышает поток и цветопередачу, но ухудшает экологическую безопасность. Также натриевые лампы требуют стабильного питающего напряжения.

«Резюме по натриевым лампам: плохая или искажённая цветопередача (в НЛНД); отсутствие плавного регулирования; светоотдача в широком диапазоне 75–120 Лм/Вт; средняя экономичность; гарантийный период около 15000 часов; длительный запуск и перезапуск; наличие ртути в различных количествах.»

LED

Светодиоды (LED — Light-emitting diode) в современных системах уличного и промышленного освещения превосходят газоразрядные лампы по энергоэффективности, эксплуатационным характеристикам и экологичности.

Светодиоды преобразуют электрический ток в световой поток без газовых разрядов и без ртути; во многих решениях отсутствуют даже стеклянные колбы. Свет формируется в полупроводниковом переходе — длина волны зависит от состава перехода, а оттенок корректируется люминофором при необходимости.

LED-источники отличаются высокой экономичностью: светоотдача коммерчески доступных модулей достигает порядка 120 Лм/Вт и выше. В них отсутствуют вредные вещества, а при длительной эксплуатации (порядка 80 000 часов) световой поток снижается примерно вдвое, тогда как газоразрядные лампы теряют значительную часть потока уже в первый год. При этом цветовая температура светодиодов остаётся стабильной в течение всего срока службы.

Светодиодные светильники оснащаются собственными стабилизированными блоками питания, устойчивыми к колебаниям напряжения до 20% и более. В встроенные драйверы легко интегрируется функция плавной регулировки мощности и светового потока.

«Резюме: LED-светильники обеспечивают высокое качество цветопередачи, поддерживают плавную регулировку светового потока, имеют типичную светоотдачу около 120 Лм/Вт и выше; всегда высокую экономичность; гарантийный срок эксплуатации до 80 000 часов; мгновенный запуск и перезапуск; полное отсутствие ртути.»

Вывод

Итак, по совокупности ключевых показателей — энергоэффективности, качества света, экологической безопасности и надёжности в длительной перспективе — светодиодные светильники превосходят традиционные газоразрядные лампы и являются предпочтительным выбором для модернизации уличного и промышленного освещения.

Андрей Повный

Популярные публикации:

• Какие бывают виды светодиодных лент
• Почему мигают светодиодные лампы после выключения? Виноват выключатель с подсветкой!
• Современные светодиодные лампы: на что обратить внимание при выборе