close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Бытовые и полупромышленные системы;pdf

код для вставкиСкачать
Институт физики полупроводников
им. В.Е.Лашкарева НАН Украины
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
СВЕТОДИОДНОЙ ОТРАСЛИ В УКРАИНЕ
Сорокин В.М.
д.т.н., профессор
руководитель Государственной целевой научно-технической программы
«Разработка и внедрение энергосберегающих светодиодных источников
света и осветительных систем на их основе»
Председатель правления Ассоциации производителей светодиодной техники
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
ПЕРСПЕКТИВЫ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
250
200
200
150
150
100
75
50
25
0
2000
2005
2010
2015
2020
2025
Эффективность светодиодных ламп к 2018 году превысит эффективность ламп
накаливания в 18-20 раз, а срок службы – в 50 раз
К концу 2015 года цена одного люмена компактной люминесцентной лампы сравнится с
ценой одного люмена светодиодной лампы.
Что же предпочтет выбрать потребитель???!!!!!
Японцы создали светодиоды рекордной эффективности
Рекорд для LED
265 лм/Вт
По оценкам ученых,
физический предел – 300 лм/Вт
Для сравнения:
обычные лампы накаливания
выдают
10-17 лм/Вт,
а люминесцентные
светильники — 60-90
лм/Вт.
СЕГОДНЯ
в светотехнике используются
промышленные белые светодиоды
с эффективностью от 120 до 150 лм/Вт
Ииллюстрация Yukio Narukawa et al./ Nitride
Semiconductor Research Laboratory, Nichia
Corporation/ Journal of Physics D).
Номограма Крюитгофа
Эффективность или качество света?
Е, лк
Зона комфорта
Ткол,
К
Индекс цветопередачи
Здоровье
Энергетическая
эффективность
Настроение
Комфорт
Обслуживание
Безопасность
Климатическая
устойчивость
Долговечность
Цена
Эргономика
Влияние на зрение
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Номограма Крюитгофа
Е, лк
Зона комфорта
Для комфортного зрения
при замене лампы
накаливания с цветовой
температурой 2700К,
дающей освещенность
100 лк
на светодиодную лампу с
цветовой температурой
3600К необходимо
обеспечить
освещенность
300 лк
Т, К
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Государственная целевая научнотехническая программа эффективный путь развития
энергосберегающей светодиодной
осветительной техники в Украине.
Научно--технологический инновационный кластер
НАН України
Держінформнауки України
МОН України
Інститутфізики
фізики
Інститут
напівпровідників
напівпровідників
ім.В.Є.Лашкарьова
В.Є.Лашкарьова
ім.
Забезпечення
законодавчої бази
Інститут фізичної
хімії ім.
Л.В.Писаржевського
Інститут
електрозварювання
ім. Є.О.Патона
Забезпечення
кадрами
НТК«Інститут
«Інститут
НТК
монокристалів»
монокристалів»
Науково-дослідні розробки
Фізико-хімічний
інститут ім.
О.В.Богатського
АСОЦІАЦІЯ ВИРОБНИКІВ СВІТЛОДІОДНОЇ ТЕХНІКИ
Державні промислові
підприємства, компанії
малого і середнього
бізнесу
Світлодіодні системи освітлення
Сучасне
виробництво
світлодіодних
модулів за СОВтехнологією
Ринок
світлодіодної
світлотехнічної
продукції
Бюджетна
сфера,
промисловість
ЖКГ
Транспорт
ПАТ
“УКРСВІТЛОЛІЗІНГ”
Вуличне
освітлення
Ілюмінація
Научно-технологический инновационный кластер эффективный путь реализации заданий Программы
Київ
Харків
Одеса
Рівне
Тернопіль
Житомир
Канів
Полтава
Львів
Чернігів
Проблемы светодиодного освещения
Проблема 1
Повышение
эффективности, Лм/Вт
Проблема 2
Эффективное
охлаждение
Проблема 3
Эффективное электронное
управление
Проблема 4
Эффективные
оптические
системы
Современный
дизайн
Создание эффективных
конструкций радиаторов
Совершенствование
гетероэпитаксиальных структур.
Повышение квантового выхода
Повышение эффективности люминофоров
Оптимизация тепловых сопротивлений
Повышение КПД,
фактора мощности (cosφ)
Оптимизация размеров
Уменьшение радио помех.
Реализация различных
типов
светораспределения
Обеспечение
современных
эргономических
параметров
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Технологический маршрут создания GaN гетероструктур
Концерн “Наука”
а)
Микрофотографии поверхности слоев GaN, полученных при
скоростях смены температуры 20 (а) и 50 (б) град/мин.
б)
Разработаны
технологические режимы
роста слоев
гетероструктур и получены
максимальные внешний
квантовый выход излучения
и световой поток на длине
волны излучения с
максимумом 470±5 нм.
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Использование органических красителей для повышения индекса цветопередачи
белых светодиодов
Высокий коэффициент адсорбции
Низкий коэффициент адсорбции
Средний коэффициент адсорбции
Показано, что при использование органических красителей совместно с неорганическими
люминофорами удается повысить CRI до 95. Установлено, что в диапазоне коррелированной
цветовой температуры от 3500К до 7000К индекс цветопередачи больше 90. Определение области
цветовой температуры источников белого света при использовании комбинированных
композитных пленок для CRI>90 базировалось на способе оптимизации состава
фотолюминофорных суспензий (патент Украины UA 60543).
Разработка интеллектуальных (Smart)
систем освещения на основе RGB модулей,
интегрированных на Si-подложке
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
СОВ-технологии создания светодиодных модулей для прямой
замены светодиодов
Мощность одного модуля от 4 Вт до 100 Вт
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Проблема 2.
Эффективное охлаждение
Расчет распределения
температуры радиатора
Результат тепловизионных измерений
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Встраиваемые
вентиляторы
Световой поток, лм
600
500
Лампа, наполненная
охлаждащей жидкостью
Качественный теплоотвод,
падение светового потока
1,2%
400
300
000
0,2
0,2
0,2
0,4
0,4
0,4
0,6
0,6
0,6
0,8
0,8
0,8
1,0
1,0
1,0
Время, час
Металл
Световой поток, лм
600
Теплопроводящая керамика
Час, год.
Некачественный теплоотвод
падение светового потока 36%
500
400
300
0
0,2
0,4
0,6
0,8
Время, час
Перспектива – тепловые трубы
Теплопроводящая пластмасса
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
1,0
Проблема 3.
Эффективное электронное
управление
Cosφ > 0,9
КПД> 85%
Минимальные радиопомехи
Минимальные токовые гармоники
Автоматическое выключение при перегрузках
Возможность диммирования
Пульсации светового потока
Smart системы!!!!
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Проблема 4. Эффективные оптические системы
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Метрологическое обеспечение
Проблема 5.
Гониофотометр
для образцов
площадью
до 1 кв.м
1.12
CCT / CCT(25 C)
0
1.10
Спектрорадииометр смалым
фотометрической сферой
1.08
1.06
1.04
1.02
1.00
0
0.98
10
T, C
20
30
40
50
60
70
80
90
Зависимость цветовой
температуры от
температуры p-n перехода
Цветовые
координаты
Распределение освещенности
Гоніофотометр для світлодіодів
Автоматизована вимірювальна
система СМ-100 (ІФН НАНУ)
Спектрофотометр с
фотометрической сферой
большого диаметра
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Гониофотометр для
светодиодов
Система измерения тепловых и электрических параметров светодиодов
Спектрорадиометр с интегрирующей
сферой
Фотометрические сферы
диаметром 1м и 2м
Спектрорадиометорический комплекс
Светодиодная лампа и ее спектральные характеристики
Гониофотометры различных типов
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Тепловизионная установка
и термограммы светодиодной
платы уличного светильника
мощностью 125 Вт
Комплекс для проведения
температурных исследований
светодиодных
осветительных прибюоров
Термокамера
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Проблема 6. Светодиодное освещение и здоровье
Интегральный показатель состояния
зрительной работоспособности на
протяжении 4-х месяцев
экспериментальных исследований.
Качественные параметры зрительной
работоспособности в условиях
производственного эксперимента.
Показатели кратковременной памяти
при работе в условиях
производственного эксперимента.
Проведены исследования влияния излучения
светодиодных источников света различного спектрального
состава на физиологические функции основных систем
организма – зрительные, нервные, сердечнососудистые
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Вредно ли светодиодное освещение?
3100 К
6200 К
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Проблема 7.
Стандарты, регламенты, нормы
ЛАМПИ СВІТЛОДІОДНІ
ЗАГАЛЬНОГО ОСВІТЛЕННЯ
НА НАПРУГУ ЖИВЛЕННЯ БІЛЬШ 50 В,
ПОЄДНАНІ З ДОПОМІЖНИМИ ПРИСТРОЯМИ
Вимоги безпеки
(ІЕС 62560, проект)
Разработаны 12 украинских стандартов на светодиодные лампы,
светодиодные модули и вспомагательные устройства к ним,
гармонизированные с международными стандартами
Полтавский университет экономики и торговли
НИИ стандартизации
ДСТУ-П ІЕС 62560:201Х
(проект, перша редакція)
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Пилотные проекты
Области применения
светодиодной осветительной
техники
Внедрение не на бумаге!!!
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Освещение автомобильных дорог и автомагистралей
начало эксплуатации- 2012 год
Категория городского
пространства “Б”
Категория городского
пространства “А”
120 Вт
180 Вт
Парковые светильники для категорий
городского пространства “А, Б, В”
60 Вт
100 Вт
Установлены
в г. Киеве, 12 км дорог
930 светильников
(проспект Воздухофлотский с
прилегающими улицами
Установлены
в г. Донецк , 15 км дорог
в центре,
500 светильников
125 Вт
Установлены
в г. Харькове , 20 км. дорог
Набережная и центральные
улицы,
650 светильников
Экономия электроэнергии 1 млн. кВт час. в год
Срок службы – более 10 лет. Срок окупаемости – до 3 лет
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
г. Киев , проспект Воздухофлотский 18 км дорог 930 світильників
г. Харьков , Набережная и центральные улицы
20 км. дорог, 650 светильников
г. Донецк , центр, 15 км дорог
500 светильников
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Метрополитены
Установлены на 5 станциях киевского метрополитена
(4000 шт.)
Экономия электроэнергии 1,7 млн Квт*час в год!!!!!
Срок окупаемости ламп – 9 месяцев !!!!
Срок службы – 10 лет !!!
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Объекты ЖКХ
Объекты бюджетной сферы,
промышленные объекты
7Вт, 10Вт, 12 Вт, 16 Вт, 20 Вт
Уситановлены на объектах ЖКХ
Києва и Харькова (7000 шт.)
Антивандальное исполнение, автоматическое
включение/выключение
Экономия электроэнергии
1,26 млн Квт*час в год
Срок окупаемости – 2,5 года
Срок службы – 10 лет
Заменяют потолочные
светильники на люминесцентных
лампах
Установлены в г. Киеве (“Киевский
политехнический институт”,
Киевский государственный
университет, и др.)
Праздничная иллюминация вечерних городов
Блочно-модульные светодиодные многоцветные системы
праздничной иллюминации вечернего города
Иллюминация вечернего
г. Тернополя
Многоцветный динамический
модуль
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Внедрение комплексных систем освещения
на значимых социальных объектах в 2014 г.
позволило:
оснастить современными светодиодными системами освещения
участки автомобильных дорог Киев—Одесса (Киев—Чабаны),
Киев—Харьков (Киев—Борисполь с развязками), Киев-Вышгород
аудитории четырех высших учебных заведений (Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, НТУУ «КПИ»,
Харьковская национальная академия городского хозяйства,
Львовский национальный университет),
помещения Национальной детской специализированной больницы
«ОХМАДЕТ»,
учебные помещения гимназии № 5 г. Чугуева и др. объекты.
Киев-Борисполь
Киев- Чабаны
Киев- Вышгород
Ассоциация производителей светодиодной
техники
Цель
Формирование для всех участников, цивилизованного, равноправного и
эффективного рынка светодиодной техники/технологии в Украине путем
объединения профессиональных компаний, которые работают в сферах
разработки, производства и внедрения (реализации) светодиодной
техники и созданных на ее базе светотехнических объектов
Стратегия
Концентрация усилий на формирование технологической, материальной,
фінансово-инвестиционной базы развития рынка светодиодной техники и
современных комплексных светотехнических решений на основе научного
анализа и решений общеэкономического характера
Методы работы
Прозрачность, открытость для всех участников ринка, максимальное
привлечение руководства и специалистов Ассоциации
Программно-целевой характер деятельности
Объединение, а не разъединение
Равенство участников
Коллегиальность в принятии решений
Динамичная информационная деятельность
Национальная
акционерная
лизинговая компания
«Укрсветолизинг»
СВЕТОДИОДНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ В ЖКХ
От освещенности зависит здоровье, сопротивляемость стрессам, усталости,
физическим и умственным нагрузкам. Наше зрение напрямую зависит от количества
света в помещении. Поэтому следует очень четко соблюдать требования по нормам,
ведь от этого зависит экологическая обстановка в нежилых зданиях и физическое и
психологическое здоровье работающих или пребывающих в них с другими целями
людей.
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Нормы освещения помещений жилых зданий
Освещаемые объекты
Жилые комнаты, гостиные, спальни, жилые
комнаты общежитий
Кухни, кухни-столовые, кухни-ниши
Детские
Кабинеты, библиотеки
Внутриквартирные коридоры, холлы
Кладовые, подсобные
Гардеробные
Сауна, раздевалки, бассейн
Тренажерный зал
Биллиардная
Ванные комнаты, уборные, санузлы,
душевые
Помещение консьержа
Лестницы
Поэтажные внеквартирные коридоры,
вестибюли, лифтовые холлы
Колясочные, велосипедные
Тепловые пункты, насосные,
электрощитовые, машинные помещения
лифтов, венткамеры
Основные проходы технических этажей,
подполий, подвалов, чердаков
Шахты лифтов
Средняя
горизонтальная
освещенность, лк.
150
150
200
300
50
300
75
100
150
300
50
150
20
30
30
20
20
5
КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ
ПОСТАНОВА
від 15 жовтня 2012 р. № 992
Про затвердження вимог до світлодіодних світлотехнічних пристроїв та електричних ламп,
що використовуються в мережах змінного струму з метою освітлення
Кабінет Міністрів України постановляє:
1. Затвердити вимоги до світлодіодних світлотехнічних пристроїв та електричних ламп, які
використовуються в мережах змінного струму з метою освітлення, згідно з додатком.
2. Установити, що затверджені цією постановою вимоги обов’язкові для використання під час
розроблення технічних регламентів, галузевих норм, стандартів та інших нормативних
документів і рекомендуються для використання замовниками під час підготовки документації
конкурсних торгів у разі закупівлі світлодіодних світлотехнічних пристроїв за державні
кошти.
3. Ця постанова набирає чинності з 1 січня 2013 року.
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Минимально допустимая световая эффективность
- для приборов внешнего освещения не менее 80 лм/Вт с 1 июля 2014 г.
- для приборов внутреннего освещения не менее 85 лм/Вт с 1 июля 2014 г.
- для освещения объектов ЖКХ не менее 85 лм/Вт с 1 июля 2014 г.
Минимально допустимая световая эффективность для
ретрофитов (светодиодных ламп на замену ламп накаливания)
-для цветовой температуры 2700 - 3500 К - не менее 70 лм/Вт з 1 июля 2014 р.;
- для цветовой температуры 4000 - 5000 К - не менее 80 лм/Вт з 1 июля 2014 р.;
- для цветовой температуры 5700 - 6500 К - не менее 90 лм/Вт з 1 июля 2014 р.;
Срок службы – не менее 25 000 часов.
Минимально допустимые значения коэффициента мощности
-для ретрофитов мощностью от 5 до 25 Вт - не менее 0,8;
- для приборов внешнего освещения мощностью более 25 Вт - не менее 0,9;
- для приборов внутреннего освещения общественных и промышленных объектов
мощностью от 5 до 25 Вт – не менее 0,80
мощностью более 25 Вт – не менее 0,9
- для светотехнических устройств для освещения объектов ЖКХ
мощностью от 5 до 25 Вт – не мен7ее 0,8
мощностью более 25 Вт – не менее 0,9
-для модулей светодиодных источников света в составе светотехнического прибора
мощностью более 25 Вт – не менее 0,0
Падение светового потока светодиодных осветительных
приборов и ламп при соблюдении условий эксплуатации
не более 30% за 25 000 часов работы
Минимально допустимые значения коэффициента полезного
действия вспомогательных электронных устройств для
светодиодных осветительных приборов
- для светодиодных ламп – ретрофитов
мощностью от 5 до 10 Вт - не менее як 70%
мощностью от 10 до 25 Вт – не менее 75%
-для светотехнических устройств для внешнего освещения
мощностью более 25 Вт – нен менее 75%
- для светотехнических устройств для внутреннего освещения общественных и
производственных помещений, а также объектов ЖКХ
мощностью от 5 до 10 Вт – не менее 70%
мощностью от 10 до 25 Вт – не менее 75%
Мощностью более 25 Вт – не менее 80%
-для модулей светодиодных источников света в составе светотехнического прибора мощностью
более 25 Вт – не менее 80%
Минимально допустимые значения индекса цветопередачи
Для внешнего освещения - 60;
для внутреннего освещения- 70.
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Примеры светильников для ЖКХ (украинского
производства)
Высокая световая эффективность >100 лм/Вт
Антивандальное исполнение
Современный дизайн
Длительный срок службы (до 10 лет)
Гарантии предприятий-изготовителей – от 3 до 5 лет
Ремонтопригодность
Отсутствие пульсаций светового потока
Комплектуются системами автоматического
включения/выключения
Разработана
9. Безопасность и экономия на утилизации
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Разработан в 2011 г.
Разработан в 2012 г.
Разработаны в 2013 г.
в 2012 г.
Проблемы с внедрением инновационных
технологий в ЖКХ
Экономические причины
- отсутствие
мотивации к внедрению инноваций на рынке вновь строящегося
жилья (купят и так!!!)
- обслуживающие организации не заинтересованы в уменьшении затрат на
эксплуатацию (эти затраты всегда лежат на плечах жильцов)
(чем больше, тем лучше!!!)
-муниципальные органы не заинтересованы в снижении затрат на эксплуатацию
по причине неэффективности существующих нормативов и стимулов
(где же эти стимулы?)
- сегодня цена на светодиодные устройства еще очень высока. Тем не менее с
учетом всех факторов (снижение затрат на обслуживание, электроэнергию и т.д.)
срок окупаемости по разным оценкам может составлять 2–4 года. Но это не
оказывает заметного влияния на темпы внедрения светодиодных приборов.
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Проблемы нормативов и методик
1. Сегодня, применительно к светодиодному освещению, нормативы по
освещенности полностью отсутствуют.
2. Для проектировщиков препятствием к внедрению светодиодного
освещения служит отсутствие методик расчета световых установок на
светодиодах, классификаторов светодиодных источников света по типам,
области применения, функциональному назначению, а также методик техникоэкономических расчетов таких систем.
3. В существующих для традиционных источников света методиках оценки и
расчета световых установок не учитываются качественные показатели
световой среды, например такие как, спектральный состав света, важные
для здоровья, работоспособности и комфортного пребывания.
Необходимость разработки современных гигиенических требований к
качеству световой среды назрела для всех типов источников света.
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Будущее – за интеллектуальными
системами освещения
- автоматическое изменение спектрального состава излучения
- управление цветовой температурой в зависимости от времени
суток
- высокие эргономические параметры
- высокая енергоэффективность
- дизайн ХХІ века
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
Потолочный светильник с изменяемым спектром излучения
«LED Progress «Светодиодное освещение - Новинки. Практика. Перспективы»
Перспективы» Киев. 2014
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа