Уран-2А-76-10800 от ЛайтСвет: энергоэффективность минимализма. Большой обзор светодиодного уличного светильника

Уран-2А-76-10800 от ЛайтСвет: энергоэффективность минимализма. Большой обзор светодиодного уличного светильника

Мар 21 • LPreview, Статьи • 4728 Просмотров •

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (3 votes, average: 4,67 out of 5)
Загрузка...

Уран-2А-76-10800 от ЛайтСвет: большой обзор светодиодного уличного светильника с рекордной энергоэффективностью.

Если помните, в прошлом номере журнала (Lumen, №2-3 за 2015 год) был опубликован ТОП12 осветительных установок для дорог категории Б2. Там было много интересных экземпляров светильников. Среди прочих особенно выделялся один — Уран-2 производства компании ЛайтСвет. Его уникальность была в выдающейся энергоэффективности. По результатам измерений в независимой лаборатории этот светильник выдал аж 144 люмена с ватта. Более того, ровно год назад, подобный по конструкции светильник (старшая и более мощная модель), также после участия в обзоре осветительных установок для категории Б2 в 2013 году, также показал рекордный для того времени показатель — 123 лм/Вт [1]. Тогда мы сделали беспрецедентно большой обзор конструкции светильника. Стоило ли сомневаться, что и в этот раз мы захотим подробно рассказать о рекордсмене?

Да, мы уже писали о его предшественнике, очень подробно расписывая конструктив, поэтому в этой статье мы уделим меньше внимания особенностям корпуса и больше — светотехническим расчетам. Не смотря на то, что с точки зрения живучести изделия самым важным является качество и продуманность конструктива, с точки зрения безопасности дорожного движения самым важным после работоспособности светильника является то, как грамотно он подобран для данного объекта. Это также влияет и на энергоэффективность всей осветительной установки. Как и во всех предыдущих обзорах, на примере более сотни светотехнических расчетов мы подробно проанализируем целесообразность применимости светильника для большинства категорий дорог.

Юрий Трофимов, Виталий Цвирко (led.testlab@gmail.com)
Государственное предприятие «ЦСОТ НАН Беларуси»
Редакция выражает отдельную благодарность Александру Каменчуку и Владиславу Кулыбе
за помощь в проведении испытаний

Уран-2А-76-10800 от ЛайтСвет Где купить? (страница производителя)
Краткий обзор светильника в Проверено[Lumen]

Опубликовано в журнале Lumen&ExpertUnion №4-5 2015

 

Индекс L[P]Review для Уран-2А-76-10800

Рекордное значение световой отдачи данной модели светильника позволяет осуществлять прямую замену светильников на традиционных источниках света (ДНаТ, МГЛ, ДРЛ) с аналогичным светораспределением и световым потоком, получая при этом явное высвобождение мощностей.

С учетом формы КСС, его светового потока и проведенных светотехнических расчетов, можно сделать вывод о том, что светильник Уран-2А-76-10800 может эффективно применяться для 6-ти и 2-х полосных дорог категорий от А2 до В1, а также 4-х полосных дорог категорий  от А4 до В1 и 2-х полосных дорого категорий В2, В3 для высоты установки выше 13 м.

10801 лм, 76 Вт, 142 лм/Вт, 0.97 КМ,69 CRI, 5700 K

 

Чертежные виды светильника Уран-2А-76-10800

Чертежные виды светильника Уран-2А-76-10800

ПЛЮСЫ

Исследованный светильник Уран-2А-76-10800 является типичным представителем светодиодных световых приборов, изготовленных из модулей с собственными защитными оболочками. Основное достоинство модульного подхода — это обеспечение ремонтопригодности, оперативной модернизации светильника и технологичности сборки. При таком подходе замена оптического модуля и источника питания не требует больших усилий. Высокая технологичность сборки конечного изделия из одинаковых модулей позволяет поддерживать довольно широкий модельный ряд светильников с минимальными издержками.

Сочетание КСС светильника со световым потоком около 10000 лм позволяет осветить дороги категорий от А до B с различным числом полос движения.

При этом достигается очень высокая равномерность яркости. Высокая световая отдача около 140 лм/Вт позволяет с легкостью, без оговорок заменить традиционные уличные светильники на лампах ДНаТ и при этом получить заметную экономию электроэнергии.

МИНУСЫ

Вызывает опасения стойкость защитной оболочки на уровне отдельного светодиодного модуля данного светильника. Групповая линза крепится к радиатору через силиконовый уплотнитель посредством винтов. Сочетание материалов с различными КТР и различной твердостью может со временем привести к нарушению защитной оболочки. Кроме этого нужно дозировать натяжение винтов при сборке модуля во избежание повреждения линзы.

Таким образом, проблема защиты светодиодов от пыли и влаги в существенно «ослабленном» виде осталась и может обостриться в более отдаленной перспективе.

Хочется надеяться, что запаса прочности такой оболочки хватит на время эксплуатации, превышающее срок окупаемости осветительной установки.

 

Индекс L[P]Review Уран-2А-76-10800

ЗначимостьБаллИтоговый балл
Световая отдача11010
Коэффициент мощности11010
Полный коэффициент гармонических искажений тока11010
Цветовая температура, CRI0,573,5
CRI0,764,2
Соответствие нормам освещения дорог категории В1109
Соответствие нормам освещения дорог категории Б11010
Соответствие нормам освещения дорог категории А199
Регулирование светового потока0,854
Соответствие IP188
Эффективность теплоотвода11010
Универсальность крепления0,875,6
Ремонтопригодность электронного модуля0,897,2
Ремонтопригодность оптического модуля0,897,2
Внешний вид, дизайн0,584
Технологичность изделия0,9109
Суммарная оценка с учетом нормирующего множителя*8,82

* Оценка показателей светильников проводилось по 10  балльной шкале. Каждый показатель имеет свою значимость. Для компенсации снижения итогового балла из-за различной значимости введен нормирующий множитель 1,16.

С помощью специализированного ПО IESCorrector, разработанного специалистами ЦСОТ НАН Беларуси, был создан ies-файл образца светильника Уран-2А-76-10800. Необходимо отметить, что основные идентификационные данные и светотехнические характеристики образца светильника, содержащиеся в ies-файле, зашифрованы в специальном коде, который записан в файл и соответствующий протокол испытаний. Проверить целостность данных ies- файла, выданного лабораторией, можно обратившись в лабораторию с помощью электронной почты или через запрос на сайте.

Визуальное исследование Уран-2А-76-10800

Как уже говорилось, это очень похожий конструктив светильника на тот, что уже побывал у нас на обзоре. Говоря о корпусе, основное и единственное отличие — два оптических модуля вместо трех. Мы здесь видим все те же декоративные пластмассовые накладки, такой же несущий «скелет» и такие же радиаторы. Но для тех, кто впервые читает обзор по Урану, мы коротко опишем увиденное в процессе разбора.

На фотографии ниже мы постарались аккуратно разложить все основные декоративные элементы корпуса светильника.

 

Драйвер тока светильника компании ЗАО «МПП-Ирбис» Уран-2А\76\10800

Драйвер тока светильника компании ЗАО «МПП-Ирбис» Уран-2А\76\10800

 

Под ними скрываются радиаторы, выполненные по модульной схеме, оксидированные в черный тон. Все пластиковые накладки снабжены черными щелями для отвода тепла радиаторов. Здесь стоит повторно задаться риторическим вопросом о живучести конструктива в целом, с учетом, что в зимний период под накладками может накапливаться снег и лед.

 

Торцевая часть радиатора светильника Уран-2А\76\10800

Торцевая часть радиатора светильника Уран-2А\76\10800

Однако, с экономической точки зрения, такое модульное исполнение скорее плюс, поскольку подтверждает основной тренд светотехнического рынка — снижение стоимости осветительного прибора в постоянном стремлении приблизиться по цене к светильникам на традиционных источниках света. В рабочем положении светильника доступ к электротехническому модулю осуществляется сверху. Крышка не снабжена какими-либо защелками и для ее снятия требуется инструмент. Без изменений остался и оптический пыле-влагозащищённый светодиодный модуль. Класс защиты от проникновения пыли и воды для модуля — IP65. Два светодиодных модуля подключены параллельно к источнику питания А220T100C120K03 от компании ЗАО «МПП-Ирбис».

 

Драйвер тока светильника компании ЗАО «МПП-Ирбис» Уран-2А\76\10800

Драйвер тока светильника компании ЗАО «МПП-Ирбис» Уран-2А\76\10800

 

Каждый светодиодный модуль содержал 24 светодиода типа XP-L (Cree), соединенных последовательно в одну цепочку. Таким образом, рабочий ток светодиодов составил 0,5 А. Максимальный рабочий ток этих светодиодов — 3А.

 

 

Притянутая саморезами линза (слева) и модуль со снятой линзой Уран-2А-76-10800

Притянутая саморезами линза (слева) и модуль со снятой линзойУран-2А-76-10800

 

Фрагмент силиконового уплотнителя оптического модуля Уран-2А-76-10800

Фрагмент силиконового уплотнителя оптического модуля Уран-2А-76-10800

 

Ввод питания оптического модуля сквозь радиатор Уран-2А-76-10800

Ввод питания оптического модуля сквозь радиатор Уран-2А-76-10800

 

Испытания Уран-2А-76-10800

Как и во всех наших статьях, все электрические, световые и тепловые характеристики были получены в Испытательной лаборатории Государственного предприятия «ЦСОТ НАН Беларуси».

Перейдем к изложению результатов измерений электрических, световых и тепловых характеристик светильника Уран-2А-76-10800, которые были получены в Испытательной лаборатории Государственного предприятия «ЦСОТ НАН Беларуси». Работа проводилась на аттестованном и калиброванном оборудовании.

Электрическое питание образца и измерение его электрических характеристик осуществлялось с помощью источника питания — анализатора Agilent 6812B и специализированного ПО. Было выбрано действующее значение напряжения питания 230 В.

Для измерения кривых силы света (КСС) использовался гониофотометр SMS10c (Optronik Berlin GmbH, Германия). Способ установки образца и начальная точка гониофотометра выбирались таким образом, чтобы выполнить измерения в фотометрической системе (C, γ γ). Положение оптического центра светильника устанавливалось с помощью юстировочного лазера и подвижного 3-х координатного стола гониометра.

Во время тепловой стабилизации оптическая ось образца была ориентирована горизонтально в направлении измерительной головки фотометра, которая располагалась на расстоянии 10м от оптического центра светового прибора. При этом насадка для крепления светильника на опору располагалась внизу. Измерения кривых силы света (КСС) проводились с шагом 2 градуса в меридиональных и экваториальных плоскостях. КСС образца в продольной, поперечной плоскостях и в плоскости максимальной силы света приведены на рисунке 3.

Экваториальные кривые силы света светильника Уран-2А-76-10800 в различных направлениях. Направление максимальной силы света γ = 64°

Экваториальные кривые силы света светильника Уран-2А-76-10800 в различных направлениях. Направление максимальной силы света γ = 64°

Значения коэффициента формы КСС в различных меридиональных плоскостях: от С0 до С360 и зависимости приведенной силы света для полярных углов 80° и 90°

Значения коэффициента формы КСС в различных меридиональных плоскостях: от С0 до С360 и зависимости приведенной силы света для полярных углов 80° и 90°

 

Кривые силы света светильника Уран-2А-76-10800

Кривые силы света светильника Уран-2А-76-10800

 

Положение образца на диаграмме цветности МКО 1931г. и области допустимых значений номинальной КЦТ по ГОСТ Р 54350-2011

Положение образца на диаграмме цветности МКО 1931г. и области допустимых значений номинальной КЦТ по ГОСТ Р 54350-2011

 

Как можно заметить, формы КСС для образца Уран-2А-76-10800 в плоскостях С0 и С180 различаются, хотя из соображений конструкции линз, КСС должны быть идентичными. Причина этого не нова: несовпадение оптических центов линз и светодиодов для подобной оптической конструкции светильника — довольно распространенное явление. Однако согласно предыдущему нашему опыту можно утверждать, что имеющее место отклонение формы КСС от симметрии не приведет к заметному искажению характеристик освещения дороги.

Измерение и определение светотехнических характеристик образцов проводились в соответствии с методиками ГОСТ Р 54350-2011. Время выхода образца в рабочий режим составило около 12-15 минут. Спад светового потока при этом составил около 1%. В соответствии с ГОСТ Р 54350-2011 светильник имеет класс светораспределения П, прямого света. Тип КСС в плоскостях С0, С180 — Ш, широкая. Для характерной плоскости С12, где находится максимум силы света, тип КСС — Ш, широкая. Угол направления максимальной силы света: 56о (рисунок 3). Экваториальные КСС приведены на рисунке 1. Кривые имеют одну ось симметрии и два симметричных максимума, расположенных под углом к оси. В соответствии с ГОСТ Р 54350-2011 тип кривой — боковая. По типу светораспределения в зоне слепимости — ограниченное. Значение силы света, отнесенное к световому потоку 1000 лм, для угла 80° не превышает 30 кд/клм, а для угла 90° не превышает 15 кд/клм (рисунок 2). Максимальная сила света в зоне слепимости 315 кд.

Активная потребляемая мощность и коэффициент мощности светильника составили 75,8 Вт и 0,97 соответственно. Полный коэффициент гармонических искажений тока составил 5,8%. Как следует из данных на рисунках 5 и 6, требования стандарта к гармоническому составу тока светильника выполняются с запасом. Полученные результаты говорят о хорошем техническом уровне используемого источника питания светодиодов. Измерив световой поток образца, мы получили значение 10801 лм. Таким образом, световая отдача исследуемого образца Уран-2А-76-10800 составила 142,5 лм/Вт! Результаты испытаний подобного светильника в лаборатории компании Cree (Durham, USA) показали значение световой отдачи 145,4 лм/Вт [2]. Следует признать, что в нашей лаборатории мы впервые встретили уличный светильник с такой высокой световой отдачей.

Распределение тока по гармоническим составляющим образца при напряжении питания 230В

Распределение тока по гармоническим составляющим образца при напряжении питания 230В

 

Цветовые характеристики светильника Уран-2А-76-10800 определялись с помощью спектрорадиометра CAS140CT и фотометрического шара диаметром 2 м (Instrument systems GmbH, Германия). Коррелированная цветовая температура (КЦТ) составила 5898 К, а общий индекс цветопередачи — 68,6. Для значения номинальной КЦТ в соответствии с ГОСТ Р 54350-2011 мы получили 5700 К, (см. Рис.4). Во время измерений светящаяся поверхность образца располагалась в плоскости измерительного порта (диаметром 600 мм) фотометрического шара. То есть преимущественно весь световой поток образца захватывается фотометрическим шаром и мы получаем интегральные значения цветовых характеристик.

 

Термография светильника после прогрева в рабочем положении без групповой линзы и декоративных накладок: - поверхность алюминиевой печатной платы: tmax = 40°С; - поверхность источника питания: точка SP07, t =35°С; - поверхность пластины крепления источника питания: tmax =33°С; - поверхности светодиодов: 48 областей измерения, диапазон значений максимальной температуры 43-46°С.

Термография светильника после прогрева в рабочем положении без групповой линзы и декоративных накладок: – поверхность алюминиевой печатной платы: tmax = 40°С; – поверхность источника питания: точка SP07, t =35°С; – поверхность пластины крепления источника питания: tmax =33°С; – поверхности светодиодов: 48 областей измерения, диапазон значений максимальной температуры 43-46°С.

 

 

Измерения распределения температуры на поверхности светодиодов, печатных плат и радиаторов образца проводились с помощью тепловизионной камеры Flir A325 при температуре окружающего воздуха 22°С. Значение коэффициента излучающей способности было выбрано 0,98, так как интерсующие нас металлические поверхности были окрашены или оксидированы. Светильник находился в рабочем положении, в горизонтальной плоскости. Термография образца светильника после прогрева в рабочем положении приведена на фотографии 7. Групповые линзы и декоративные детали светильника были сняты непосредственно перед измерениями.

Стоит отметить, что равномерность распределения температуры на печатной плате и на поверхностях светодиодов довольно высокая и не превышает 3°С. Полученный температурный режим работы светодиодов светильника Уран-2А-76-10800 можно считать облегченным (см. термографию выше), особенно с учетом того, что согласно технической документации на светодиод XP-L, максимальная рабочая температура в точке пайки может достигать 140°С.

В заключение необходимо сказать, что исследованная модель светильника, как следует из результатов испытаний, по всей видимости, специально разработана с целью получения рекордной световой отдачи. На момент написания статьи на сайте производителя мы не смогли отыскать эту модель светильника. Это говорит о том, что исследованный образец — демонстрация возможностей производителя, это завтрашний день светодиодной техники. Хочется надеяться, что светильники с такой высокой световой отдачей будут запущены в серийное производство.

Светотехнический расчет

Светотехнический расчет выполнен с помощью ПО DIALux для категорий дорог А, Б, В. При этом рассматривались типовые дороги с 2-мя, 4-мя и 6-ю полосами движения в обоих направлениях и с двумя вариантами размещения светильников. Каждая полоса имела ширину 3,5 м. Ширина разделительной полосы 1 м была выбрана для двухстороннего размещения опор (напротив друг друга) и всего 0,1 м — для одностороннего расположения. Общими для всех расчетов были приняты следующие характеристики:

– один светильник на опоре;
– коэффициент запаса 1,5;
– тип покрытия R2, q0 = 0,07.

 

Категории от А1 до Б2, шесть полос; размещение светильников с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м

Категории от А1 до Б2, шесть полос; размещение светильников с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м

 

Высота установки светильников и расстояние между опорами варьировались с целью выполнения минимальных требований СП 52.13330-2011. Для получения более оптимального результата вылет светильника над проезжей частью также варьировался в диапазоне от минус 2 до 1,5 м. Угол наклона светильника к горизонту варьировался от 0о до 15о с шагом  50.

 

Категории от А4 до В3, четыре полосы; размещение светильников с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м

Категории от А4 до В3, четыре полосы; размещение светильников с двух сторон напротив друг друга, средняя полоса 1 м

 

Категории от А4 до В3, две полосы; размещение светильников с одной стороны, средняя полоса 0,1 м.

Категории от А4 до В3, две полосы; размещение светильников с одной стороны, средняя полоса 0,1 м

 

С помощью ПО DIALux 4.12 были найдены сочетания этих параметров, обеспечивающие выполнение требований к освещению дорог категорий: от А1 до В3. В расчет принимались стандартные характеристики освещения для прямолинейных участков дорог: средняя величина яркости, общая и продольная неравномерность яркости, пороговый индекс, освещенность тротуаров, прилегающих к проезжей части. Результаты расчетов выражены через удельную установленную мощность осветительной системы и представлены в графическом виде на рисунках 7-9, по которым можно определить оптимальную высоту монтажа светильников и минимальную установленную мощность на 1 км дороги.

В заключение отметим наиболее эффективные варианты использования данной модели светильника для освещения различных типов и категорий дорог.

Для освещения дорог с 6-ю полосами движения Уран-2А-76-10800 требует относительно большого количества светоточек. Необходимо также отметить, что для 6-ти полосной дороги категорий А3, А4, Б1, Б2 использование светильника Уран-2А-76-10800 наиболее эффективно на высотах 10-11 м и выше. Он также эффективен для использования на 6-ти полосных дорогах категории А2 независимо от высоты установки.

Для освещения дорог с 4-мя полосами движения категорий А4, Б1, Б2, В1 светильник предпочтительнее использовать на высоте 12 м и выше.

Для освещения дорог с 2-мя полосами движения категорий А4, Б1, Б2 и односторонним размещением опор светильник наиболее эффективен на высоте более 10 м, а для категорий В2 и В3 – на высоте более 13 м.

Для категории В1 данная модель модель эффективно работает независимо от высоты установки.

 

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог различных категорий и с различным числом полос движения

Визуализация в условных цветах распределения освещенности на поверхности дорог различных категорий и с различным числом полос движения

 

Таким образом, можно сделать вывод о том, что светильник Уран-2A\76\10800 может эффективно применяться для 6-ти и 2-х полосных дорог категорий от А2 до В1, а также 4-х полосных дорог категорий от А4 до В1 и 2-х полосных дорог категорий В2, В3 для высоты установки выше 13 м

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Юрий Трофимов, Виталий Цвирко, Павел Медведев. Обзор светодиодного уличного светильника «УРАН-3-115/14000/Ш» от компании ЛАЙТСВЕТ // Lumen. 2013. №3. С. 120-134.

2. Litesvet streetlight. Test report No. 16650-W dd. 31.12.2014. Cree Durham Technology Center (DTC). 2014. 27 pages.

Похожие Записи

Комментарии закрыты.

« »