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 • 3189 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

Значимость Балл Итоговый балл
Световая отдача 1 10 10
Коэффициент мощности 1 10 10
Полный коэффициент гармонических искажений тока 1 10 10
Цветовая температура, CRI 0,5 7 3,5
CRI 0,7 6 4,2
Соответствие нормам освещения дорог категории В 1 10 9
Соответствие нормам освещения дорог категории Б 1 10 10
Соответствие нормам освещения дорог категории А 1 9 9
Регулирование светового потока 0,8 5 4
Соответствие IP 1 8 8
Эффективность теплоотвода 1 10 10
Универсальность крепления 0,8 7 5,6
Ремонтопригодность электронного модуля 0,8 9 7,2
Ремонтопригодность оптического модуля 0,8 9 7,2
Внешний вид, дизайн 0,5 8 4
Технологичность изделия 0,9 10 9
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.

« »

(function (d, w, c) { (w[c] = w[c] || []).push(function() { try { w.yaCounter33329553 = new Ya.Metrika({ id:33329553, clickmap:true, trackLinks:true, accurateTrackBounce:true, webvisor:true }); } catch(e) { } }); var n = d.getElementsByTagName("script")[0], s = d.createElement("script"), f = function () { n.parentNode.insertBefore(s, n); }; s.type = "text/javascript"; s.async = true; s.src = "https://mc.yandex.ru/metrika/watch.js"; if (w.opera == "[object Opera]") { d.addEventListener("DOMContentLoaded", f, false); } else { f(); } })(document, window, "yandex_metrika_callbacks");