Уран-2А-76-10800 от ЛайтСвет: энергоэффективность минимализма. Большой обзор светодиодного уличного светильника
(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
Где купить? (страница производителя)
Краткий обзор светильника в Проверено[Lumen]
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
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.
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
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
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
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 линзойУран-2А-76-10800
Фрагмент силиконового уплотнителя оптического модуля 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°
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
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
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.
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
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, 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
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
-
Испытания светодиодного уличного светильника TLSL02-50-850-Ш от Technolux — март 2024
-
Optimus 3Mx1L 60Вт 5000К Ш – испытания светодиодного уличного светильника от Geniled, октябрь 2020
-
Арктика 80.17100.85 ШН04 — испытания светодиодного уличного светильника от DURAY, октябрь 2020
« Влагозащищенные светильники Wolta — универсальное решение для объектов ЖКХ Испытания светодиодного офисного светильника KROKUS-PANEL-34 UGR 595×595 CRI>90, апрель 2022 »
