Опыт применения светодиодных светильников для освещения наземного пешеходного перехода в г. Москве

4 Янв 2010

Энергосберегающая технология: Энергосбережение в системах наружного освещения и световой рекламы. Светодиодные технологии

Объект внедрения: уличное освещение, промышленное освещение, освещение общедомовых систем, учреждений социальной сферы, общественных зданий и сооружений

Эффект от внедрения:

– для объекта сокращение потребления электроэнергии на 70%

– для муниципального образования снижение потребления топлива, высвобождение дополнительной электрической мощности.

Серия энергосберегающих светильников на базе светоизлучающих диодов (СИД) явилась следствием конкретной задачи – создание пилотной осветительной установки (ОСУ) надземного пешеходного перехода.

При этом главная цель заключалась в обеспечении нормируемых светотехнических параметров и снижении эксплуатационных затрат. Предполагалось, что результатом этой конкретной работы станет:

1. массовая реконструкция ОСУ этого типа;

2. получение новых сведений по проблеме так называемого твердотельного освещения (на светодиодах).

Для реализации этого проекта был представлен надземный переход по адресу: г. Москва, Алтуфьевское шоссе, д.60 (рис. 1 и 2). Длина горизонтальной освещаемой части перехода – 40 м, ширина – 3 м, высота – 4◦м.

Рис 1,2  Надземный пешеходный переход

В существовавшей до реконструкции ОСУ использовались светильники ЖБУ-02-7-002 с натриевой лампой SON-T Pro 70 W в количестве 13 шт., которые обеспечивали горизонтальную освещенность 55 лк (норма 75 лк, см. МГСН 2.06-99).

Конечная задача решалась в два этапа: первый – разработка собственно светового прибора (СП) и второй – проектирование ОСУ, монтаж и испытания (фотометрирование).

Алгоритм создания светового прибора, в принципе, достаточно прост, но имел несколько вариантов по мощности и габаритам светильника, рассматривались несколько вариантов по используемым СИД (в т.ч., по цветности). Особо прорабатывался вопрос по ресурсу (сроку службы) светильника. В этой конкретной задаче ресурс СП на СИД мог варьироваться от 50 до 65 тыс. ч в зависимости от плотности монтажа СИД и способа отвода тепла. Задача несколько усложнялась тем, что использовался уже готовый алюминиевый профиль (рис. 3), необычайно тонкий для этого случая. В итоге удалось справиться и с проблемой теплового режима СИД, и с выбором драйвера нужных габаритов и ресурса.

Световой прибор получился достаточно простым и элегантным (рис. 4). Конструктивно светильник состоит из упомянутого алюминиевого профиля, поликарбонатного призматического рассеивателя, двух линеек по 9 СИД в каждой и двух блоков питания.

Подвод питания – трехжильный провод, входящий в состав готового изделия.

Технические характеристики светодиодного светильника ДПО-18 У2 представлены в табл. 1.
Табл. 1. Технические характеристики светового прибора ДПО-18 У2

Номинальное напряжение, В	220 ± 10
Частота, Гц	50
Мощность, Вт номинальная не более	26 33
Световой поток, Лм номинальный не менее	1450 1200
Класс светораспределения по ГОСТ 17677-82	П
Кривая силы света по ГОСТ 17677-82	Д
КПД %, не менее	75
Цветовые характеристики	Т цв = 6500 R а = 75
Степень защиты светильников от воздействия окружаю- щей среды по ГОСТ 14254-96	IP 53
Группа условий эксплуатации в части воздействия меха- нических факторов по ГОСТ 17516.1-90	M1
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15159-69	У2

Светотехнический расчет осветительной установки на базе программы Dialux позволил определить требуемое количество светильников – оказалось, что 26 светильников ДПО – 18 У2 вполне достаточно для обеспечения нормируемой освещенности (75◦лк) с коэффициентом запаса 1,3 (строго говоря, несколько завышенным). Стремясь свести к минимуму затраты на реконструкцию осветительной установки, было принято решение использовать имеющуюся схему электроснабжения ОСУ: взамен каждого из 13 светильников с натриевыми лампами устанавливались два светильника ДПО – 18 У2, причем использовались уже существующие распаячные коробки, т.е. монтажные работы заключались в закреплении светильников на конструктивных элементах перехода и подключении выходящих из светильников проводов к клеммам распаячной коробки. А т.к. установленная мощность и рабочий ток новой установки не превышают соответствующие параметры старой установки, то не требовалось менять ни электропроводку, ни систему управления осветительной установкой.

На рис. 5 и 6 представлена уже смонтированная ОСУ в рабочем состоянии. Опрос пешеходов показал или безразличное отношение или удовлетворительную оценку.

Рис. 5, 6. Смонтированная осветительная установка со светильниками на базе светодиодов

В табл. 2 – картина горизонтальной освещенности перехода, средний уровень освещенности – Е=121 лк, равномерность 0,72 (мин/сред). Эти параметры превосходят требования технического задания.

Табл. 2. Значения горизонтальной освещенности на уровне пола для надземного пешеходного
перехода (г.Москва, Алтуфьевское шоссе, д.60) с использованием светодиодных светильников
серии ДПО-10 У2 в количестве 26 шт. Освещаемая площадь пола перехода177 м. Нормируемая
горизонтальная освещенность 75 лк. Высота подвеса светильников 4 м.

Новая установка позволяет сэкономить 1460 кВт ч (35%) в год по сравнению с прежней (Е = 55 лк), (табл. 3).

Табл. 3. Сравнение эффективности реальной осветительной установки со светильниками
ЖБУ-02-70-002 и ДПО-18 У2 для надземного перехода: Алтуфьевское ш., д.60

Тип светильника	ЖБУ-02-70-002 с натриевой лампой SON-T Pro 70W		ДПО-18 У2
	На один светильник	На ОСУ (13 св-ков)	На один светильник	На ОСУ (13 св-ков)
Потребляемая мощность (с учетом потерь в ПРА), Вт, не более	80	1040	26	676
Потребляемый ток, А	0,4	5,2	0,2	5,2
Горизонтальная освещенность, лк		55		121
Ресурс работы светильника/лампы в режиме городского освещения, лет	10 / 2,5	10 / 2,5	10 / 10	10 / 10
Годовой расход электроэнергии, кВт.ч*	321,2	4176	104,4	2714
Экономия электроэнергии, %*		0		35

При равных освещенностях сравниваемых установок (Е=75 лк) экономия электроэнергии с новыми световыми приборами составит 71%, а при использовании светоуправления (датчики присутствия) 84% (табл.4), срок окупаемости 5 лет.

Табл. 4. Сравнение эффективности осветительных установок со светильниками
ЖБУ-02-70-002 и ДПО-18 У2 для надземного перехода
при равенстве создаваемых ими освещенностей

Тип светильника		ЖБУ-02-70-002 с натриевой лампой SON-T Pro 70W		ДПО-18 У2
		На один светильник	На ОСУ (18 св-ков)**	На один светильник	На ОСУ (16 св-ков)**
Потребляемая мощность (с учетом потерь в ПРА), Вт, не более		80	1440	26	416
Потребляемый ток, А		0,4	7,2	0,2	3,2
Горизонтальная освещенность, лк			75		75
Ресурс работы светильника/лампы в режиме городского освещения, лет		10 / 2,5	10 / 2,5	10 / 10	10 / 10
Годовой расход электроэнергии, кВт.ч ***	Без светорегулятора	321,2	5782	104,4	1670
	Со светорегулятором*		То же		911
Экономия электроэнергии, %***	Без светорегулятора		0		71
	Со светорегулятором*				84
* С датчиками присутствия (светильники не горят в среднем 5 часов в сутки) ** Расчетное количество светильников, обеспечивающих горизонтальную освещенность 75 лк на уровне пола горизонтальной части надземного перехода (рассчитано на основе результатов измерений реальных значений освещенности) *** При среднесуточной работе 11 часов

В новой установке датчики присутствия не предусматривались по той причине, что было опасение внезапного ослепляющего действия при «вспыхивании» ярких источников света на водителей. Однако, наблюдение за работой ОСУ с СИД продемонстрировало беспочвенность подобных опасений и в дальнейшем мы считаем необходимым оснащать подобные ОСУ датчиками присутствия.

В заключение, представленная конструкция светового прибора на базе СИД позволяет реализовать унифицированную серию приборов на мощности от 5 до 50 Вт со световым потоком от 400 до 4000 лм, учитывая определенный запас по теплосъему и ресурсу рассмотренной здесь модификации.

Предполагаемые области применения: пешеходные переходы, общественные здания, ЖСК, спортивные клубы и др. Возможны цветные варианты, что придаст красочность освещению.

Теперь, несколько слов о второй серии приборов. Ее предистория – это критические замечания в адрес светильника, который использует очень популярный алюминий (очень популярный у тех, кто сдает металл в пунктах утильсырья).

Родилась идея использовать поликарбонатную трубу одновременно в качестве корпуса и рассеивателя, внутри трубы – панель со светодиодами и драйвер.

Фото такого макета представлено на рис. 7. С фитингом для стыковки светильников труб в линию макет представлен на рис.8. Возможна другая конфигурация с другими фитингами.

Не будем в данной статье углубляться в вопросы съема тепла со светодиодов. В этой, в общем-то непростой задаче есть решения, отметим только, что у этого светового модуля есть дополнительные (помимо ударостойкого поликарбоната) преимущества – его можно без особых проблем реализовать в пыле – влагозащищенном варианте. Периметр, на котором требуется реализовать такую защиту, минимален.

Параметры модуля представлены в табл. 5. Такой световой модуль длиной 1 м может обеспечить световой поток от 850 лм до 1250 лм при ресурсе 50 тыс. ч и 30 тыс. ч. Дискомфортная блескость светильника может быть исключена, как внешними экранами, так и внутренней решеткой (место для этого есть).

№ п/п	Технические характеристики модулей	Типы модулей
		1	2
1	Напряжение питания, В	220	220
2	Потребляемая мощность, Вт	17	17
3	Потребляемый ток, А	0,12	0,12
4	Ресурс работы, тыс. ч	50	50
5	Кривая силы света	Д	Д
6	Осевая силы света, кд не менее	380	350
7	Класс по светораспределению	Н	Г
8	КПД %, не менее	85	85
9	Степень защиты оболочки (пыле- и струезащищенный)	IP 55	IP 55
10	Класс защиты от поражения электрического тока по ГОСТ 12.2.007.0-75	I	I
11	Цветовые характеристики	Тцв = 6500 Ra = 75	Тцв = 3270 Ra = 80
12	Габаритные размеры, м	1.0 х Ø 0,07	1.0 х Ø 0,08

Вариантом такой серии может быть светильник, армированный корпусом – дополнительным антивандальным препятствием (рис. 9). Детальная проработка этой конструкции, возможно, будет реализована в следующем году. Считаем, что в целом это направление по созданию антивандального светового прибора, с целым рядом дополнительных преимуществ, имеет право на развитие.

Источник: информационный бюллетень "Энергосовет", выпуск № 4 (4) ноябрь 2009 г.

Начало активности (дата): 04.01.2010

← Возврат к списку