Опыт применения светодиодных светильников в Москве

Освещения наземного пешеходного перехода в г. Москве

 

Г.С. Сарычев, ООО «ВНИСИ», А.Ю. Федорищев, ГУП «Моссвет»

 (доклад представлен на ХХVI Московской конференции «Проблемы и пути повышения  энергоэффективности» Г.Н. Гаврилкиной, ООО «ВНИСИ»)

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

установка светодиодного светильника в Москве 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.

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 окружающей среды по ГОСТ 14254-96

IP 53

Группа условий эксплуатации в части воздействия механических факторов по ГОСТ 17516.1-90

M1

Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15159-69

У2

Срок службы, лет, не менее

10

 

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).

 

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

(26

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 среднесуточной работе 11 час.

 

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 требоваменять 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.

 

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

 

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

 

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

светиль-ник

На ОСУ

(18 св-ков)**

На один

светиль-

ник

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 свето-регулятора

321,2

5782

104,4

1670

Со свето-регулятором*

 

То же

 

911

Экономия электроэнергии, %*** Без свето-регулятора

 

0

 

71

Со свето-регулятором*

 

 

 

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

 

монтаж светодиодного освещения в переходе в МосквеВ 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).

 

светодиоды в поликарбонатной трубе

 

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.

 

Табл. 5. Технические характеристики светоизлучающего модуля на базе СИД

№ 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

Н

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

 

Источник: http://www.energosovet.ru