Из чего складывается цена на светильник

На сегодняшний день светодиодные светильники стоят от сотни рублей, до нескольких десятков тысяч и это без учета премиальных дизайнерских моделей.  Почему цена светильников одинаковой мощности и типа может отличаться в разы?

Попробуем разобраться, чем отличается дешевый светильник от дорогого!

Из чего складывается цена

Любой светодиодный светильник состоит из трёх частей:

● Корпус. Часто он же выполняет и роль охлаждения светодиодов, без которого невозможен долгий срок службы.

● Источник питания. Обеспечивает светодиоды «правильным» питанием, не даёт выйти из строя при длительной работе и перепадах напряжения сети, а ещё от источника питания зависит коэффициент пульсаций и возможность регулировки яркости.

● Светодиоды. Влияют количество света и качество освещения.

Разберем подробнее каждый из пунктов, на что он влияет на самом деле и почему здесь нет «не важного»!

Светодиоды

Светодиодов существует много: от трех-пятимиллиметровых индикаторных, до матриц мощностью 100 ватт и более. Но отличия светодиодов заключается не только в типоразмере и мощности, но и в их структуре, составе люминофора, размере кристалла.

Структура и материал, из которого изготовлен кристалл светодиода и люминофор влияют на индекс цветопередачи.

Интересно! Индекс цветопередачи – величина, которая влияет на достоверность отображаемых цветов. За эталон принято солнце, а его индекс цветопередачи равен 100. Величина безразмерная, поэтому указывается просто в единицах, и чем он больше – тем более точно вы будете видеть цвета, освещенные этим источником света.

В характеристиках светильника индекс цветопередачи обычно обозначают как Ra или CRI. Индекс цветопередачи в жилых и рабочих кабинетах должен быть не меньше 80 по СП 52.13330.2016 и 85 по СанПиН 1.2.3685-21

У дешевых китайских светодиодов, как правило, индекс цветопередачи низкий, порядка 60-70, иногда бывает, что он как бы 80 или даже 90+… Но на практике это лишь манипуляции с составом люминофора и методом измерений индекса цветопередачи (об этом мы поговорим в другой статье).

Даже в пределах одного типоразмера и мощности у светодиодов будет отличаться индекс цветопередачи и энергоэффективность. То есть одинаковые по виду и конструкции светодиоды могут светить с разной яркостью при одинаковой потребляемой мощности.

Чем больше светоотдача светодиодов, тем больше энергоэффективность светильника. Другими словами, вы сможете установить меньше светильников, чтобы получить нужную освещенность рабочей поверхности и сэкономите электроэнергию.

Светоотдача современных светодиодов находится в широком диапазоне — от 80 люмен на 1 ватт потребляемой мощности (лм/Вт) у самых бюджетных, до 200 лм/Вт у рекордсменов типа Cree XLamp MK-R или 276 лм/Вт полученных в лабораторных условиях у светодиодов на платформе SC³ той же Cree.

Средняя светоотдача светильников  — 100 лм/Вт. В отдельных моделях она доходит до 120 лм/Вт. На практике эта величина зависит от типа рассеивателя, конструкции светильника и других факторов.

Источник питания

Для долгой службы LED источников света важно обеспечить правильный режим работы, который задаётся, собственно, источником питания. В зависимости от устройства светодиодных модулей используют источники постоянного тока (т.н. драйверы) или источники постоянного напряжения.

Какими свойствами должен обладать качественный источник питания?

Широкий диапазон входного напряжения. Источник должен обеспечивать не только работоспособность, но и стабильные выходные параметры при изменении питающего напряжения. В противном случае при просадках напряжения у вас будет «моргать» свет, а при скачках — светодиоды и вовсе могут перегореть.

Стабильные выходные параметры. Источник питания должен обеспечивать светодиоды стабильным током (или напряжением) независимо от изменения питающего напряжения, факторов окружающей среды, температуры светодиодов. При нагреве увеличивается проводимость светодиодов, через них начинает протекать больший ток, при таком же напряжении из-за чего нагрев будет ещё сильнее. Светодиод будет «разогревать сам себя», как снежный ком катится с горы, увеличиваясь в размерах, и в итоге выйдет из строя.

Кроме режима работы светодиодов, именно от источника питания зависит и коэффициент пульсаций светильника.

Кстати, коэффициент пульсаций светового потока в помещениях с компьютерами должен быть не больше 5%, в других помещениях может доходить до 20%, в зависимости от того, что в этих помещениях делают. В среднем нормируемый коэффициент пульсаций для большинства помещений — не более 10-15%.

Защита. Чтобы источник питания и светодиоды служили долго, источник питания должен иметь ряд защит: от перегрева, от повышенного и пониженного напряжения на входе, от импульсных перенапряжений на входе, от короткого замыкания и перегрузки. Кроме этого, источник питания не должен «портить» питающую сеть помехами от своей работы.

Производители бюджетных блоков питания именно на этих защитах зачастую и экономят. Вместо фильтров электромагнитных помех устанавливаются перемычки, а варисторы для защиты от скачков напряжения и вовсе не устанавливаются. Поэтому при работе таких источников питания аудио-, видео- и компьютерная техника может работать со сбоями, фонить или отображать картинку с помехами. О таких источниках говорят, что у них плохая электромагнитная совместимость. Кроме этого, при импульсных перенапряжениях на светодиоды может попасть высоковольтный импульс из первичных цепей.

Импульсное перенапряжение — это кратковременное повышение напряжения в питающей сети из-за грозы, включения или выключения мощных электроустановок. При этом напряжение в электросети может достигать тысяч-десятков тысяч вольт.

Сам по себе источник питания светодиодов можно построить из горсти выпрямительных диодов и пары конденсаторов. Схему можно усложнить, добавив микросхему для стабилизации тока, и всё это обойдётся в пару долларов. Но именно защиты и средства, обеспечивающие стабильную работу, серьёзно влияют на цену конечного изделия.

Светодиоды же не греются… Зачем им охлаждение?

На самом деле светодиоды, даже не самые плохие, светят только на 2/3 от потребляемой ими мощностью, остальное уходит в тепло. У хороших современных светодиодов коэффициент полезного действия доходит до 80%, остальные 20% потребляемой мощности выделяются в виде тепла.

Много ли это? Если у нас есть, допустим, светильник мощностью 100 ватт, то в виде тепла он рассеивает около 20-40 ватт мощность, для сравнения, мощность электрочайника в среднем 1000-2000 ватт. Но, ведь, светильник воду кипятить не должен и мощности выделяется вроде немного, но… До скольких градусов нагреются светодиоды?

В этом и проблема. Если не обеспечить нормального охлаждения, то мощный, например, одноваттный светодиод почти мгновенно нагреется до 100 °C и более, после чего благополучно сгорит. Даже если его вовремя выключить, то светить как «из коробки» он больше не будет, потому что его кристалл и люминофор деградируют от повышенной температуры.

Для охлаждения светодиодов нужен радиатор (пассивное охлаждение), а если пространство ограничено, то спасёт небольшой вентилятор или кулер (активное охлаждение). Последнее зачастую используют в специализированных источниках света — промышленное освещение, приборы для фото- или видеостудий, автомобильные лампы. В остальных случаях используется пассивное охлаждение — металлические радиаторы.

В качестве радиатора, обычно, используется корпус или металлические детали арматуры светильника. Качество охлаждения зависит от контакта между светодиодным модулем и радиатором и площадью этого радиатора. Для увеличения площади охлаждения, с минимальным изменением размеров светильника радиаторы делают с рёбрами. Расположение, форма и направление рёбер влияют на качество охлаждения за счёт направления потоков воздуха при естественной конвекции.

Корпуса светильников сделаны из металла или в качестве основания светильника и места установки светодиодов используется алюминиевый профиль. Такая конструкция и множество светодиодов, расположенных по всей площади светильника, обеспечивают нормальную теплоотдачу и режим работы, и длительный срок службы светодиодов.