Расчет экономии от светодиодных светильников

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты.

При подборе блока питания для светодиодной ленты нужно опираться на три характеристики ленты: рабочее напряжение питания, мощность и влагозащищенность.

Произведем расчет на примере самой популярной и доступной светодиодной ленты SMD 3528 Q60 . Пусть, требуемая длина ленты составляет 16 метров.

Напряжение питания светодиодной ленты может быть либо 12 V, либо 24V. Таким образом, блок питания на выходе должен обеспечивать напряжение именно в таком размере. В характеристиках светодиодной ленты SMD 3528 Q60  указано рабочее напряжение 12 В . Слодовательно, нужен блок питания с напряжением 12 В.

Для расчета  необходимой минимальной мощности блока питания обратим внимание на такой параметр ленты, как "потребляемая мощность". В нашем случае потребляемая мощность 4,8 Вт/м.  Умножаем требуемое количество метров ленты (16) на мощность одного метра (4,8) и получаем общую потребляемую мощность 76,8 Вт.

Мощность блока питания должна быть не меньше потребляемой мощности лента и иметь в запасе 25% мощности. Поэтому,  чтобы рассчитать требуемую мощность блока питания умножаем потребляемую мощность ленты на 1,25. Получаем мощность блока питания 96 Вт.

Если вы приобретаете влагозащищенную светодиодную ленту для установки на улице или во влажном помещении, то и источник питания следует приобретать влагозащищенный. Если же речь идет о жилом помещении, то подойдут обычные светодиодная лента и блок питания (IP20). Теперь выбираем блок питания с ближайшей мощностью и рабочим напряжением. В нашем случае это блок питания с характеристиками 100 Вт/12B/не влагозащищенный.

Расчет на 10 ламп по 60 Вт из расчета 1-комнатной квартиры 36 м2)

Параметры
Лампа накаливания Светодиодная лампа
Год 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2010 2011 2012 2013  2014 2015
Годовое время работы, часов (5 часов в день ) 1825
Потребляемая мощность одной лампы, Вт/ч 60

8 (светодиодная лампаCORN 35 E27)

Количество ламп, включая заменяемые в течение года 20 0
Затраты на покупку ламп, руб 300 12000
Энергопотребление 10 ламп за год, кВт 1095 146
Затраты на энергопотребление, руб (тариф 2010 г - 3,186 руб/кВт) + ежегодное удорожание на 25% 3285 4360 5450 6810 8370 10500 465 581 727 908 1136 1420
Затраты суммарные, руб 3790 4660 5750 7110 8670 10800 12465 581 727 908 1136 1420
Экономия от использования светодиодных ламп вместо ламп накаливания, руб -8675 -5005 290 6832 14792 24704 Срок окупаемости - 3 года

При расчете использовались лампы накаливания стоимостью 15 рублей и сроком работы 1000 часов,

При расчете использовались светодиодные лампы стоимостью 1280 рублей и сроком работы  50000 часов. Светодиодные лампы лучше покупать оптом экономя при этом до 20% денежных средств.

Кстати..

Почему не возможно существование вечной лампочки.

В городе Ливерморе (штат Калифорния, США) есть уникальная лампочка, которая была вкручена в 1901 г. и с тех пор горит без перерыва. Это абсолютный рекорд, который вошел в книгу рекордов Гиннесса. Перед уникальной лампочкой на станции №6 пожарной службы установлена веб-камера, поэтому лампочку можно увидеть в Интернете. Как такое оказалось возможным?

Известно, что основной личиной перегорания лампочек является постепенный износ вольфрамовой нити. Эта нить нагрета почти до температуры плавления вольфрама (3300°С), иначе не получить интенсивный световой поток. При такой температуре атомы вольфрама в кристаллической решетке интенсивно колеблются и некоторые из них отрываются и уходят в пространство, оседая на стенках колбы. Постепенно нить истончается, и в самом тонком месте температура переходит рубеж плавления, нить перегорает.

Очевидно, что для повышения срока службы лампочки необходимо устанавливать более толстую нить. Но при этом для сохранения сопротивления нити нужно увеличивать ее длину. Увеличение диаметра нити в два раза приводит к увеличению массы вольфрама в 8 раз. А вольфрам - дорогой металл, поэтому нынешние производители лампочек стараются его экономить.

Но есть еще одна причина износа ламп, о которой почти никто не знает. Дело в том, что тонкое стекло колбы в нагретом состоянии пропускает газ. Имеются таблицы для различных стекол и различных газов при различных температурах. Например, 1 см2 поверхности стекла толщиной 1 мм за 1 с и при разности давлений в 1 мм рт.ст. пропускает при температуре 600°С 6,5*10 в (-12) степени см3 азота (основной части воздуха).  Светодиодные лампы не зависят от азота и сохраняют свою работоспособность очень долго.

Рассчитаем температуру колбы стандартней 40-ватной лампочки, у которой площадь поверхности колбы 200 см2, а площадь поверхности вольфрамовой нити (ориентировочно) 0,3 см2, т.е. разница в 660 раз.

Используя методику расчетов по закону Стфана-Больцмана и учитывая, что все инфракрасное излучение нити греет колбу (видимый свет составляет не более 3%), получаем температуру колбы порядка 400°С (в том, что это так, каждый может убедиться, прикоснувшись к колбе светящейся лампочки). Далее, приняв толщину стекла колбы колбы 0,5 мм, разность давлений 760 мм рт.ст. и время 1 год, получим проникновение газа в лампу порядка 4-5 см.

За несколько лет, если не перегорит нить накала, то лампа заполнится газом, возникнет газовый разряд, а вместе с ним ионная бомбардировка нити накала. Тогда эта нить будет истончаться быстрее. Таким образом, чтобы создать лампу накаливания с большим сроком службы необходимо: установить толстую вольфрамовую нить, увеличить площадь поверхности колбы лампы (при этом температура колбы станет ниже и просачивание газа уменьшается), увеличить толщину стекла колбы лампы. Очевидно, эти условия и были выполнены в лампе-долгожительнице. А нынешние производители эти условия выполнять не хотят, во-первых, из соображений экономии (вольфрама и стекла), во-вторых, производителям просто не интересно выпускать "вечные" лампочки (иначе они "прогорят"). Конечно лампа-долгожительница имеет место быть, но в массово порядке надо переходить на светодиодные светильники.