Основные причины выхода из строя промышленных, торговых и уличных светодиодных светильников и основные требования к надежным светильникам

Сегодня ни у кого нет сомнения, что настоящее и будущее освещения - это светодиоды.

Нет смысла перечислять все плюсы светодиодного освещения. Особенно, если это касается коммерческого, промышленного и уличного освещения, то есть тех областей, где нужно осветить большое количество площадей и территорий, и при этом часто освещение необходимо 24 часа в сутки. В этих случаях замена на светодиодные светильники позволяет существенно увеличить доход коммерческого предприятия или снизить расходы бюджетных и прочих организаций.

Переход на светодиодное освещение - мероприятие не дешевое, но однозначно необходимое, учитывая длительный срок службы надежных светильников, который составляет 25-30 лет. Окупается такая замена в среднем от полугода до двух лет. И здесь встает вопрос в том, чтобы эту замену провести один раз и надолго, то есть закупить такие светильники, которые гарантированно прослужат 25-30 лет. В погоне за низкой ценой покупатели часто не обращают внимания на качество светильников, надежность производителя и комплектующих, из которых тот производит свою продукцию. Они проводят тендер и закупают светильники с минимальной ценой, что логично. Ведь лучше купить дешево, чем дорого. Но через три года перед ними вновь встает вопрос о замене этих же светильников, т.к. половина изделий из тех, что они закупили, уже вышли из строя, а через год-другой потухнут и остальные. А те, которые не потухли, ничего не экономят, потому что света дают мало, а «кушают» много. (Для справки: светодиоды в светильниках «Эколюмен» имеют эффективность до 180лм/вт.)

Поэтому хотелось бы разобраться, почему тухнут светодиодные светильники, учитывая, что светодиоды - одни из самых надежных источников света. И это не просто наши рассуждения и предположения, а длительный анализ с изучением конкретных поломок. Все чаще и чаще нам приходится менять не устаревшие люминесцентные светильники на светодиодные, а недавно закупленные заказчиком и уже потухшие светодиодные. Чаще всего это светильники китайского производства, но нередко это и изделия российского производителя, собранные на тех же китайских комплектующих, что, по сути, одно и то же. За несколько лет мы изучили сотни вышедших из строя светодиодных светильников различных производителей, как китайских, так и российских, и с полной уверенностью можем вам сообщить основные проблемы светодиодного освещения. 

Топ 3. Основные поломки светодиодных светильников:

1. ДРАЙВЕР.

На первом, безоговорочном, месте это выход из строя драйвера (источника питания) светодиодного светильника.

Драйвер - это основа светильника, так сказать, его сердце и мозг. Драйвер является «посредником» между электрической сетью и светодиодами и питает их током стабилизированного и низкого напряжения, защищая при этом от любых перегрузок и скачков сети. Именно драйвер отвечает за качество света, излучаемого светодиодами, за отсутствие пульсации светового потока, о вреде которой все уже знают. И за отсутствие электромагнитных излучений.

От качества драйвера зависит КПД светильника. Любой, даже самый качественный и надежный драйвер тратит часть энергии на себя, но вопрос в том, сколько он тратит. Драйверы светильников «Эколюмен», которые мы применяем, имеют КПД 90-94%, т.е. они расходуют впустую не более 6-10% энергии. Драйверы «китайских товарищей» часто тратят на себя до 30-40% от общей потребляемой светильником энергии и имеют пульсацию 15-30%, при норме не более 1%. Кстати, просим не путать КПД драйвера и коэффициент его мощности, это две разные величины.

Также драйвер просто обязан иметь гальваническую развязку. Для того, чтобы внешнее высокое напряжение ни при каких условиях не попало на светодиоды и корпус светильника. Ведь это приведет к полному выходу светильника из строя и, что самое главное, - к возможности серьезного поражения человека электрическим током. Дешевые драйверы этой развязки не имеют, и, соответственно, светильники с этими источниками питания не имеют длительного срока службы и при этом опасны для жизни.

Еще стоит обратить внимание, что дешевые драйверы, по определению, не имеют электромагнитной совместимости, т.е. излучают электромагнитное излучение большой величины, которое может вывести из строя электронное оборудование или создать помехи для него. Особенно это опасно, если в одном месте находится большое количество таких (тяжело назвать эти изделия светильниками) коробочек со светодиодами.

Еще одна из самых частых причин выхода из строя драйверов и светильников - это перенапряжения в сети, которые по ряду причин происходят регулярно: это и обрывы нулевого провода, перефазировки, и т.п.

По-настоящему надежные драйверы должны иметь защиту от длительных скачков напряжения до 380В, а если это уличные светильники, то и защиту от грозовых импульсов не менее 6000В. Все это должно проверяться при сертифицировании драйверов и светильников, но многие производители, пользуясь тем, что драйверы не подлежат обязательной сертификации, вместо драйверов применяют «пустышки-понижатели напряжения», которые лишены всех приведенных выше характеристик.

Наши рекомендации:

• Драйвер должен быть заводской сборки и обязательно иметь сертификат об электрической безопасности и электромагнитной совместимости.
• Драйвер без гальванической развязки применять запрещено!!!
• Драйвер обязан иметь максимальную пульсацию не более 1%.
• Необходима защита от 380В, а если это уличный светильник, то и грозозащита до 6кВ.
• Драйвер должен иметь КПД не менее 90% и коэффициент мощности не менее 0,98.

2. СВЕТОДИОДЫ.

На втором месте среди причин выхода из строя светодиодных светильников - быстрая деградация или полное затухание светодиодов.

Помимо причин, указанных выше, светодиоды могут потухнуть сами по себе, вне зависимости от внешних причин и качества драйвера. Основная проблема - это включение светодиодов в максимальные режимы или даже превышающие их. Говоря бытовым языком, светодиоды имеют номинал 1 Вт, а включают их на мощность 2 Вт. Причина понятна: производитель сэкономил на количестве или мощности светодиодов. Светодиоды работают в перегрузке и перегреваются, а для светодиода нет хуже, чем перегрев. Светодиод - это, по сути, «вечный» источник света, но его срок службы существенно сокращается по мере повышения температуры его использования. При номинальном режиме качественный фирменный светодиод должен проработать не менее 100 000 часов. Так же существенно снижается КПД светодиодов, ведь увеличивая ток светодиода в два раза, его световой поток увеличивается лишь в полтора. В результате «экономии» горе-производителей мы получаем светильник с низким КПД и сроком службы, как у обычной лампы накаливания. С другой стороны, мы только что выяснили: чем выше КПД светильника, т.е. соотношение полученного светового потока к его мощности, тем надежней светильник, т.к. это означает, что светодиоды работают в более щадящем режиме.

Часто к перегреву светодиодов ведет использование светодиодных модулей на текстолитовой, а не алюминиевой основе. Светодиоды через текстолит не могут передать свое тепло на радиатор-корпус светильника и перегреваются. Еще одна причина перегрева светодиодов - это использование пластиковых корпусов, которые являются, по своей сути, термосами, или экономия производителя на размере алюминиевого корпуса, который не способен рассеять тепло, полученное от светодиодов. При этом даже массивные алюминиевые корпуса с ребрами охлаждения часто забиваются пылью, листвой, пухом, насекомыми, что опять же ведет к перегреву светодиодов.

Еще один важный параметр светодиодов - это цветовая температура, т.е. теплый или холодный свет. «Китайцев» здесь можно выявить по высокой цветовой температуре 6000К и выше. Это холодная, приближающаяся к голубой цветовая температура. Светодиоды с такой температурой имеют более низкую себестоимость, что и привлекает наших азиатских друзей. Слишком теплый свет - 3000К и ниже - тоже ни к чему: теряется правильное понимание цвета окружающих предметов. Оптимальной для освещения офисных, промышленных, коммерческих помещений и улицы принята температура в районе 4000-5000К.

Наши рекомендации:

• Светодиоды должны иметь высокий КПД, не менее 130-140 лм/вт. При возможности нужно запросить документацию на светодиоды, где указан срок жизни светодиода в зависимости от температуры, узнать, на какой ток они подключены в данном светильнике. Это, разумеется, возможно, только если производитель использует светодиоды известной марки. Если он не способен предоставить данную информацию или предоставляет ее с иероглифами, лучше уйти от такого поставщика. Китайская рулетка ведь никому не интересна…
• Светодиоды должны излучать световой поток с температурой не выше 5000К.
• Светодиоды должны быть размещены на алюминиевой основе (для лучшего теплоотвода).

Применение пластиковых корпусов категорически противопоказано. Корпус для IP20…IP40 должен быть, как минимум, стальной, а для IP54 и выше обязательно применение алюминиевых корпусов. Алюминиевые корпуса у уличных светильников должны иметь обтекаемую форму и не иметь наружных ребер охлаждения, способных задерживать мусор, пыль и др. посторонние элементы на своей поверхности. В крайнем случае, расстояние между ребрами должно быть не менее 70-100 мм.

3. КОРПУС СВЕТИЛЬНИКА И ЕГО ГЕРМЕТИЧНОСТЬ.

На третьем месте причины выхода из строя являются нарушения герметичности корпусов светильников в случае их применения во влажных, пыльных помещениях или на улице.

Влага внутри светильника способна в течение быстрого времени вывести из строя любой, даже самый надежный светильник. Причин нарушения герметичности несколько.

Если это пластиковый корпус, то он подвержен постоянному перегреву, т.к. не способен передать тепло наружу. Ввиду перегрева происходит деформация корпуса и, соответственно, нарушение его герметичности. Если это стальной корпус с заявленными характеристиками IP54 и выше, то стоит понимать, что штампованный корпус из тонкостенного металла 0,3-0,5 мм не способен создать герметичную конструкцию. Получить герметичный светильник с нормальной теплопередачей возможно только при использовании алюминиевого корпуса.

И опять НО. Даже у герметичных алюминиевых светильников есть одна существенная проблема. Т.к. они герметичные, внутри из-за постоянной разницы температур корпуса и воздуха образуется конденсат. Многие используют клапан выравнивания давления. Иногда помогает, но ненадолго. Самый надежный клапан через пару лет выходит из строя. Выход один, в светильнике не должно быть герметичных полостей. Чаще всего самая большая полость светильника это отсек драйвера. Большинство производителей в уличных светильниках использует более дешевые драйверы IP20 и соответственно размещают их в герметичных полостях. В светильниках «Эколюмен» драйверы имеют степень защиты IP67 и расположены в продуваемых отсеках. Вторая полость это светодиодная часть.

В светильниках «Эколюмен» применение вторичной оптики IP67 позволило отказаться от необходимости этих полостей.

Наши рекомендации:

• Пластику - категорически «НЕТ» при любом назначении светильника, кроме одного - освоить чужие деньги и через полгода вновь вернуться к этому вопросу для освоения вновь выделенных средств.
• Но это маловероятно, т.к., скорее всего, вас уволят через полгода, когда начнут тухнуть светильники.
• Если светильник должен иметь степень защиты IP54 и выше, обязательно применение алюминиевых корпусов. Это всего лишь немногим дороже, но надолго.
• В уличном светильнике не должно быть герметичных полостей способных накапливать конденсат.

В заключение хочется добавить! Прежде чем закупить крупную партию светильников, купите один образец. Изучите изделие сами или попросите это сделать того, кто разбирается в электронике и светотехнике. Кроме понятия «минимальная цена», при закупке светильника должно понятие «качество, надежность и эффективность изделия». Ведь вы хотите закупить эти светильники на десятилетия.  Ну и нашим коллегам-производителям светодиодных светильников, также хотелось бы дать совет: не гонитесь за сиюминутной прибылью. Для вас не будет лучшей награды, чем покупатель, который, осветив свое предприятие светильниками вашего производства через много лет скажет вам спасибо за ваши изделия. А ваши конкуренты, которые продавали «коробочки со светодиодами», уже три раза поменяли свое юридическое лицо и теперь прячутся от своих клиентов.