ССТ1-2011

СОВРЕМЕННАЯ СВЕТОТЕ НИКА №1 (08)

М Март арт 201 2011 года

стр. 15 Баланс спроса и предложения на сапфировые подложки остается неизменным стр. 19 Рынок светотехнических изделий США критерии Energy Star для LED-освещения стр. 27 Беспроводные сети управления светодиодным уличным освещением

слово редактора Редакция Руководитель проекта «Современная светотехника» и главный редактор: Валерий Манушкин ответственный секретарь: Марина Грачёва редакторы: Елизавета Воронина Виктор Ежов Екатерина Самкова Владимир Фомичёв редакционная коллегия: Леонид Чанов Борис Рудяк Владимир Фомичёв реклама: Антон Денисов Ольга Дорофеева Елена Живова Екатерина Платцева распространение и подписка: Марина Панова Василий Рябишников вёрстка, дизайн: Александр Житник Михаил Павлюк директор издательства: Михаил Симаков

Коллеги, здравствуйте!

Р

Рад представить вам первый выпуск журнала Современная светотехника в 2011 году. Начиная с этого номера, мы будем публиковать таблицы ведущих игроков рыка. Сегодня мы специально не стали систематизировать компании по типу выпускаемой и продаваемой продукции. В дальнейшем будет четкое разделение по типам источников света, по элементам и приложениям силовой электроники и по специфике применения. Ознакомиться с тематическим планом журнала на 2011 год вы можете на нашем персональном сайте lightingmedia.ru в разделе «Журнал». Как и следует из темы номера, сегодня мы публикуем список производителей и дистрибьюторов светотехнической продукции. Однако здесь представлены не все участники рынка, а лишь те, кто готов сегодня заявить о себе. Не смотря на большую скорость роста, рынок сейчас развивается слишком непредсказуемо. Так, еще год назад никто и не предполагал, что вопрос стандартизации, сертификации и, в принципе, внесение светодиодов в ГОСТы и СНиПы приведет к объединению крупнейших компаний и созданию Некоммерческого партнерства производителей светодиодов и систем на их основе (НППСС). Более того, после серьезных заявлений правительства на высшем уровне, после двух лет жесточайшей конкуренции в погоне за своей долей рынка, сегодня наметилась своеобразная стагнация. По крайней мере, в сознании людей, принимающих решения. Нет, продажи растут, компании наращивают клиентские базы, расширяют портфели реализованных проектов. Но точно видно, что рынок занял выжидательную позицию: что будет завтра? Одновременно с этим аналитики утверждают, что этот год станет переломным для рынка светотехнических изделий в целом. Если последние два года идеально действовала схема «клиент для компании», когда фирмы-производители и дистрибьюторы мало уделяли или не уделяли вообще внимание рекламе, маркетингу, клиентоориентированности, то 2011 год обещает все перевернуть. Ожидается серьезная борьба за рынок, слияния, поглощения, переориентация производств, появление новых сегментов и новых игроков. Но, стоит отметить, будет меняться и сам рынок. Кроме того, в этом году в Роснано будет утверждена дорожная карта «Производство светодиодов в России». Несомненно, она также окажет серьезное влияние на рынок. Повторюсь: компании, что присутствуют в таблице — это лишь те, кто готов сегодня заявить о себе, о своем бренде и о своей продукции. Ожидается, что к началу следующего года общий список компаний-производителей и дистрибьюторов как минимум удвоится.

Дизайн обложки: Юрий Уманец На обложке использована фотография Siemens AG, Мюнхен/Берлин»

Валерий Манушкин, главный редактор

Адрес издательства: Москва,115114, ул. Дербеневская, д. 1, п/я 35; Санкт-Петербург, Большой проспект В.О., д. 18, лит. А; тел.: (495) 741-7701; факс: (495) 741-7702; тел./факс: (812) 336-53-85;

С ОД Е Р Ж А Н И Е #1, 2011

эл. почта: info@elcp.ru, www.elcp.ru

ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВА: «Мир электроники» 443080, г. Самара, ул. Революционная, 70, литер 1; тел./факс: (846) 267-3139, 267-3140; е-mail: info@eworld.ru, www.eworld.ru. «Радиоэлектроника» 620107, г. Екатеринбург, ул. Машинистов, д. 4, кв. 43, тел./факс: (343) 370-33-84, 370-21-69, 370-19-99; е-mail: info@radioel.ru, www.radioel.ru. ЭЛКОМ г. Ижевск, ул. Ленина, 38, офис 16, тел./факс: (3412) 78-27-52, е-mail: office@elcom.udmlink.ru, www.elcompany.ru. ЭЛКОТЕЛ г. Новосибирск, м/р-н Горский, 61; тел./факс: (383) 351-56-99, 359-93-31; е-mail: info@elcotel.ru, www.elcotel.ru. Издательство «Электроника инфо» 220015, г. Минск, пр. Пушкина, 29 Б; тел./факс: +375 (17) 204-40-00; е-mail: electronica@nsys.by, www.electronica.by.

IMRAD 03113, г. Киев, ул. Шутова, д. 9, оф. 211; тел./факс: +380 (44) 495-2113, 495-2110, 495-2109; е-mail: imrad@imrad.kiev.ua, www.imrad.kiev.ua

РЫНОК 4 Производители и дистрибьюторы светотехнической продукции 9 Андрей Просвирин Продвижение светотехники в сети Интернет: уже пора?

15 Баланс спроса и предложения на сапфировые подложки остается неизменным

ДИСКУССИЯ 17 Владимир Осипов Как это сказать по-русски…

19 Том Гриффитс Рынок светотехнических изделий США: критерии Energy Star для LEDосвещения под вопросом

ПРИМЕНЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА 21 Высокоэффективные люминесцентные лампы Т8 — новый стандарт экономичного освещения в США

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ 27 Мори Райт Беспроводные сети для управления светодиодными системами уличного освещения

РАЗРАБОТКА И КОНСТРУИРОВАНИЕ 29 Вячеслав Ковенский, Александр Савельев Эффективные решения для теплоотвода в светодиодной светотехнике 33 Михаил Мальков Математическое моделирование разряда в смеси паров ртути с криптоном 37 Эрик Вири, Филипп Роусел, Паула Доу, Том Персал Технология производства сверхъярких светодиодов станет конкурентоспособной на рынке светотехнической продукции

Подписано в печать 18.03.2011 г. Учредитель: ООО «ИД Электроника». Тираж 2000 экз. Изготовлено Изготовлено ООО «Стратим».

152919, г. Рыбинск, Ярославская обл., ул. Волочаевская, д. 13.

СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА В СВЕТОТЕХНИКЕ 41 Мэттью Рейнолдс Высокие токи управления и малое падение напряжения на цепочке светодиодов снижают эффективность системы освещения

ГОТОВЫЕ РЕШЕНИЯ 46 Мори райт Обнадеживающие результаты пилотного проекта LightSaver по реализации светодиодного уличного освещения

рынок

Производители и дистрибьюторы светотехники Производители светотехники 1

2

3

4

ASM Pacific Technology www.asmpacific.com +7(915)319-7804

ASM Pacific Technology — крупная компания по производству оборудования для микроэлектроники, имеющая свои предприятия в Гонконге, Сингапуре, Китае, Европе. Она является поставщиком монтажного и упаковочного оборудования и систем для отраслей, занимающихся выпуском полупроводниковых устройств и светодиодов. ASMPT также производит различные расходные материалы для микроэлектроники такие как, например, рамки с корпусами для светодиодной продукции, микросхем и др.

Bridgelux Inc. www.bridgelux.com ridgelux.ru

Bridgelux — вертикально-интегрированная компания с полным циклом производства LED — от выращивания кристалла, распайки чипа, производства люминофора до готового кластера. Компания предлагает светодиодные кластеры серий RS Array, ES Array и LS Array со световым потоком от 200 до 4500 лм любых цветовых температур. Высокие технологии Bridgelux представлены в России зеленоградской компанией ООО «КТЛ», которая использует кристаллы Bridgelux в своих мощных светодиодах, а также светодиодах средней мощности. Лидирующая компания на рынке производства кристаллов для СИД. Дистрибьюторы в России: МТ-Систем, КТЛ.

Корпорация Bright LED Eelectronics предлагает широкий ассортимент светодиодной продукции. В ассортимент фирмы входят: чип светодиоды, SMD светодиодBright LED Electronics Corp. ные дисплеи, светодиодные лампы, Super Flux светодиоды, ИК-светодиоды, светодиодные кластеры, фотодиоды. www.brightled.com.tw Дистрибьюторы в России: Компэл, Контракт Электроника, Производитель линз для суперярких осветительных светодиодов, выпускаемых компаниями Lumileds, Seoul Semiconductor, Cree, Osram, Lamina Ceramics, а Carclo Precision Optics также продукции других компаний, имеющих аналогичную конструкцию. www.carclo-optics.com Дистрибьюторы в России: Планар НПК Крупный производитель светодиодов с большим разнообразием светодиодной продукции. Фирма Everlight занимает 5-ое место в мире по объему производиEverlight Electronics мой светодиодной продукции и 1-ое место на Тайване. www.everlight.com Дистрибьютор в России: Политекс Научно-производственное объединение, включающее в себя старейшие российские светотехнические предприятия: Galad Лихославльский завод светотехнических изделий «Светотехника» и Кадошкинский Электротехнический Завод. GALAD разрабатывает и производит светиль(495) 785-37-40 ники для уличного и садово-паркового освещения, прожекторы различного назначения, светильники для ЖКХ и офисов, теплиц и вагонов поездов. Объем www.galad.ru производства — более 1 000 000 светильников и 1 000 000 ПРА ежегодно. Сбыт продукции осуществляется компанией BL TRADE через дилерскую сеть.

G-nor Китайский светодиодный бренд эконом-сегмента с широким ассортиментом предлагаемой продукции. www.g-nor.com Дистрибьютор в России: Политекс

5

IntiLED +7(812)380-65-04 www.intiled.ru

6

Ledel +7 (843) 290-52-68 www.ledel.ru

7

LED-Effect, ООО +7 (495) 545-46-05 www.ledeffect.ru

8

Macrobloch Inc www.mblock.com.tw

9

NationStar www.nationstar.com

Osram OS 10 +7(495)935-70-70 www.osram-os.ru 11

ProLight Opto www.prolightopto.com

Компания IntiLED — российский производитель инновационных светотехнических систем и светильников на основе LED-технологий.

IntiLINE — для широкоугольной заливки поверхности.

IntiRAY — для создания узконаправленного светового луча.

IntiTUBE — для создания непрерывной световой линии.

IntiROLL — для создания узконаправленного светового луча IntiGROUND — для уличного и архитектурного освещения IntiMOD — для уличного освещения и освещения помещений большой площади Производство светодиодных светильников и систем управления, визуализация, 3D моделирование, оценка освещенности, составление ТЭО, расчет потребляемой мощности по проекту и т.п. В производстве используются светодиоды Cree и Nichia. Дилерская сеть включает: Санкт-Петербург, Москву, Владимир, Тулу, Екатеринбург, Челябинск, Новосибирск. Разработка и производство приборов освещения: – уличные светильники; – промышленное освещение; – офисное освещение; – приоритетное направление-разработка систем управления светом; – реализация через региональную дилерскую сеть. Российский производитель светодиодных систем освещения lдля объектов различного типа: коммерческих, производственных и промышленных, ЖКХ, частных объектов. Срок окупаемости от 1,5 лет. Гарантийный срок службы 5 лет. Услуги по разработке, проектированию, монтажу и последующему обслуживанию объектов. Проведение энергоаудита и поставку оборудования в рамках энергосервисных контрактов. Производитель светодиодных драйверов Компания Macroblock, Inc. была основана в 1999 году в городе Hsinchu, Тайвань. Компания позиционирует себя как производителя аналого-цифровых решений при этом наибольшее внимание уделяется сектору электропитания и опто-электронных приложений. Среди микросхем для оптоэлектронных приложений производимых компанией основной группой являются микросхемы для питания и управления светодиодами (как отдельными, так и группами) — это т.н. драйверы светодиодов, предназначенные для питания светодиодов подсветки различных устройств. Дистрибьютор в России: Политекс Основанная в 1969 году, компания FOSHAN NATIONSTAR OPTOELECTRONICS CO.,LTD является лидером среди китайских производителей и поставляет светодиоды, светодиодные лампы, прожекторы, индикаторы и другую оптоэлектронную продукцию. Дистрибьютор в России: Политекс Разработка и произваодство в области полупроводниковых компонентов для освещения, визуализации и оптических сенсоров. Продуктовая линейка включает в себя высокоэффективные светодиоды (LED), инфракрасные диоды (IRED), полупроводниковые лазеры, а также оптические сенсоры. Тайваньская компания Prolight Opto традиционно производит мощные светодиоды. Многие производители светотехники уважают ее продукцию за стабильно высокое качество и демократичные цены. Дистрибьютор в России: Политекс

Американская компания, производит сверхъяркие светодидные кристаллы на базе современного предприятия, расположенного в Научном Парке Hsinchu, Semileds Otoelectronics Co. Тайвань. Semields специализируется на разработке и производстве вертикальных чипов на металлической основе. Компания производит синие, «белые», 12 +7(915)319-78-04 зеленые и ультрафиолетовые чипы, используя собственную запатентованную технологию. Семиледс также производит светодиоды, светодиодные модули и www.semileds.com светильники.

4

www.lightingmedia.ru

рынок

Производители и дистрибьюторы светотехники (продолжение) Производители светотехники Visual Communications 13 Company (VCC) www.vcclite.com

Компания VCC является производителем широкой номенклатуры оптоэлектронной продукции — это светодиоды, световоды, линзы, держатели светодиодов, разъёмы, крепеж, соединительные кабели и т.п. Дистрибьютор в России: ТЛТ

XLight 14 +7 (495) 232-16-52 www.xlight.ru

XLight® — российский производитель светотехнических изделий на основе светодиодных ламп Cree® XLamp™. Помимо производства светотехнической продукции, компания также выполняет светотехнические расчёты с применением светильников собственного производства. Линейка светильников включает в себя: – светодиодные светильники для архитектурного освещения; – светодиодные светильники для промышленного освещения; – светодиодные светильники для внутреннего декоративного и общего освещения; – светодиодные светильники для освещения улиц; – светодиодные светильники для агроосвещения. Также компания занимается разработкой и поставкой компонентов для полупроводникового освещения: – кластеров на основе сверхмощных светодиодов; – драйверов питания светодиодных модулей; – вторичной оптики ведущих мировых производителей Ledil и Carclo. В изделиях компании XLight® используются только проверенные временем надежные конструктивные решения, что гарантирует функционирование светильников в различных климатических условиях.

15

ZERS (Церс) +7(8635) 24-50-60, +7(863) 210-08-01/02/07/08 zers-group.ru

16

Абрис энергосберегающие Печатные платы и ЭБ для светодиодной техники. MCPCB, в т.ч. со специальными светоотражающими масками. технологии (АЭТ), ООО Светодиодные источники света — продукция под собственной торговой маркой Blitz-light — уличное и дорожное освещение, промышленное, ЖКХ, офисное. +7 (495) 730-52-32 Поставки источников питания для светодиодной техники. www.blitz-light.ru

Группа компаний Церс — вертикально интегрированное производственное и организационное объединение. Компания Церс предлагает изготовленные на собственной производственной базе уличные консольные энергосберегающие светодиодные светильники и промышленные энергосберегающие светодиодные светильники в универсальном корпусе, а также светодиодные светильники для архитектурного и рекламного освещения. Реализует продукцию и услуги через дилерские, дистрибьюторские сети и напрямую розничными клиентами.

Белый свет 2000, ООО 17 +7 (495) 785-17-67 www.belysvet.ru

Производит оборудование для аварийного освещения: – светильники аварийного освещения; – световые пожарные оповещатели для соуэ; – блоки аварийного питания; – централизованные системы аварийного освещения; – эвакуационные указатели; – аккумуляторные батареи для светильников аварийного освещения. Предоставляемые услуги: проектирование, монтаж, сервисное обслуживание.

ВЭСКО-Электро, ООО +7 (495) 507-90-44 18 +7 (495) 518-10-02 www.vesko-electro.ru

Крупная торгово-производственная компания, Член Светотехнической торговой ассоциации (СТА). Компания работает в трех основных направлениях: – производство светильников для общественно-административных зданий, торговых комплексов, промышленных и других помещений; – продажа свето-электооборудования. Многолетний опыт работы и тесные связи, как с российскими, так и с зарубежными производителями в Польше, Италии, Чехии; – разработка светодизайна, проектирование систем освещения любой сложности, светотехнические расчеты.

19

ГОРИЗОНТ. Опытный завод №1, ООО +7 (812) 493-20-55 www.gorizont.net

ГУП Республики Мордовия «НИИИС имени А.Н. Лодыгина» 20 +7 (8342) 73-12-24 +7 (8342) 73-01-73 +7 (8342) 73-10-91 www.vniiis.su

21

Сфера деятельности: разработка, конструирование и производство светодиодных светильников бытовых, офисных, производственных, уличных, магистральных. Продукция обладает рядом уникальных достоинств, благодаря использованию качественных электронных компонентов в источнике питания собственной разработки, и светодиодов ведущих мировых производителей (OSRAM Opto Semiconductors, Cree). Контрактное производство электроники. Опытным производством института выпускается более 500 наименований источников света, в том числе специального применения: – бактерицидные лампы различной модификации и мощности; – компактные люминесцентные лампы различного исполнения; – ультрафиолетовые источники света; – специальные источники света для медицины, транспортных средств и нужд Министерства обороны РФ. Институтом так же проводятся работы: – по испытаниям и сертификации источников света и различных светотехнических изделий; – метрологическое обеспечение светотехнических предприятий контрольными образцами и эталонными лампами, в том числе для автомобильной светотехники; – разработкой стандартов ГОСТ Р по программе национальной стандартизации.

Диодные лампы, ООО Собственное производство светодиодных светильников в Санкт-Петербурге и Перми. Использование светодиодов компании PHILIPS. Наличие продукции на +7(812) 404-67-50 складе (светодиодный светильник офисный (встраеваемый, накладной) ДЛО-24, прожектор ДУС-72). Накопительная система скидок для оптовиков. Гарантия +7(342) 249-81-71, 298-19-33 на светильники — 5 лет. Производственные мощности 2000 шт. светильников в месяц, cos > 0,96. www.diodlampy.ru

Интилед, ООО 22 +7(812)380-65-04 www.intiled.ru

Производитель светотехнических систем и светильников на основе LED-технологий. В производстве использует светодиоды только ведущих компаний: Сree (США) и Nichia (Япония). Компания занимается не только разработкой и производством светодиодных светильников и систем управления, но и предоставляет услуги по визуализации светотехнических проектов, созданию дизайн-проектов в системах 3D моделирования, оценке освещенности, составлению ТЭО, расчёту потребляемой мощности по проекту и т.д.

ИНТЭЛС, НПП 23 +7(495)943-46-84 www.npp-intels.ru

Разработчик и производитель широкого спектра энергосберегающих светодиодных светильников для модернизации освещения объектов городской инфраструктуры, преимущественно ЖКХ. Светильники изготовлены на базе светодиодов ведущего мирового производителя CREE (США).

24

Корпус Строй Комплект, ООО +7(499)144-88-44 www.grandway.ru

Компания КСК серийно выпускает электротехническую продукцию: – светильники на основе LED модулей (сверхъярких светодиодов большой мощности); – корпуса электрических щитков (КМ-6, КМ-26, ЩЭ-2, ЩЭ-4 и др.); – оптико-акустические выключатели (датчики) (ОАВ-01, ОАВ-02, ОАВ-03, ОАВ-04). Есть возможность поставлять отдельно узлы и комплектующие, из которых собираем свою продукцию (корпуса светильников, модули LED, источники тока, сверхъяркие светодиоды и датчики). Компания оказывает услуги по проектированию и изготовлению пресс-форм для литья из пластмасс и/или, используя пресс-формы заказчика, производим высококачественную продукцию различной сложности.

Современная светотехника, #1 2011

5

рынок

Производители и дистрибьюторы светотехники (продолжение) Производители светотехники Работает на рынке светотехнической продукции с 1995 года, является Торговым Домом ОАО «Ардатовский светотехнический завод», специализируется на изготовлении осветительных приборов для освещения: общественных помещений; промышленных, сельскохозяйственных помещений, АЗС, складов, спортивных сооружений; для освещения скверов, парков, улиц; для облучения; пускорегулирующих аппаратов и блоков аварийного питания АВП. Наряду с продукцией собственного производства и ОАО «АСТЗ» компания предлагает осветительные приборы и источники света других ведущих светотехнических предприятий: ГУП РМ «Лисма», ГУП РМ «НИИИС», ОАО «Кадошкинский электротехнический завод», ООО «Лихославльский завод светотехнических изделий «Светотехника», ООО «Лисма — Алатырьский электромеханический завод», ОАО «Петушинский металлический завод», ООО «Светотехнический завод Владасвет», ООО «Элетех» и др. ЛайтИнСвет, ПО ООО Российский разработчик и производитель светодиодных, энергосберегающих, осветительных систем для освещения улиц, ЖКХ, цехов, офисов, квартир, +7 (3412) 912 180, архитектурная подсветка зданий.

26 +7 (3412) 912-196, Производим и выпускаем светодиодные светофоры, контролеры, прожекторы, табло, бегущие строки и многое другое. +7 (3412) 912-197 Все изделия выпускаются строго на американсих светодиодов CREE. www.laitinsvet.ru Реализация через Торговый дом ЛайтИнСвет г.Ижевск и через дилеров в разных городах России и Беларусии. ЛюксОн Разработка и производство светодиодных светильников и осветительных систем на светодиодах, а также, технологий автоматизированного управления 27 +7 (495) 921-45-48 системами освещения и систем основанных на возобновляемых источниках энергии. www.luxon.su Дистрибьютор в России: Политекс Оптоган, ГК Производство светодиодов и современной энергоэффективной светотехники на их основе: 28 +7(812) 336-32-85 - светодиоды, светодиодные чипы, светодиодные модули; www.optogan.ru - светодиодные светильники различного назначения: офисное освещение, уличное освещение, освещение промышленных помещений, освещение объектов ЖКХ. ПМЗ производит: Петушинский металличе– встраиваемые светильники общего освещения; ский завод, ЗАО – пылевлагозащищенные светильники Айсберг-2х36 IP65; 29 +7(495) 771-67-89 – потолочные светильники общего освещения; +7(49243) 2-36-96 – декоративные светильники акцентного освещения серии «Ринго»; www.pmz.terna.ru – декоративные светильники акцентного освещения серии «РингоМини». Планар-светотехника, ООО Занимается продвижением на рынок России энергосберегающих технологий на основе мощных светодиодов. +7(812) 611-12-26 Поставка отдельных комплектующих — светодиодных модулей, драйверов и вторичной оптики. Разработка систем освещения с использованием светоди30 +7(812) 388-73-33 одных технологий для торговых помещений и оборудования, архитектурной и ландшафтной подсветки, выставочных стендов, жилых и производственных www.planar-lighting.ru помещений, фонтанов и бассейнов. Разработка и собственное производство светодиодных светильников: Полис, ООО – Уличные светодиодные светильники; +7 (8482) 37-39-67 – Промышленное светодиодное освещение; 31 +7 (8482) 32-78-88 – Офисное светодиодное освещение; www.polis-svet.ru – Светодиодные светильники для дома; – Реализация через дилерскую сеть в регионах; Политекс 8 (800) 333-01-73 Производство офисных светодиодных светильников. Поставки электронных компонентов, светодиодов, источников питания и светодиодных драйверов.

32 www.ledlamp.ru Дистрибьютор в России: Политекс www.radiodetali.ru Ксенон ЗАО +7 (8342) 48-01-92 +7 (8342) 47-92-24 25 +7 (8342) 47-90-03 +7 (8342) 24-54-76 www.xnn.ru

Участником ПО "Минский электротехнический завод имени В.И. Козлова" является ОАО "Лидский завод электроизделий", основное направление деятельности которого — разработка и производство светотехнических изделий. Ассортимент продукции — около 30 серий светильников различного назначения: ПО Минский электротехни- – люминесцентные светильники для освещения бытовых, общественных и производственных помещений; ческий завод имени – светильники с газоразрядными лампами высокого давления для наружного (в том числе уличного) освещения, освещения теплиц и др. (всего более 300 В.И. Козлова, Лидский за- наименований светильников).

33 вод электроизделий, ОАО Контроль и управление качеством продукции осуществляется в соответствии с системой менеджмента качества, на основе международных стандартов ISO +375 (154) 52-05-21, 9001. +375 (154) 55-01-02 Продукция, выпускаемая предприятием, сертифицирована на соответствие европейским стандартам (маркируется знаком СЕ). www.lzei.by Дистрибьюторы: На территории России: ООО "Трансвит-Центр" На территории Казахстана: ТОО "Атомэнергокомплект" Производственный Альянс Контракт Электроника, ООО 34 +7 (812) 320-86-16 +7 (495) 741-77-04 www.led.contrel.ru

ПА "Контракт Электроника" — альянс предприятий, работающих в сфере контрактного производства электроники. Предоставляет заказчику возможность комплексного решения производственных задач на всех этапах изготовления электронных приборов: технический дизайн, комплектация производства электронными компонентами, изготовление и монтаж печатных плат, подбор и производство корпусов, испытания и тестирование электронных устройств, упаковка продукции, логистика.

Резонит, ООО www.rezonit.ru 35 +7 (495) 777-80-80 +7 (495) 730-50-00

ООО «Резонит» специализируется на срочном и серийном производстве одно-, двусторонних, и многослойных печатных плат на различных материалах (в том числе СВЧ и с металлическим основанием). Так же, ООО «Резонит» осуществляет все виды монтажа печатных плат. Приоритетным направлением развития является контрактная сборка электронных модулей. Офисы ООО «Резонит» находятся в Москве, Санкт-Петербурге и Екатеринбурге. Так же, официальные представительства компании работают в Воронеже, Ижевске, Краснодаре, Нижнем Новгороде, Перми, Саратове и Уфе.

Светлана Оптоэлектроника «Светлана-Оптоэлектроника» – российское предприятие, на котором организован полный технологический цикл производства полупроводниковых ис36 +7(812) 554-08-44 точников света – от исходных гетероструктур до готовых светодиодных светильников. Наряду с выпуском серийной продукции, предприятие осуществляет www.soptel.ru/ru разработку и освоение производства новых изделий.

37

Светон www.sveton.com

Светон — это профессиональные осветительные приборы, собираемые в Санкт-Петербурге из импортных компонентов. В осветительных приборах Светон применяются компоненты ведущих мировых производителей Philips (балласты и зажигающие устройства) и Electronicon (компенсирующие конденсаторы).

Свет XXI века. Томский завод Светотехники, ЗАО 38 +7 (3822) 56-38-70, +7 (3822) 56-42-79 www.svet21veka.ru

ЗАО «Свет XXI века. Томский завод светотехники» («Свет XXI века»). Компания является единственным производителем ламп за Уралом. Продукция завода: – компактные люминесцентные лампы; – светодиодные лампы; – бытовые, офисные и промышленные светодиодные светильники.

ТК Световые Технологии, ООО 39 +7 (495) 995-55-95 www.ltcompany.com

Международная группа компаний «Световые Технологии» — производитель светотехнического оборудования, ассортимент — более 1000 модификаций светильников для внутреннего и наружного освещения. Собственные производства в России и Украине, подразделения в Москве и Киеве, разветвленная сеть представительств. МГК «Световые Технологии» дает 5-летнюю гарантию на продукцию в случае обязательной регистрации проекта и выполнения ряда дополнительных условий со стороны производителя светильников и 3-летнюю базовую гарантию при продажах через официальную дилерскую сеть. Система менеджмента качества соответствует требованиям международного стандарта ISO 9001:2008, вся продукция соответствует государственным стандартам. Основной ассортимент продукции прошел международную сертификацию и может маркироваться Европейский знаком качества ENEC.

6

www.lightingmedia.ru

рынок Производители светотехники УОМЗ ОАО ПО +7(343) 229-87-70, 40 +7(343) 229-83-83 www.uomz.ru

Фокус, ООО 41 +7 (496) 255-66-85 www.ledsvet.ru

42

Экспомет, ООО +7 (495) 234-26-70 +7 (495) 981-29-40 www.ledfixtures.ru

ЭнергоПрофиль, ООО 43 +7(812) 320-1367 www.ledprofile.ru

Предприятие в составе НПК «Оптические системы и технологии»; освоено серийное производство широкой номенклатуры светодиодных светильников: промышленных, уличных, офисных, бытовых. Для обеспечения бесперебойной поставки продукции на территории России организованы филиалы, при каждом функционирует сервисный центр. Компания Фокус серийно выпускает: – уличные светодиодные светильники серии УСС, УСС-Магистраль; – светильники для внутренних помещений серии СПО; – светильники для сферы ЖКХ; – сетевые светодиодные прожекторы белого и цветного свечения серии ПС; – импульсные зарядные устройства. Значительная часть изделий комплектуются светодиодами Nichia. Разработка и производство светодиодных светильников и систем освещения: – офисное освещение – уличные светильники – промышленное освещение – освещение в сфере ЖКХ – разработка систем управления светом. Реализация через региональную дилерскую сеть. Российский производитель систем освещения и энергосберегающих светодиодных светильников для офисов, производственных помещений, ЖКХ, улиц, архитектурного освещения. В производстве в основном используются комплектующие компаний Cree, Osram, MW, Inventronics. Реализуем проекты освещения «под ключ» — от проекта до монтажа на объекте. Гарантия на продукцию — 5 лет.

Дистрибьюторы светотехники

1

Future Lighting Solutions +7(495)999-62-13 www.futurelightingsolutions.ru www.futurelightingsolutions.com

Компания поставляет мощные светодиоды Philips Lumileds и широкую номенклатуру светодиодов средней мощности ведущих мировых производителей, обеспечивает комплексную поставку компонентов для создания светодиодных светильников, таких как вторичная оптика, теплоотводы, источники питания и системы управления. А также предоставляет клиентам полную инженерную поддержку при разработке изделий.

2

LEDprom, ООО +7 (495) 669-36-66 www.ledprom.ru

Компания предлагает комплекс услуг, связанных с проектированием и монтажем систем интерьерного и уличного освещения, архитектурной подсветки зданий и сооружений, а также широкий ассортимент светодиодных светильников и контроллеров управления светодиодным освещением собственного производства. Продукция фирм Mean Well (Корея), Arlight и Haitaik(Китай).

3

Арис-ПРО, ООО +7(495)315-30-92 www.altair-led.com

Компания выполняет на высоком качественном уровне работы по поставке и монтажу звукового и светового оборудования на объектах любого целевого назначения и любой степени сложности от кафе и баров до стадионов и аэропортов. Развитая дилерская сеть охватывает основные города России и составляет около 300 компаний. Компания официально представляет на российском рынке крупнейших мировых производителей и осуществляет прямые поставки: – уличных консольных светодиодных светильников; – профессионального звукового и светового оборудования; – систем трансляции и оповещения (Public Address); – конференц-систем, систем синхронного перевода; – систем технологической связи для ж/д транспорта. Все оборудование сертифицировано, предоставляется полная техническая поддержка, гарантийное и послегарантийное обслуживание.

4

ИнтерСвет, ООО +7 (495) 514-13-23 +7 (812) 327-94-04 www.interlight.ru

Поставка различных светильников оптом и широкий ассортимент осветительных приборов для дома и офиса, для уличного освещения, для промышленных и торговых объектов, для декоративной иллюминации, а также для специального применения. Поставки с заводов по низким ценам и широкий ассортимент продукции.

5

Компэл, ЗАО +7 (495) 995-09-01 www.compel.ru

Компания «Компэл» основана в 1993 году и является одной из крупнейших российских дистрибьюторов, осуществляющих поставки электронных компонентов отечественным производителям. Компания поставляет компоненты для создания светодиодных ламп — светодиодные кластеры, драйверы питания светодиодов, мощные светодиоды, сверхъяркие светодиодные модули, вторичную оптику модулей и др. Предлагает светодиодную продукцию CREE, вторичную оптику ведущих мировых производителей LEDIL и KHATOD а также драйверы светодиодов компаний Mean Well, Inventronics, Glacial и других.

6

КТЛ, ООО +7 (499) 762-39-89 www.bright-leds.ru

Поставки сверхъярких светодиодов для подсветки и освещения с минимальным фактором деградации. Вся светодиодная продукция выполнены на основе высококачественных кристаллах японского и корейского производства. Светодиоды КТЛ широко применяются в растровых светильниках для освещения помещений, а также в мощных светильниках для освещения улиц, дорог, площадей.

7

Макро Групп www.macrogroup.ru +7(495)988-02-72 +7(812)370-60-70

Компания Макро Групп являются дистрибьютором электронных компонентов на территории России и СНГ, осуществляет контрактное производство, инжиниринговые проекты, техническую и информационную поддержку клиентов. Компания предлагает для СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ: Мощные светодиоды, светодиодные кластеры и сборки Sharp, Avago Technologies, Osram Opto Semiconductors, Huey Jann, SemiLEDs; Радиаторы и системы охлаждения Cooler Master; Драйверы и источники питания Macro Group, HEP group, вторичную оптику Avago Technologies, Ledil, IdeaLED, Turlens.

8

НЕОН-ЭК +7(812) 335-00-65 +7 (473) 239-44-46 www.e-neon.ru

«НЕОН-ЭК» — официальный дистрибьютор CREE (США), Samsung LED (Корея), SiTI (Тайвань), независимый поставщик японской фирмы Stanley Electric, а также многих изготовителей из Чехии, Канады, Франции.

Рэйнбоу электроникс, ЗАО +7(495)665-10-01 www.light.rtcs.ru

Дистрибьютор электронных компонентов на территории России, Украины и Беларуси. Выделенное направление деятельности компании – компоненты для производства светодиодных светильников. Поставляет светодиоды Cree и модули на их основе, источники питания и другие комплектующие светодиодных светильников, разрабатывает и производит светодиодные модули, компоненты систем питания и управления освещением. Инженерный отдел компании производит как отдельные этапы, так и полный комплекс работ, необходимых при разработке светодиодных светильников: постановка задачи, светотехнические и электрические расчёты, разработка светодиодных и электронных модулей, подготовка документация и сопровождение серийного производства светодиодных светильников.

9

«Фаворит-ЭК», ЗАО (группа компаний ФЭК) 10 +7 (495) 627-76-24 www.favorit-ec.ru

8

www.lightingmedia.ru

Комплексные поставки электронных компонентов ведущих отечественных и мировых производителей для предприятий обороной промышленности, разработчиков и производителей радиоэлектронного, телекоммуникационного и электромеханического оборудования общего, специального и двойного назначения. Проведение дополнительных и специальных испытаний поставляемых компонентов. Внедрение осветительных приборов нового поколения, на основе индукционных ламп и светодиодов. Внедрение высокотехнологичных «интеллектуальных» систем освещения – «умный» дом, квартира, улица.

рынок

Продвижение светотехники в сети интернет: уже пора? Перед любой серьезной компанией, работающей на рынке светотехники, и имеющей серьезные планы развития, одной из приоритетных задач всегда стоит задача привлечения новых клиентов. К тому же если вы не просто торгуете продукцией других производителей, но и имеете свой собственный бренд, то вам необходимо повышать его узнаваемость и доносить преимущества вашего бренда до потребителей. Ключевым средством решения данных задач является реклама в том или ином виде. Какие же рекламные средства и ходы являются наиболее эффективными? Причем нам важно понять данные не вчерашнего дня, а то, какая реклама выстреливает именно сейчас, в настоящее время — ведь и рекламный рынок не стоит на месте и его структура меняется достаточно стремительно. Не забудем, что крайне важно учитывать специфику рынка светотехники и светотехнической продукции — а эта специфика, безусловно, существует.

И

Итак, традиционно основными средствами рекламы являются: печатные СМИ, наружная реклама, реклама на радио и телевидении, выставки, и в последние несколько лет — реклама в Интернет. Предлагаю рассмотреть эти способы привлечения клиентов, их плюсы и минусы. О телевизионной рекламе и рекламе на радио, думаю, и говорить не надо, ведь мы торгуем не косметикой, средствами гигиены или пивом, а продукцией специфичной — светотехнической, и «стрелять из пушки по воробьям» не стоит. Выставки? С каждым годом они выполняют все более имиджевый характер. Впрочем, с помощью грамотной работы на выставке вполне реально успешно «продвинуть» свой бренд или заявить о своей новой продукции. Печатные СМИ? В свое время сложно было «продвинуть» свою продукцию, не используя печатные издания, особенно рекламно-информационные

справочники. «Товары и цены», «Из рук в руки» — где они теперь? Чем дышат, о чем пишут? И вообще — живы ли? Я, например, не знаю этого, да и знать не хочу — ведь из своего списка эффективных источников рекламы я удалил их лет пять тому назад. Ах, да, где-то, в некоторых регионах, еще пользуются справочниками, подобным «Желтым страницам», но и они благополучно исчезают из поля зрения тех рекламодателей, которые действительно отслеживают эффективность своих вложений в рекламу и привыкли считать деньги. Узкоспециализированные, отраслевые печатные СМИ? Пожалуй, да. Многие из них еще работают, причем некоторые — вполне успешно. У этих изданий есть свои преимущества, своя аудитория. Даже открываются новые проекты. Думаю, данные издания свой рынок просто так не отдадут, и люди (которые являются целевой аудиторией каждого из этих изданий) и дальше все равно будут читать их, а, соответственно, рекламодатели — будут здесь размещать свою рекламу. Наконец, реклама в Интернет. Статистика рекламного рынка говорит о том, что явно прослеживается тенденция рост рекламы в Интернет. На многих рынках реклама в Интернет является наиболее выгодной по соотношению вложенных средств и отдачи от них. В большинстве случаев под рекламой в Интернет подразумевается оптимизация сайта и контекстная реклама. Преимуще-

ством данных средств рекламы является то, что это — не «стрельба по воробьям», чем в некотором роде является реклама в других СМИ, когда из 1000 увидевших нашу рекламу может быть только 1 человек, кому она интересна и нужна. Реклама в Интернет (оптимизация сайта и контекстная реклама) работает избирательно и «точечно»: ваше предложение (ваш сайт) показывается только тем, кто хочет его увидеть, кто ищет ваши товары, будь то светильники, источники питания или лампы высокого давления. Если говорить о различных поисковых системах (ПС), — Яндекс, Google, Mail, Рамблер и т.д., — то наиболее оптимальным в настоящее время является продвижение именно в Яндекс, так как из всех посетителей Интернета на сегодняшний день подавляющее большинство, около 60%, при поиске товара пользуются поиском именно Яндекс, 20% — Google, оставшиеся — Рамблер, Mail.ru и другими поисковыми системами. К тому же, аудитория Яндекса сопоставима по размеру с аудиторией радиостанций и телеканалов, при этом ваш сайт показывается не всем пользователям, а только тем, которые проявили свой интерес к данной тематике товаров или услуг. Это существенно повышает эффективность вложенных средств в продвижение продукции через интернет.

КОНТЕКСТНАЯ РЕКЛАМА Что это такое? Если кратко — это та информация, которую ви-

Андрей Просвирин, prosvirin@etci.ru, www.etci.ru Консультант по маркетингу, генеральный директор компании «Европейский тренинговый центр «Инновация». Обладатель диплома «Управление маркетингом» АНХ при Правительстве РФ.

Современная светотехника, #1 2011

9

рынок дит потенциальный клиент при поиске той или иной продукции, но, в отличие от оптимизации сайта, видит ее он её справа от строки показа, или в так называемом «спецразмещении». При этом компания-рекламодатель платит за каждый клик поисковой системы, где показывается информация о сайте. При работе с контекстной рекламой можно либо доверить работу стороннему КОМПЕТЕНТНОМУ специалисту (или компании), или делать все своими силами. Если вы не знаете основ размещения, или уже занимались размещением, но ваш опыт был отрицательным, то проще довериться специалисту. Размещение же СВОИМИ СИЛАМИ, если избежать в самом начале наиболее финансово бьющих по карману ошибок, иногда получается лучше и эффективнее. Например, вам будет необходимо определить и выставить временной таргетинг, чтобы ваши объявления показывались в строго определенные дни недели и время (стоит ли показывать ваши рекламные объявления в выходные дни, когда на телефонный звонок никто из сотрудников не ответит? — на мой взгляд, если только на вашем сайте есть уникальное предложение или уникальный текст, который запомнит потенциальный клиент и перезвонит вам в другой день?). Определим и географический таргетинг — показ объявления только в интересных вам географических регионах (а это возможно). И, наконец, что наиболее важно — необходимо изначально грамотно определить слова, по которым будут показываться ваши объявления. По моему опыту, это та работа, на которую можно потратить значительное время, но зато потом эти временные усилия «отобьются» сполна. Возьмем пример из нашей сферы. Можно разместить контекстную рекламу по слову «светотехника». Огромное количество запросов месяц (634 414) конечно, радует, но чего только не ищут люди, вводя в адресную строку это слово! Поэтому совсем не факт, что стоит давать рекламу по этому вроде бы очевидному запросу. А вот если попробовать более узкоцелевой запрос? Например, «промышленные светильники». Да, конечно, такую информацию

10

www.lightingmedia.ru

ищет гораздо меньше пользователей (4 420 запросов), но зато это и есть именно наша целевая аудитория! Или словосочетание «светотехнические компании»? Думаю, эту информацию будет искать именно потенциальный покупатель в поисках компаниипоставщика или производителя. То есть, здесь мы работаем уже «точечно», применяем «ювелирную работу», при этом наши расходы на контекстную рекламу будут минимальны, а отдача, в виде обращений именно потенциальных компаний-клиентов — максимальной.

ОПТИМИЗАЦИЯ САЙТА Следующий вариант продвижения в сети Интернет — оптимизация сайта. Это определенная работа, в результате которой ваш сайт, при запросе пользователя, появляется в верхних строках результатов выдачи ПС. Преимущества оптимизации сайта очевидны — ваш сайт постоянно видят потенциальные клиенты, к тому же, информация, выводимая в строке результатов поиска, воспринимается всегда как более достоверная, чем контекстная реклама. Оптимизировать сайт самим, с помощью собственного IT- отдела, или доверить работу сторонним специалистам? На мой взгляд, время любителей в этой сфере года 3 как уже закончилось, «номера» с массовыми обменами и вывешиванием ссылок прошли, поэтому ответ очевиден: только специализирующаяся на продвижении сайтов сторонняя компания (или оптимизатор). При этом очень не рекомендую обращаться к компаниям, которые обещают вам гарантированный результат уже через 1—2 месяца работы. В настоящее время серьезные оптимизаторы обещают результат только через 3—4 месяца своей работы, а то и больше. Во-первых, вообще гарантировать что-либо просто нереально, так как поисковые системы постоянно меняют алгоритмы поиска. Во-вторых, быстрый «взлет ракеты» в ТОП обычно связан с использованием оптимизаторами неразрешенных «черных», «серых» или «оранжевых» методов продвижения и, соответственно, чреват таким же быстрым «вылетом» из «десятки», «баном» сайта или попаданием

Мнение эксперта Сергей Орлов, so@magazine-svet.ru Руководитель компании ЗАО «С МЕДИА» и проекта «Магазин свет».

Individual Qualification Google Analytics Статья затрагивает «злободневную» тему, актуальную, впрочем, не только для рынка светотехники. Предложить и реализовать единую стратегию продвижения в интернете от идеи до оценки эффективности вложенных средств в отдельную инициативу возможно только при условии активной работы всех «ветвей» компании в кооперации с квалифицированными специалистами, но подобный подход встретить на светотехническом рынке со стороны отечественных участников, к сожалению, затруднительно. Для этого я вижу ряд предпосылок: 1. Отсутствие «школы» конкуренции среди крупнейших производителей и дилерских сетей, а значит и культуры продвижения услуг и продуктов в долгосрочной перспективе, равно как и недостаток специалистов мирового уровня, сформироваться которым было попросту негде из-за короткой и сомнительной истории рыночной экономики в нашей стране. Это ведет к пассивности освоения новых технологий, а интернет-продвижение как раз к таковым и относится.

2. Недавний кризис встряхнул сферу строительства и сильно задел светотехнические компании. Для выживания многие участники светотехнического рынка принимали «лихорадочные» меры, например, сокращение, а иногда и упразднение отделов. Первыми под «нож» попали «рекламщики», а за ними и «маркетологи», но именно на этих специалистов часто возлагают обязанности по работе с веб-представительством. Западные компании своим опытом доказали несостоятельность подобной инициативы. Наиболее яркое тому подтверждение — рекламные и маркетинговые шаги американской компании Cree в период с 2007 по 2010 гг.

3. К сожалению, специфика отечественного рынка не соответствует современным представлениям о рыночной экономике. Я говорю о распространенной практике «откатов» и «взяточничества». Так, по официальным данным*, из 5 трлн.

рынок рублей бюджетных денег, выделенных на гос. закупки, порядка 1 трлн рублей (25%) уходят на «нецелевые» растраты. Ни для кого не станет секретом то, что этот показатель занижен. Аналогичная практика считается нормой в коммерческой сфере. Безусловно, автор статьи дает ценные рекомендации. Тем не менее, незаслуженно обделенными остались некоторые распространенные способы интернетпродвижения: SMO (от англ. аббр. Social Media Optimization), «вирусные» кампании в социальных сетях, медиа (баннеры) и рич-медиа (игры, интерактивные приложения). Успешная рекламная кампания в интернете требует не просто надежного подрядчика, специализированного на SEO (от англ. аббр. Search Engine Optimization), но целого комплекса услуг, включая usabilityаудит, SMO, размещение контекстной рекламы и консультирование. Подчеркну, что без согласованных действий внутри компании эти меры могут быть неэффективными, не взирая на качество оказываемых услуг подрядчиком. Вместе с тем, для микро- и малого предпринимательства, где размер разовых инвестиций в интернет-продвижение, как правило, не превышает 100 тыс. рублей, предложенный автором подход оправдан. Однако средние и крупные светотехнические компании давно должны были осознать ценность интернет-продвижения, хотя этого, к сожалению, до сих пор не произошло. Пока можно наблюдать лишь робкие попытки организовать стройную работу собственных интернет-представительств и это вызывает недоумение. Так, в 2010 году месячная аудитория российских интернет-пользователей в процентном выражении составила свыше 34% населения страны в возрасте от 18 лет, что соответствует 39,7 млн. пользователей в цифровом выражении**. Полагаю, что над этими данными есть смысл задуматься.

* озвученными начальником контрольного управления Константином Чучейко в августе 2010 г. президенту РФ Д. Медведеву. ** По данным отчета «Развитие интернета в регионах России», опубликованного аналитической группой компании «Яндекс» весной 2010 г. http://download.yandex.ru/company/ya_regions_ report_spring_2010.pdf

Рис. 1. Многие компании готовы оптимизировать сайт или давать контекстную рекламу, чтобы быть в результате поиска по словосочетанию «промышленные светильники»

Рис. 2. Словосочетание «Светотехнические компании» востребовано гораздо меньше, во всяком случае, контекстную рекламу по данным словам мы не видим

под различные фильтры ПС. Да, и не забудьте про упоминаемый выше выбор слов, по которым будет «выводиться» ваш сайт (рис. 1 и 2).

ЧТО ПИСАТЬ НА САЙТЕ О СВОЕЙ КОМПАНИИ И ПРОДУКЦИИ? Вариантов — много. Можно написать что-то вроде «мы молодая динамично развивающаяся фирма» (другой часто встречающийся вариант, напротив, позиционирует компанию как «с многолетним опытом работы»). Ну, а фраза про «оптимальное соотношение цены и качества» — это вообще «вершина творчества» — вы встретите ее на каждом третьем сайте! Но стоит ли такое писать? Нравится ли вам самому читать подобные тексты? Мне — категорически нет! Возможно, стоит «отстроиться»

от конкурентов и показать свои РЕАЛЬНЫЕ ОТЛИЧИЯ и ПРЕИМУЩЕСТВА от других компаний? Кратко и емко показать ВЫГОДУ, которую получит заказчик, приобретая вашу продукцию. На мой взгляд, нет смысла расписывать информацию о вашей компании или презентацию вашего бренда на десятки страниц — деловой человек не будет тратить свое драгоценное время на чтение многостраничных презентаций. Для этого будет достаточно краткого, но по-делу, текста всего в несколько предложений. Для написания текста не лишним будет даже привлечь копирайтера — если он действительно профессионал, то это окупится в дальнейшем. После написания и утверждения текста важно проверить, в каком виде информация будет размещена на

Современная светотехника, #1 2011

11

рынок

сайте. Текст может быть написан абсолютно грамотно и верно, но выложен на сайт администратором «как получится» — без выделения акцентированных фраз цветом, шрифтом, без отступов и разбивки на абзацы. В итоге получаем огромную разницу — «небо и земля». Проверим (см. примеры 1 и 2). Здесь мы видим два одинаковых, но в то же время — разных текста, первый из которых — просто существует, а второй — приносит компании клиентов с их деньгами. А если дополнить данный текст картинками — для тех людей, которые являются «визуалами» — то он будет продавать еще больше! Вы скажете: ну, грамотно расписанные преимущества работают только на определенных рынках, таких как, например, косметические услуги или бизнес-тренинги, а вот торговля светотехникой — это совсем другое дело, ведь здесь имеется определенный ассортимент, которым торгует компания, как есть и точные технические характеристики продукции. Текст-то ваш «продающий» зачем? На это приведу реальный пример из практики: я смог просто за счет грамотно написанных, «продающих» текстов больше чем на 15% увеличить объем продаж у компании, торгующей электротоварами, электроинструментом, кабелем, розетками и другими

12

www.lightingmedia.ru

сугубо прагматическими товарами. Возможно, верится с трудом, но проведенная аналитика продаж убедительно доказывает, что после размещения на сайте грамотно написанных текстов (все остальное — ассортимент продукции, его стоимость и т.д. остались прежним), если ранее на сайт заходило 400 посетителей в сутки и было 12—15 звонков от НОВЫХ компаний-клиентов, после корректировки текста о товаре, о компании и ее преимуществах, количество звонков от новых клиентов увеличилось до 20—23 в день, т.е. более чем на 70%. Соответственно, возросло и общее количество продаж. Ведь дальше в дело вступала уже квалификация менеджеров по продажам: грамотно пообщаться с этими новыми, впервые обратившимися клиентами, предоставить им всю необходимую информацию, «удержать» звонивших и сделать их из потенциальных — действующими клиентами (а затем — и постоянными). Что еще? Поверьте моему опыту — в Интернет-продвижении (впрочем, как и в маркетинге в целом) нет второстепенных деталей, важен каждый нюанс, каждая мелочь: удобство пользования, где расположено главное меню, каковы его пункты, «дружелюбность» сайта... Я уже натыкался на грабли, когда сайт компании (например, по

словам «светильники» и «декоративная светотехника») был выведен в ТОП-10, трафик составлял порядка 300 человек в сутки, а толку с этого было мало, потому что потенциальные клиенты, которым нужно купить продукцию, просто не могли найти точные технические характеристики светотехники, изображение продукции (оно ведь важно, никто не спорит?) или изображение было размещено, но дождаться его загрузки (очень «тяжелого») было решительно невозможно. Особенно это касается компаний из регионов, где скорость Интернета еще не всегда велика. Бывают на сайтах и другие недостатки и ляпы, которые сводят на нет всю в общем-то грамотно проведенную работу. Например, номер телефона, который по логике компаниипродавца должен набрать заинтересовавшийся клиент, спрятан где-то в самом дальнем углу страницы, а уж раздел «контакты» в меню вообще либо отсутствует, а если есть — то он «криво» заполнен. Или, контактная информация на сайте есть, но «задвинута» так далеко, что впору объявлять конкурс — кто первый её отыщет. Зачем заставлять клиента делать несколько кликов, если можно сделать это же самое за один? Ведь если мы стремимся к максимальной эффективности и удобству в работе самой светотехники, то логично, что этими же критериями — эффективностью и удобством для пользователя, мы должны руководствоваться при работе с клиентами, в том числе на нашем сайте! Иначе происходит следующее: «Какой-то непонятный сайт» — говорит тогда посетитель из Новосибирска, отчаявшись найти необходимую ему информацию на сайте торгующей светотехникой компании из Москвы. «Как-то ненадежно, у них, наверное, и услуги такого же качества, персонал сонный и вообще — а вдруг «кинут», эти москвичи — у них сегодня фирма есть, а завтра концов не найдешь» — продолжает размышлять он, и — клик — закрывает сайт, так не обратившись к вам и переходит на следующий сайт — конкурентов. Коснемся темы продвижения в сети Интернет собственных брендов (для тех компаний, у кого они есть). Здесь наличие промо-

рынок сайта должно быть обязательным условием. Где еще, если не здесь, потенциальный клиент сможет получить наиболее полную информацию о вашей светотехнике, ее подробные характеристики, понять ценовую политику, а также где вашу продукцию можно приобрести? Не лишним будет размещение на промо-сайте каталогов продукции в электронном виде — для скачивания, удобных прайс-листов. Кстати, прайслист — его понятность для клиента, удобство, наличие в нем всей необходимой информации — великая вещь! Не буду открывать всех карт, но есть прайс-листы несущие или не несущие имиджевую информацию о компаниипроизводителе; «легкие» и «тяжелые» (по-иному говоря, быстро и медленно скачиваемые); удобно распечатываемые и не очень; те, в которых можно рассчитать стоимость различного количества продукции, или нельзя… Есть замечательные прайс-листы светотехнической продукции, в которых всего двумя кликами можно перевести стоимость товаров из долларов в рубли или евро. Даже с задачей продажи «зависшей» продукции может успешно справляться прайс-лист! Просто выделите данную продукцию в прайслисте цветом, шрифтом, укажите его преимущества — и продажи данного товара возрастут! Не забудьте установить хороший счетчик статистики на ваш сайт! Благодаря счетчику станет возможным отслеживать посещаемость ваших ресурсов и эффективность размещения рекла-

мы, определять регионы, которые больше всего интересуются вашей продукцией, наиболее часто посещаемые страницы сайта и востребованные виды светотехники и вообще — получать много чрезвычайно полезной для работы аналитической информации. Название сайта, адреса электронной почты? Безусловно, они очень важны. Оптимально, если адрес сайта удовлетворяет большинству следующих требований: – краткость, – совпадение с профилем деятельности организации, названием вашей компании или вашего бренда светотехники, – легко запоминаем, – не содержит разночтений в переводе букв с русского на английский («щ», «ц» и т.д.). Согласитесь, адрес сайта www. svet.ru гораздо быстрее запомнится, чем www.svetotehnika.ru! И у вас гораздо выше шанс получить письмо по электронной почте, если ваш адрес — sale@light.ru, чем если вы имеете адрес, который без ошибки написать сложно, например: n.borschevskiy@ruslightings.ru ! И, напоследок, кратко рассмотрим несколько сайтов светотехнических компаний. Сайт компании «Фокус» (http://www. ledsvet.ru/) очень симпатичен. Скачиваемый каталог продукции, подтверждающие высокое качество светотехники сертификаты и письма от партнеров, постоянно обновляемые новости, легко находимая контактная информация, скачиваемый прайс-лист и база данных светильников — все это, безусловно, повышает как

уровень доверия к компании, так и удобство работы с ней. Спецпредложение, размещенное на главной странице, акцентирует внимание на той продукции, продажи которой необходимо увеличить. На сайте светотехнической компании «ГАЛС» (http://www. svetcom.ru/) есть поисковая строка, благодаря которой посетитель может легко найти необходимую ему продукцию. Имеются фотографии продукции с описанием, кое-где есть даже видео с демонстрацией возможностей продукции — отлично! Вообще, структура сайта хорошо продумана, но неплохо уделять ему больше внимания — в разделе «Новости» в феврале месяце нас приглашают на выставку, которая прошла еще в ноябре, а в разделе «Статьи» опубликованные статьи продатированы еще 2007 годом. Зато на сайте компании «Светотроника» (http://www. svetotronica.ru) есть постоянное обновление новыми, актуальными статьями, которые грамотно позиционируют компанию как признанного эксперта в области светодиодных решений. Сайт группы компаний «Оптоган» (http://www.optogan.ru/) предоставляет более чем исчерпывающую информацию о продукции. Есть возможность подписаться на рассылку новостей. Особенно хочется отметить раздел «Пресса-центр» — видно, что продвижению продукции и выстраиванию взаимодействия со СМИ в компании уделяется особое внимание.

PIDA прогнозирует быстрый рост рынка светодиодов в Тайване Тайваньская ассоциация PIDA (Photonics Industry & Technology Development Association) утверждает, что объем производства светодиодов в их стране может вырасти более чем до $11 млрд к 2012 году. Экономический подъем в 2010 году позволил подняться рынку светодиодов Тайваня до $5,43 млрд сообщает PIDA. В условиях продолжающегося расширения рынка светодиодов, темп ежегодного роста, по прогнозам, составит 40% в

2011 году, и еще 40% в 2012 году, таким образом достигнув $11,3 млрд.

PIDA отмечает, что технология мощных светодиодов Тайваньских производителей «приближается к технологии крупных светодиодных производителей в промышленно развитых странах», то есть в Японии, США и Германии. Следовательно, имеет место значительное повышение качества продукции и объема продаж. Тайваньские LED производители, говорит PIDA «стали членами международной цепи поста-

вок благодаря техническим ноу-хау, низким ценам и отличному качеству». В 2010 году, отмечает ассоциация, Тайвань стала страной номер один в мире с точки зрения объемов производства светодиодных пластин и чипов, с объемом продаж чуть ниже $2 млрд. InGaN светодиоды составляют 52% от объёма производства. Рынок корпусных светодиодов был чуть меньше, чем $3 млрд. Источник: www.ledsmagazine.com

Современная светотехника, #1 2011

13

рынок

Баланс спроса и предложения на сапфировые подложки останется неизменным

Рис. 1. Генеральный директор Рубикон Технолоджи Раджа Первез и финансовый директор Вильям Вейсман представляют первый 85-кг кристалл, произведенный в Батавии

В 2010 году 2-дюймовые сапфировые подложки резко подорожали. Чтобы выйти из положения, изготовители кристаллов стали делать пластины побольше. Производителям светодиодов они пришлись по вкусу. (Статья представляет собой перевод [1]).

П

Подавляющее большинство светодиодных чипов на основе нитрида галлия (GaN) изготовлены из полупроводниковых слоев, выращенных на сапфировой пластине. За прошедшие двенадцать месяцев 2-дюймовые сапфировые пластины сильно подорожали. Причин тому великое множество. В настоящее время, стоимость 2-дюймовой сапфировой пластины сравнялась с ценой на 4-дюймовую — говорит Эрик Вири, аналитик Йол Девелопмент. Переход на 4-дюймовые пластины даст производителям светодиодов очевидные преимущества в стоимости

оборудования для МОС-гидридной эпитаксии (MOCVD), что в свою очередь станет мощным толчком для развития отрасли. По словам Вири, цена на 2-дюймовой пластины в 4 квартале 2010 года колебалась от 24 до 30 долларов, в зависимости от покупательной способности. Для сравнения, в этом же периоде 2009 года она стоила 11 долларов (см. график на рис. 2). Такие поставщики сапфировых пластин, как американская компания Рубикон Технолоджи, уже пожинают плоды нынешнего скачка цен. По словам генерального директора Рубикон Технолоджи Раджи Парвеза, во время рыночного кризиса 2009 года цены упали до недопустимого для поставщиков сапфиров уровня. Так что нынешний рост цен частично связан с выравниванием рынка, а частично с дисбалансом спроса и предложения. Особенно это коснулось 2-дюймовых пластин. Спрос на них сильно увеличился за счет растущих производственных мощностей, особенно в Китае и Тайване. Подлили масло в огонь и некоторые поставщики, перешедшие на 4-дюймовые пластины, уменьшив тем самым доступность 2-дюймовых. Однако Вири полагает, что в настоящее время спрос и предложение на сапфировые пластины примерно одинаковы, и рост цен достиг своего апогея. По его словам, очередное увеличение спроса возможно в начале марта, что может сулить поставщикам определенные трудности. И в то же время это откроет определенные перспективы как для признанных лидеров — американского Рубикон Технолоджи и российского Монокристалла, так

и для новичков вроде корейской Sapphire Technology. Не исключено появление на этом рынке и совершено новых игроков, например, Тайваня. Конечно, в первой половине 2011 года поставщики будут испытывать определенные трудности, однако дальнейшего повышения цен, по мнению Вири, не предвидится. А во второй половине 2011 года в связи с повышением производственных мощностей и объема продаж стоимость пластин уменьшится, закрепившись на уровне 14—15 долларов за пластину.

ПОСТАВКИ САПФИРОВЫХ ПЛАСТИН ОТ А ДО Я Поставка сапфировых пластин начинается с выращивания монокристаллов. В монокристалле высверливается стержень с круглым сечением. Полученное изделие тщательно осматривается на предмет кристаллических дефектов и изъянов. Далее стержень разрезается на тонкие круглые пластины, которые затем полируются и готовятся к наращиванию эпитаксиального слоя. Уже на этом этапе поставщики должны приложить максимум усилий, чтобы увеличить объемы производства. Это делается путем увеличения количества электрических печей для выращивания кристаллов. Например, Рубикон Технолоджи на днях открыл новое промышленное предприятие в Батавии (штат Иллинойс), оборудовав цеха печами нового поколения. Предполагается, что оснащенное по последнему слову техники предприятие удвоит производственную мощность Рубикона, выпускающего около 5 миллионов сапфировых пластин ежегодно. Как и все производители монокристаллов, Рубикон Технолоджи производит

во второй половине 2011 года в связи с повышением производственных мощностей и объема продаж стоимость пластин уменьшится, закрепившись на уровне 14—15 долларов за единицу

Современная светотехника, #1 2011

15

рынок свое запатентованное оборудование, а также имеет возможность модернизации и модификации устаревших печей. Впрочем, в настоящее время доступно и готовое оборудование, поставляемое такими компаниями, как GT Solar, Thermal technology и ARS energy. Например, в декабре 2010 года GT Solar объявило о крупном заказе печей для двух китайских компаний, в то время как Thermal technology запустила в продажу установку для промышленного выращивания кристаллов искусственного сапфира методом Киропулоса.

НА ПУТИ К 6ДЮЙМОВЫМ ПЛАСТИНАМ Большинство производителей светодиодов знает, что пластины диаметром 150 мм (примерно 6 дюймов) выгодны и перспективны, однако переходить на них не спешат. Для того, чтобы решиться на такой шаг, им нужно знать, будет ли это экономически оправданно. Из компаний, занимающихся производством 6-дюймовых пластин можно назвать LG Innotek, заключившую годовой контракт с Рубикон Технолоджи. Стоимость суммарного заказа на поставки оборудования

Рис. 2. Тенденции современного ценообразования для 2-дюймовой сапфировой подложки (эпиготовый материал — материал, который можно использовать для выращивания эпитаксиального слоя с использованием MOCVD). Источник: Yole Development

Сколько же нужно времени на то, чтобы эти печи прошли испытания и поступили в промышленное производство? Эрик Вири считает, что в зависимости от опыта и возможностей компании требуется от полугода до 18 месяцев. И хотя прорваться в этот сегмент рынка сегодня несравненно легче, чем несколько лет назад, но все еще очень и очень непросто. И многие компании не до сих пор не представляют, сколько для этого требуется времени. Другим аспектом проблемы является доступность материала, из которого выращивается кристалл. В случае сапфира, этим материалом выступает высокочистый алюминий в форме гранул или микрошариков. На сегодняшний день наблюдается некий парадокс: стоимость пластин незначительно возросла, хотя по идее должна была снизиться из-за большого количества конкурирующих поставщиков. Впрочем, ключевые игроки наращивают производственные мощности, что в ближайшее время может снять ряд вопросов с повестки дня.

16

www.lightingmedia.ru

составляет 71 миллион долларов. Однако, ходят упорные слухи, что LG занимается производством более крупных пластин, правда объем этого производства никому неизвестен. На днях о производстве светодиодов со 150 мм подложками на основе нитрида галлия (GaN) заявила и компания Филипс Люмиледс. Промышленные предприятия в Сан Хосе (штат Калифорния) и Сингапуре производят около миллиона светодиодов еженедельно. В другом месте, Lextar Electronics, претендуя на роль ведущего производителя светодиодов Тайваня, похвасталась синими светодиодами на основе 150 мм подложки. В это же время, компания Cree построила завод по производству 150 мм подложек в Северной Каролине, обещая выпускать готовую продукцию уже в конце июня 2011 года. Правда, подложки компании Cree изготовлены не из сапфира, а из карбида кремния. Из-за недостатка потребителей, а также размытой спецификации (особенно в отношении толщины подложек) цены на них колеблются от 480 до 600 долла-

ров. Впрочем, Вири уверен, что у производителей очень много возможностей сделать стоимость сапфировых подложек приемлемой для изготовителей светодиодов. Фактически, 6-дюймовая подложка имеет площадь в 9 раз большую, чем 2-дюймовая, к тому же она еще и гораздо толще. Для сравнения, толщина 6-ти дюймовой подложки составляет от 1 до 1,5 мм против 0, 43 мм 2-дюймовой подложки. Таким образом, объем 6-дюймовой больше в тридцать раз, что значительно уменьшает количество подложек, которые можно получить из кристалла. Кроме того, увеличивается возможность появления дефектов на подложках с большим диаметром в процессе высверливания стержня, что не лучшим образом сказывается на их себестоимости. У ведущих производителей кристаллов здесь имеется очевидное преимущество, ведь они могут вырастить кристалл очень больших размеров, чтобы получить из него большее количество подложек. Например, Рубикон Технолоджи совсем недавно представила на общее обозрение кристалл весом в 85 килограмм (см. рис. 1). Впрочем, совсем недавно, российский Монокристалл заявил о возможности производства 10-дюймовых сапфировых подложек (см. рис 3). Однако в ближайшее время производители светодиодов такими гигантами вряд ли воспользуются. ЛИТЕРАТУРА 1. High LED drive currents with low stack voltages create efficiency challenges//LEDs Magazine, February 2011

Перевел и подготовил Тимур Набиев

Рис. 3. Совсем недавно российское предприятие «Монокристалл» представило 10-дюймовую подложку

дискуссия

Как это сказать по-русски… Эта заметка не претендует на истину в последней инстанции. Ее цель — побудить сообщество специалистов сформировать единые правила нормирования параметров светодиодных светильников. Ибо «как вы корабль назовете, так он и поплывет».

В

В настоящее время светильники на светодиодах переживают этап становления. Стараясь обеспечить сбыт продукции, производители на все лады превозносят выпускаемые изделия. В этом стремлении скрывается огромная опасность, способная затормозить, а то и отвадить потребителя от внедрения новых световых приборов. Так может произойти, если ожидания, навеянные рекламными материалами, будут значительно отличаться от фактических результатов внедрения. А основания для этого есть, о чем свидетельствует наследство предыдущего поколения светильников. Светотехнические параметры нормировались для источников света (ламп), а сам светильник (читай, арматура) будто бы не влиял на световые параметры. Поэтому и сегодня один производитель получает световой поток LED-светильника путем умножения максимальной светоотдачи светодиодов на их количество, другой указывает срок службы светильника величиной в 25 лет, видимо, подразумевая срок службы литого металлического корпуса, а третий утверждает, что ГОСТ 15150 он в глаза не видел. Не думаю, что это делается специально: скорее, собравшиеся в команду электронщики не умеют писать нормативные документы или, наоборот, им не хватает знаний для правильного интерпретации документов производителя. В отсутствие нормативных документов производители должны договориться об основных нормируемых параметрах светодиодных светильников. Первое, и может быть самое важное, что, несмотря на привычки проектировщиков, следует отказаться от нормирования

общего светового потока. Такой подход был логичен, когда источник светил во все окружающее пространство, как, например, «лампочка Ильича». Как только возникают ограничения по телесному углу, отражениям и потерям в защитных элементах, говорить о световом потоке можно только совместно с описанием угла, в котором распространяется излучение. Это значит, что требуются трудоемкие измерения на специальном оборудовании. Отказ от нормирования светового потока тем более необходим, поскольку светодиод является источником направленного излучения, который, как правило, используется со вторичной оптикой, а светильник конструируется как цельное изделие, не предусматривающее замены узлов в процессе эксплуатации. Более информативным подходом представляется нормирование осевой силы света светильника (главного лепестка), сопровождаемое диаграммами ее распределения в одной или нескольких плоскостях в зависимости от вида светильника. С достаточной точностью получить такие диаграммы можно, используя только гониометр и люксметр. Это позволит проектировщикам освещения оценить возможность и целесообразность использования светильника в конкретных условиях. Конечно, желательно иметь модуль для одной из программ расчета освещенности на ПК, например Dialux, но ввести его сегодня как обязательный элемент едва ли представляется возможным.

Мощность светильника — следующий параметр, вызывающий вопросы. В спецификации на изделие можно встретить все: и мощность светодиодов (часто некорректно указанную), и потребляемую мощность от сети, и световую мощность (лм/Вт). Иногда пишут о кпд источника питания, забывая о драйверах и т.д. По нашему мнению, для полного и правильного отображения энергетических характеристик необходимо не менее трех показателей: потребляемой мощности от сети при номинальном напряжении; количества излучателей света и их рабочего тока; коэффициента мощности при номинальном напряжении. Это позволит грамотному проектировщику самостоятельно оценить эффективность светильника в конкретной системе. Если светильник пригоден для работы в широком диапазоне напряжений, это тоже указывается. Срок службы светильника — параметр, который наиболее рьяно выпячивают некоторые производители. При этом они легко манипулируют числами в 50 и даже 100 тыс. ч, хотя ведущие производители мощных светодиодов говорят только о деградации диода за некоторое время. О надежности источников питания большинство изготовителей вовсе стыдливо умалчивает, а ведь именно эта характеристика — слабое место всех светильников, работающих на открытом воздухе. Получается, что одним параметром в данном случае не обой-

Владимир Осипов Cоветник генерального директора ЗАО «ПО «Электроточприбор», до июля 2010 г. — главный конструктор объединения. Специалист по информационно-измерительным системам специального назначения, взрывозащищенному электрооборудованию. Окончил ОмПИ в 1967 г.

Современная светотехника, #1 2011

17

дискуссия тись. В измерительной технике помимо общего понятия надежности существует и метрологическая надежность, т.е. интервал времени, в течение которого метрологические характеристики не выходят за пределы допуска. Нечто подобное целесообразно ввести и для светодиодных светильников. Если для ламп со сроком службы от сотен до нескольких тысяч часов это было не актуально, то при жизненном цикле в десятки тысяч часов данный параметр становится весьма важным. Только не следует забывать, что деградация в большой мере зависит от температуры, т.е. конструкции светильника, и приводимые изготовителем светодиода данные подлежат коррекции в соответствии с реальными условиями. Общий показатель надежности — наработку на отказ — следует считать по формулам надежности электронной аппаратуры, не

забывая указать для потребителя критерии отказа. Еще один важный параметр — цветовая температура. В последние годы он стал популярным у проектировщиков освещения. К тому же именно светодиоды позволяют создавать светильники с любой заданной цветовой температурой. Поскольку производители светодиодов не выработали пока единого подхода к сортировке (бинированию) продукции по температуре, представляется целесообразным указывать для светильника медианное значение температуры по данным производителя светодиодов. Резко возросла значимость массогабаритных параметров, т.к. именно они позволяют оценить ожидаемые температурные режимы, а, следовательно, ожидаемые параметры надежности. Поэтому указание этих величин становится необходимым.

Итак, получаем набор обязательных параметров: – осевая сила света; – показатели энергопотребления (мощность от сети, мощность источников света, коэффициент мощности, диапазон питающих напряжений); – показатели надежности (деградация за время, наработка на отказ); – массогабаритные показатели. Конечно, кому-то из потребителей хотелось бы знать и цветовой индекс, и реального производителя светодиодов, и ряд других параметров, однако рискую предположить, что степень достоверности этой информации будет крайне низка. Вполне возможно, что предлагаемую номенклатуру параметров необходимо изменить или дополнить, но давайте это обсудим и сформулируем требования, которые должны стать стандартом де-факто до выхода нормативных документов.

Мнение эксперта Рафаил Тукшаитов, профессор, заслуженный деятель науки РТ, заведующий кафедрой «Светотехника и медико-биологическая электроника», КГЭУ. trh_08@mail.ru Завышение основных показателей светильников и отсутствие унифицированного их представления в каталогах действительно способно «затормозить, а то и отвергнуть потребителя от внедрения новых световых приборов». Это, на наш взгляд, может произойти уже в ближайшие годы, если оперативно не приложить общих усилий по решению этой проблемы. Вместе с тем, создание нормативных требований к форме представления технических характеристик процесс сложный и длительный. Поэтому представляется целесообразным первоначально выработать временные «наставления», «указания» или «рекомендации» по представлению в каталогах технических характеристик светильников. Работа посвящена актуальной теме, но терминологически в ней не все выдержано корректно, имеются и некоторые противоречия. Так, автор предлагает указывать в качестве основных показателей «осевую силу света светильника (главного лепестка), сопроводив диаграммой распределения», а также «не менее четырех энергетических показателей: потребляемую мощность, количество излучателей, рабочий ток и коэффициент мощности». Сила света и сила тока для многих пользователей не являются информативно значимыми показателями. Многим специалистам и пользователям трудно представить силу света в 1, 10 или 100 кандел, и тем более ее измерить в силу того, что соответствующие приборы, как правило, малодоступны. Кроме того, следует иметь в виду, что согласно монографии В. В. Трембача «Световые приборы» (1990) понятие осевая сила света применима только для прожекторов.

18

www.lightingmedia.ru

Что касается коэффициента мощности, то этот показатель, с одной стороны, широкому пользователю (особенно в жилом секторе и малом бизнесе) не нужен, так как не оплачивается реактивная часть мощности, в том числе и вносимые искажения в форму тока сети. С другой стороны, следует иметь ввиду, что согласно национальному стандарту РФ ГОСТ Р 513.17.3.2–2006 нормирование коэффициента мощности начинается лишь для нагрузок мощностью свыше 30 Вт. Для успешного проектирования осветительных систем и оценки их качества необходимо, согласно нашим разработкам, более 30—35 показателей, нормативы многих из которых еще находятся на стадии первых проработок. Вместе с тем, в каталогах целесообразно приводить лишь сравнительно небольшое число унифицированных и наиболее информативных показателей, которые позволят проектировщику, дистрибьютору и покупателю получить предварительное представление о светильниках для последующего отбора и детального изучения их характеристик по сайтам разработчиков. Из наиболее приводимых в литературе базовых показателей следует, на наш взгляд, указывать прежде всего световой поток, потребляемую мощность, гарантийный срок и срок службы. Остальные применяемые показатели можно отнести к вторичным (светоотдача, количество светодиодов, их мощность и сила тока, тип цоколя, цветовая температура и др.). Они прогнозируемы из теоретических предпосылок, и могут быть уточнены на завершающем этапе их отбора. Прорабатывая многие источники литературы, нами обнаружено, что автор данной публикации является разработчиком целого ряда светильников, в технических характеристиках которых пока мало апробированы предлагаемые им показатели.

дискуссия

Рынок светотехнических изделий США: критерии Energy Star для LED-освещения под вопросом Том Гриффитс, (Tom Griffiths), редактор Solid State Lighting Design, tomg@sslighting.net За два последних года в осветительной промышленности произошли существенные изменения. Если с учетом этих изменений организации, координирующие или обеспечивающие скидки энергоэффективности и дальше продолжат идти курсом программы энергосбережения Агентства защиты окружающей среды (ЕРА), который определяет, кому давать эти самые скидки или поощрения, а кому и нет, то совершат большую ошибку. Высокомерное высказывание этой зараженной бациллой бюрократии организации, о том, что «всяк сверчок знай свой шесток» мало того что подрывает свой собственный престиж — оно дискредитирует программу Energy star в целом и саму миссию энергосбережения в частности.

М

Мы не собираемся долго останавливаться на основном вопросе, каким образом это агентство получило у министерства энергетики приоритетную роль в программе Energy star (программе энергосбережения), дадим лишь общую характеристику. Никто не сомневается, что энергосбережение идет на пользу окружающей среде. Однако не менее важны и очевидные выгоды для экономики, начиная экономии значительных средств от энергосбережения и заканчивая снижением налоговых пошлин. Тогда было бы логичным как минимум равное с EPA участие в данной программе и Федерального Казначейства США. Кроме того, довольно некрасиво игнорировать мандат Конгресса, закрепившего ответственность по энергоэффективности осветительных систем за Министерством энергетики США. SSL — системы описаны в третьей главе Закона 2007 года об энергетической независимости и безопасности США (Ини-

циатива Буша по расширению использования возобновляемых видов топлива и уменьшению зависимости США от нефти. В частности, устанавливает несколько стандартов энергоэффективности для общественных зданий и систем освещения: – Требование о повышении энергоэффективности электрических ламп на 25% в период 2012—2014 гг. запрещает продажу большинства выпускаемых в настоящее время ламп накаливания и способствует развитию новых технологий.

– Удвоение энергоэффективности электрических ламп (или их энергосбережения) к 2020 году.

– Повышение требований стандартов на эффективность некоторых балластов и типов ламп.

– Освещение госсударственных и общественных зданий в соответствии с требованиями ENERGY STAR и ежегодное общее снижение потребления энергии на 3% в период 2008—2015 гг.

– Создание программ по энергосбережению для малого бизнеса, обеспечивающих предоставление ссуд предприятиям малого бизнеса для повышения энергоэффективности). В частности в этом законе сказано следующее: Во взаимодействии с главой Агентства защиты окружающей среды, Министром торговли, Федеральной торговой комиссией, организациями, занимающимися производством и продажей осветительных систем, а также иными юридическими лицами, которые Министр энергетики сочтет необходимыми в решении этого вопроса, Министерство Энергетики должно: а) П р о в о д и т ь е ж е г о д н у ю оценку рынка ламп общего назначения и флуоресцентных ламп.

б) Передавать эти результаты в Федеральную торговую комиссию для принятия решения в) Реализация в сотрудничестве с промышленными и торговыми ассоциациями, предприятиями коммунального обслуживания и другими заинтересованными лицами национальной программы по информированию и обучению потребителя, в течение определенного периода времени с привлечением средств массовой информации для того, чтобы потребитель ориентировался в современных брендах, и мог сделать выгодный выбор энергосберегающей продукции, наиболее отвечающий его потребностям. Кажется, сказано предельно ясно. Итак, для чего создана программа Energy star? «…Чтобы потребитель ориентировался в современных брендах…, мог сделать выгодный выбор энергосберегающей продукции…». И нигде не написано, что Агентство защиты окружающей среды имеет приоритет в увеличении энергоэффективности осветительных систем. Кроме того, в этом законе также не говорится о том, что агентства, задействованные в этой программе не должны сотрудничать с промышленными предприятиями. Министерство энергетики, например, сотрудничает. А ЕРА старается всячески уклониться, следуя своим бюрократическивысокомерным курсом. Мы уже упоминали о ряде аварий, возникших вследствие первоначального подхода ЕРА к «объединенной технической модификации» в рамках программы Energy star светильников для жилых помещений, имеющих свою специфику. Это привело к отсутствию взаимодействия с промышленным производством и возможности контроля деятельности организации в определенный период времени. После этого, ЕРА на короткое

Современная светотехника, #1 2011

19

дискуссия время снизило обороты и даже представило краткий отчет о своей деятельности. Однако вскоре, воспользовавшись удачным политическим моментом, агентство стало полновластным распорядителем программы эффективного энергосбережения, понизив роль Министерства энергетики, отведя ему место технического консультативного органа. Теперь, вопреки мандату Конгресса США, определившему Министерству энергетики среди прочих задач, помочь потребителю сориентироваться на рынке осветительной продукции и сделать наиболее выгодный для себя выбор, программой Energy Star руководит ЕРА. Какие же выводы сделало Агентство защиты окружающей среды из всего этого? А никаких. Складывается впечатление, что удачный политический момент даже вдохновил руководство на дальнейшие действия. В течение последнего месяца ЕРА заявило о потребности в лабораториях, прошедших специальную сертификацию. По словам главного менеджера программы Energy star Алекса Бэйкера «по состоянию на 30 сентября 2010 года, для текущей спецификации системы SSL V1.1 необходимы данные теста LM-80, полученные из лаборатории, аккредитованной в рамках Национальной добровольной программы лабораторной аккредитации (NVLAP). На сегодняшний день ни одна лаборатория пока не получила аккредитацию, поскольку на это требуется от 3 до 6 месяцев». Совсем недавно, на прошлой неделе, ЕРА единолично внесло изменения в процесс переаттестации и перепроверки, который, в сущности, станет выборочной проверкой отдельной светодиодной продукции, затеянной с одной единственной целью — выяснить, что данная продукция до сих пор валяется на складе, в ожидании положительного решения. Внятного ответа, где находится проект данного решения а также комментариев от представителя компании, курирующего программу Energy star мы так и не добились. Более подробную информацию мы опубликовали в нашем специализированном блоге светодиодной промыш-

20

www.lightingmedia.ru

ленности, потому что сайт ЕРА, посвященный программе Energy star не дает ключа к понятию «спецификации на стадии разработки».

ЧЕМ ЭТО МОЖЕТ ОБЕРНУТЬСЯ ДЛЯ УЧАСТНИКОВ ПРОГРАММЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ? Происходящее не может не вызывать тревогу. Вначале казалось, что программа Energy Star разработана для нужной и важной цели: поддержать добросовестных производителей светодиодов и люминесцентных ламп, помочь им с реализацией и продвижением продукции. Однако возросшие пошлины и налоги — не лучший способ для такой поддержки, а также привлечения в программу инвестиций. Основная проблема в том, что ЕРА продолжает придерживаться бюрократической линии, разработанной людьми, далекими как от производственных нужд, так и потребностей обывателей. Идея заключается не в том, чтобы использовать новые энергосберегающие технологии, а чтобы заставить потребителей как можно реже пользоваться электроэнергией или оборудовать помещения регуляторами освещения. Такая политика ведет к полной непредсказуемости, и непонятно, захотят ли бизнесмены вкладывать деньги в продукцию, которая не сможет попасть на потребительский рынок, так как для нее еще не разработаны соответствующие сертификаты и спецификация. Должна ли продукция проходить обязательную качественную проверку, перед тем как попасть на рынок? Безусловно. А нужно ли нам проводить ее таким образом, чтобы восстановить промышленность против этой в общем-то неплохой программы? Нет. Я обещаю, что производители качественной светодиодной техники больше не будут терять время и деньги на бестолковые и бесполезные проверки, сертификацию и пересертификацию своей продукции в бюрократических джунглях ЕРА. Напротив, эти ребята будут сами ее тестировать, публикуя информацию о наиболее качественной, надежной и эф-

фективной продукции, той, что пройдет любые сертификации и станет надежной платформой для инновационного развития, достаточно эффективной и конкурентоспособной. Если предприятия коммунального обслуживания, а также другие организации, участвующие в программе энергосбережения в погоне за поблажками будут равняться на Energy star как на критерий оценки своей деятельности, то упустят из виду самую важную цель, а именно: поддержку качественной и энергоемкой продукции и избавление от некачественных осветительных систем, которых сегодня очень много. Это не означает, что Министр энергетики в момент образумится и начнет неукоснительно исполнять требования мандата. Все заинтересованные стороны должны глядеть шире эгоистических устремлений ЕРА. И начать с малого: начать взаимодействие с промышленностью и вместо того чтобы плодить препятствия создать критерии качественного отбора. Конечно, чтобы выйти за рамки, установленные ЕРА, придется потратить часть выделенных на программу денег. Пусть будет так. Но вместе с тем раскрываются широкие перспективы, включая Design lights Consortium (объединение предприятий коммунального обслуживания и региональных организаций повышения энергоэффективности освещения. Цель — поиски наиболее оптимальных, энергоемких и малозатратных решений в освещении зданий и помещений, а также предоставление скидок и поощрительных стимулов тем производителям или поставщикам услуг, которые этого действительно заслуживают. Благодаря своей качественной продукции), недавно опубликовавший список качественной продукции (QPL),в котором находятся те организации, чья продукция была востребована большим количеством потребителей на всей территории США. Многие из них не являются членами программы Energy star. Пришла пора расстаться с иллюзиями. Перевел и подготовил Тимур Набиев

применение источников света

Высокоэффективные люминесцентные лампы T8 − новый стандарт экономичного освещения в США1 ВВЕДЕНИЕ В освещении в течение многих лет доминировали люминесцентные T122 лампы, работающие с индуктивным дросселем. Как известно, по предложению министерства энергетики США с 1-го января 2011 г. в этой стране такие дроссели, поддерживающие работу этих ламп, больше производиться не будут. Поскольку и их продажа будет также незаконна, производство ламп Т12 будет сокращаться. На смену им приходят лампы Т8. Люминесцентные лампы T8 мощностью 32 Вт появились в США в 1981 г. В течение многих лет усилия производителей были направлены на улучшение ключевых характеристик ламп T8 — светового потока, светоотдачи, срока службы, уменьшения спада светового потока. На сегодня новым стандартом для экономичного освещения являются высокоэффективные лампы Т8 мощностью 32 Вт с электронными балластами, и они являются наиболее часто используемыми при замене ламп Т12. Заметим, что эти лампы иногда называют суперлампами T8, лампами высокой интенсивности Т8 и т.д. Различные данные, предоставляемые производителями ламп, в США проверяются в рамках деятельности NLPIP (Национальная информационная программа об осветительных приборах). Информация о характеристиках ламп бралась из каталогов, спецификаций и с веб-сайтов производителей. В данном обзоре представлено сопоставление заявляемых производителями данных и измеренных параметров ламп, полученных в рамках программы тестирования NLPIP. В первой части обзора будут сопоставлены такие заявляемые про1 2 3

изводителями и измеренные характеристики как световой поток и светоотдача, мощность и срок службы ламп Т8, полученных в рамках программы тестирования. Обзор, несомненно, будет интересен и полезен российскому потребителю.

СВЕТОВОЙ ПОТОК ЛАМП Т8 Световой поток, генерируемый 32-Вт люминесцентными лампами Т8, значительно варьируется от одной модели лампы к другой. Рисунок 1 показывает величины номинального начального светового потока, которые в настоящее время заявлены для 121-й модели ламп девяти производителей для различных цветовых температур. Размер каждой точки графика соответствует количеству доступных моделей ламп. При этом произведена сортировка ламп по величине цветовой температуры. Например, для цветовой температуры 4100 К имеется девять моделей ламп с начальным потоком 2850 лм, девять моделей ламп с начальным потоком 2950 лм и т.д. Сортировка ламп произведена

также по величине индекса цветопередачи. Значения индекса цветопередачи (Rа в российском обозначении) моделей ламп T8, показанных на рисунке 1, разделены на три диапазона: 70—79, 80—89 и более 90. Эти три категории в зарубежной светотехнической промышленности обозначаются как RE70, RE80 и RE90, соответственно3. Категория, в которую попадает индекс цветопередачи каждой модели ламп, указывается на данном рисунке цветом точки или ее части. Например, для цветовой температуры 3500 К отмечены пять моделей RE70 с начальным световым потоком в 2800 лм и восемь моделей с начальным потоком 2850 лм. Как видно из рисунка 1, RE70 модели, как правило, имеют более низкий световой поток, чем RE80 модели. Очевидно также, RE80 модели более широко распространены, чем RE70 или RE90 модели. Их начальный световой поток изменяется в весьма большом диапазоне. Как показывают данные, приведенные на рисун-

Рис. 1. Номинальный начальный световой поток ламп T8 со световой отдачей более 80 лм/Вт

Обзор по страницам интернет-изданий. Это лампы диаметра 12/8 дюйма, или 3,8 см. Аналогично, лампы Т8 имеют диаметр 8/8=1 дюйм, или 2,6 см. Здесь и далее мы будем следовать таким обозначениям индекса цветопередачи.

Современная светотехника, #1 2011

21

применение источников света ке 1, модели ламп RE80 имеют начальный световой поток в диапазоне 2800—3200 лм. Заметим, что при этом надо учитывать и погрешности измерений — по оценкам NLPIP, они могут составлять 1—2%, что составляет в нашем случае примерно 50 лм. Согласно программе тестирования NLPIP, были проведены измерения начального светового потока 12-ти моделей ламп T8, пользующихся наибольшим спросом, с цветовой температурой 3500—4100 К. Для испытаний было взято по три образца каждой модели ламп. Измерения проводились по методике, утвержденной Американским национальным институтом стандартов (ANSI C82.3-2002). Все испытуемые лампы имели индекс цветопередачи 80–89 (RE80), а некоторые испытуемые лампы — RE80 HLO, LL — отличались дополнительными усовершенствованиями: они имели высокий световой поток (индекс High Light Output, HLO) и/или большой срок службы (индекс Long Life, LL). Рисунок 2 показывает заявленные и измеренные величины светового потока с учетом суммарной погрешности измерений для каждого типа ламп. Суммарная погрешность включает неизбежный разброс параметров образцов одного типа ламп и погрешность измерений NLPIP. В целом, лампы RE80 при испытаниях показывают несколько меньший световой поток, чем

их заявленные значения. В то же время для большинства ламп RE80 HLO, LL измеренные и номинальные значения светового потока весьма близки. Кроме того, начальный световой поток ламп RE80 HLO, LL в среднем на 8% выше, чем ламп RE80. Величины измеренных световых потоков ламп RE80 в среднем на 2,7% ниже их номинальных значений. Измеренные величины потока для пяти из шести ламп RE80 HLO, LL близки к их номинальным значениям. Остальные модели RE80 HLO, LL имеют поток, в среднем, на 2,5% ниже номинального значения. Таким образом, даже ограниченное тестирование NLPIP обнаруживает различия между заявляемой (номинальной) и измеренной величиной светового потока. Даже если номинальные и измеренные значения светового потока примерно одинаковы, следует учитывать разброс величиной примерно от 1 до 2% между образцами с аналогичными значениями номинального светового потока.

МОЩНОСТЬ ЛАМП Т8 Неискушенный пользователь полагает, что электрическая мощность, потребляемая при работе лампы T8, составляет именно 32 Вт. Однако это всего лишь величина номинальной мощности лампы. В соответствующем документе ANSI указывается, что номинальная мощность этой лампы

Рис. 2. Номинальный и измеренный NLPIP начальный световой поток ламп T8

22

www.lightingmedia.ru

в стандартных условиях испытания (ANSI C78.81-2005) должна составлять в среднем 32,5 Вт. Указывается также, что эта средняя мощность лампы не должна превышать 34,6 Вт, что уже на 6,5% выше номинального значения. Так как этот верхний предел относится, вообще говоря, к среднему значению мощности, вполне возможно, что для отдельных образцов ламп она превышает 34,6 Вт. Поскольку потребители часто могут выбирать лампы на основе критерия их эффективности, отсутствие информации о реальной мощности делает расчет эффективности весьма неточным для конкретной модели лампы. Следует заметить, что требования ANSI к рассматриваемой лампе относятся к работе в схеме быстрого пуска (rapid start), тогда как эти лампы зачастую работают в схеме мгновенного зажигания (instant start). Поскольку в данной схеме отсутствует подогрев электродов, лампы потребляют несколько меньшую мощность, чем в схеме быстрого пуска. В рамках исследований NLPIP были определены различия потребляемых мощностей между лампами моделей разных производителей. Измерения потребляемой мощности выбранных ламп проводились при их работе с низкочастотным балластом (согласно стандарту ANSI C82.3-2002). Как и выше, измерения мощности проводились для ламп, пользующихся наибольшим спросом, т.е. с цветовой температурой 3500 и 4100 К; при этом бралось по три образца каждой модели ламп. Рисунок 3 показывает измеренные значения мощности. Горизонтальная ось показывает типы каждой тестируемой модели ламп от производителей А, B и C. Коридор ошибок показывает суммарную погрешность измерений для каждой модели. Как видно, все измеренные значения мощности ламп были выше номинального, согласно ANSI, значения 32,5 Вт. Мощность пяти моделей ламп превышала 33,5 Вт, что на 3% выше номинального значения. Тем не менее это отклонение находится в пределах допуска — по стандарту ANSI допускается отклонение не более 5% плюс 0,5 Вт. Таким образом, проектировщики в своих оценках эксплуатационных расходов должны учи-

применение источников света тывать тот факт, что мощность лампы может превышать ожидаемое значение 32 Вт более чем на 5%. Отметим также, что, как показывают измерения, в большинстве случаев величины электрической мощности для ламп RE80 HLO, LL были больше, чем для ламп RE80, примерно на 1,2 Вт. Выше отмечалось, что световой поток ламп RE80 HLO, LL в среднем на 8% больше, чем у RE80. Поэтому, заменяя лампы RE80 на RE80 HLO, LL, следует помнить, что с увеличением светового потока возрастет и потребляемая мощность. Клиенты, которые в основном заинтересованы в экономии энергии, должны уменьшить величину балласт-фактора4 или могут изменить расположение светильников, используя при этом меньшее их количество. Сегодня лампы T8 используются, как правило, с высокочастотным электронным пускорегулирующим аппаратом (ЭПРА). Работа люминесцентных ламп при их питании током высокой частоты позволяет несколько снизить мощность лампы при том же световом потоке5. Как указано в стандарте ANSI C78.81-2005, мощность лампы при работе с высокочастотным ЭПРА в этом случае примерно на 6% ниже, чем в случае с низкочастотным балластом, когда лампа работает в схеме мгновенного зажигания. Тем не менее при работе лампы с высокочастотным электронным балластом следует учитывать увеличение потерь мощности на балластной нагрузке осветительной системы, что приводит к повышению эксплуатационных расходов. Например, заявляемая мощность для типичного двухлампового высокочастотного электронного балласта с нормальным балласт-фактором (0,88) составляет 58 Вт. Однако входная мощность ЭПРА будет расти на 3—4% из-за увеличения мощности ламп с одновременным повышением мощности ЭПРА, что примерно на 5% больше, чем при использовании низкочастотного измерительного дросселя. Это тоже должно учитываться в 4 5

оценках эксплуатационных расходов.

СВЕТОВАЯ ОТДАЧА Световая отдача лампы определяется путем деления светового потока на мощность лампы, в результате чего единица измерения имеет размерность лм/Вт (в английской аббревиатуре — LPW). Определение и сравнение эффективности ламп по данным фирменных каталогов провести сложно, потому что реальная мощность, потребляемая при работе лампы, неизвестна (см. выше раздел «Мощность ламп Т8»). К тому же номинальный световой поток определяется при работе лампы на низкой частоте (в США 60 Гц), а, как уже говорилось, лампы T8 почти всегда работают с высокочастотным электронным балластом. Примерная оценка световой отдачи ламп T8 может быть получена путем деления номинальных значений светового потока на некоторую величину мощности. В нашем случае эта мощность равна 32,5 Вт, поскольку для рассматриваемого типа ламп она, согласно требованиям ANSI C78.81-2005, является средним значением. При таком выборе, как показывает рисунок 4, световая отдача варьируется в пределах

81—99 лм/Вт. Как и выше (см. рис. 1), при построении графика рассматривалась 121 модель ламп девяти производителей. Очевидно, верхний предел этого диапазона будет немного ниже, если оценки провести на основе фактических измерений мощности (см. рис. 3). Отметим, что модели RE70, как правило, находятся на нижнем конце диапазона — их световая отдача ниже 88 лм/Вт. Рисунок 4 также показывает, что более низкая светоотдача характерна для некоторых из моделей RE80 с высокими цветовыми температурами в диапазоне 5000–6500 К. Рисунок 5 показывает расчетные и измеренные NLPIP величины светоотдачи тестируемых ламп. Расчетные величины были получены путем деления заявляемых значений светового потока на 32,5 Вт. Измеренные NLPIP величины были получены по данным тестирования светового потока и реально потребляемой мощности. В данном случае, как и выше, дан коридор суммарной погрешности измерений для каждой модели ламп. Измеренные величины световой отдачи изменяются в диапазоне 86—94 лм/Вт, в то время как расчетные величины световой отдачи варьировались в преде-

Рис. 3. Потребляемая мощность (Вт) ламп T8, измеренных NLPIP

Подробнее о балласт-факторе см. раздел «Балласт-фактор» во Второй части обзора. Это явление было впервые обнаружено Кэмпбеллом с сотрудниками. В Советском Союзе аналогичными исследованиями занимались известные отечественные светотехники Литвинов В.С., Троицкий А.М. и др.

Современная светотехника, #1 2011

23

применение источников света лах 91—97 лм/Вт. Измеренные величины световой отдачи как для ламп RE80, так и RE80 HLO, LL оказываются в среднем на 3,5% ниже, чем расчетные значения. Этот результат обусловлен тем, что измеренные величины светового потока ниже, чем номинальные значения для лампы RE80, а измерения мощности ламп показали, что их мощность выше, чем 32,5 Вт, для всех ламп. Световая отдача ламп RE80 HLO, LL в среднем на 5,8% выше, чем ламп RE80. Это объясняется тем, что, как уже отмечалось ранее, измеренные величины и светового потока, и мощности ламп RE80 HLO, LL были выше,

чем аналогичные параметры ламп RE80. При этом увеличение светового потока несколько выше по сравнению с увеличением реально потребляемой мощности. Повышенная световая отдача ламп RE80 HLO, LL по сравнению с лампами RE80 может сделать весьма привлекательным их выбор для освещения вновь строящихся площадей или модернизации освещения. Например, используя ЭПРА с низким балласт-фактором, потребитель получит тот же световой поток и сэкономит немного электроэнергии. Напомним, что измерение световой отдачи проводится при работе лампы на

Рис. 4. Световая отдача ламп Т8

Рис. 5. Световая отдача тестируемых ламп Т8, измеренная NLPIP

24

www.lightingmedia.ru

низкой частоте (60 Гц). При работе же ламп Т8 с высокочастотным балластом световая отдача увеличивается в среднем примерно на 10%, по данным различных исследований.

СРОК СЛУЖБЫ ЛАМП Т8 Пожалуй, труднее всего ответить на вопрос, каков реальный срок службы у тех или иных ламп, потому что ответ зависит от многих факторов. Потребители ламп обязательно должны взять на заметку ряд особенностей, касающихся величин срока службы ламп. Напомним, что срок службы определяется как количество часов горения ламп, при котором половина некоторой большой выборки образцов этих ламп выходит из строя. Стандартный цикл работы ламп в этом тесте составляет 3 ч, затем на 20 мин лампы выключают. Эта процедура определена в документе IESNA LM-40-01 (Illuminating Engineering Society of North America — Светотехническое сообщество Северной Америки). На рисунке 6 показан диапазон величин срока службы ламп, заявляемых производителями моделей Т8 с различными цветовыми температурами. Размер каждой точки отражает количество моделей ламп для каждого из трех номинальных значений срока службы и цветовых температур (фактическое количество моделей показывается рядом с каждой точкой). Цвета точек, как и на рисунке 1, представляют индексы цветопередачи ламп: RE70, RE80 и RE90. Как видно из рисунка, например, для первых трех цветовых температур 3000, 3500 и 4000 К распределения примерно одинаковы: 8—10 моделей лампы имеют срок службы 20 тыс. ч, 9—13 моделей — 24 тыс. ч и девять моделей — 30 тыс. ч. Как уже говорилось, потребители ламп и проектировщики осветительных систем должны отметить для себя ряд моментов, относящихся к номинальным величинам срока службы ламп, указываемых в каталогах различных производителей. Во-первых, большое влияние на срок службы лампы оказывает величина операционного (рабочего) цикла. Стандартный цикл IESNA

применение источников света предписывает общую основу тестирования для всех лабораторий, осуществляющих такие испытания. Однако такой испытательный цикл не соответствует широкому диапазону рабочих циклов, которые существуют на практике. Поэтому в дополнение к величине срока службы для стандартного испытательного цикла некоторые производители указывают также срок службы для 12-часового операционного цикла. Рисунок 7 демонстрирует влияние рабочего цикла на срок службы лампы. По вертикальной оси отложен относительный срок службы лампы. В этом случае 100% соответствует сроку службы лампы для стандартного рабочего цикла. Как показывает рисунок 7, для типичного 8—9-часового рабочего дня, когда лампы работают непрерывно, средний срок службы лампы может быть вдвое больше, чем указанный производителем. Во-вторых, особо следует обратить внимание на тип балласта, который используется для работы лампы. Срок службы для многих моделей ламп дается при их работе в схемах быстрого пуска. Для некоторых из этих моделей данные каталогов указывают сокращение срока службы на 25%, когда лампы работают в схемах мгновенного зажигания. Кроме того, некоторые производители сообщают, что величина срока службы для определенных моделей дается для их работы с использованием определенного типа балласта. Когда для работы лампы такой модели используется другой балласт, величина срока службы, как сообщается, может снижаться даже на 50% в зависимости от типа балласта. Информация же о зависимости срока службы лампы от вида балласта иногда дается только в сносках (или где-то еще мелким шрифтом), поэтому важно тщательно изучать публикуемые данные производителей. Наконец, следует обратить внимание на такой момент, как скорость, с которой лампы выходят из строя, — он имеет довольнотаки важное влияние на стратегию замены ламп и, следовательно, общие расходы на их замену. Использование лишь одного параметра — номинального срока службы — в анализе затрат не учитывает различия в скоростях

отказов. Для стратегии групповой замены, основанной на приеме решения о замене в случае, когда определенный процент ламп вышел из строя, скорость отказов непосредственно влияет на количество времени до начала их замены. На рисунке 8 показаны результаты исследования, проведенного NLPIP для двух моделей люминесцентных ламп Т8 со сроком службы 20 тыс. ч. Стандартное отклонение для каждой модели позволяет оценить интенсивность отказов. Для моделей с одним и тем же средним значением срока службы меньшее стандартное отклонение (показано на данном рисунке как более крутой спад) означает, что большинство выходов ламп из строя будет происходить ближе к среднему сроку

службы по сравнению с моделями с большим стандартным отклонением (склон более пологий). Для типичной групповой стратегии замены модель 1 обеспечивает большее время работы ламп до их замены. График рисунка 8 показывает, что модель 1 имеет меньшее стандартное отклонение, чем модель 2, поскольку выходы ламп из строя происходят, в основном, ближе к сроку средней продолжительности жизни. Это значит, что изменения срока службы отдельных ламп модели 1 меньше. Знание величины стандартного отклонения наряду с величиной средней продолжительности жизни (т.е. сроком службы), позволяет оценить время до выхода из строя отдельных ламп.

Рис. 6. Срок службы ламп Т8 со световой отдачей выше 80 лм/Вт

Рис. 7. Влияние рабочего цикла на срок службы лампы

Современная светотехника, #1 2011

25

применение источников света

Рис. 8. Кривые отказов для двух моделей ламп Т8

Например, рассмотрим две модели ламп Т8 со сроком службы 24 тыс. ч и стандартными отклонениями, аналогичными моделям 1 и 2 на рисунке 8. Скажем, для офисных помещений, где из-

26

www.lightingmedia.ru

начально установлено 100 новых ламп, первых выходов ламп из строя следует ожидать до истечения 17300 ч их работы для модели 1 и 11800 ч — для модели 2. Момент времени выхода из строя

20-й лампы, который может служить началом групповой замены, может наступить примерно по истечении 21600 ч работы ламп модели 1 и 19600 ч — ламп модели 2. Такие различия в интенсивности отказов, естественно, будут оказывать заметное влияние на расходы при выбранной стратегии замены ламп. Итак, многие факторы, влияющие на величину срока службы, делают эту характеристику лампы величиной довольно неопределенной. Если же учтено влияние на срок службы лампы длительности рабочего цикла и характеристики балласта, то знание стандартного отклонения для конкретной модели может быть использовано для оценки времени начала групповой замены лампы. Таким образом, потребители могут сделать более точную оценку фактического срока службы ламп, чтобы точнее оценить стоимость расходов на освещение. Обзор подготовил Михаил Мальков

системы управления освещением

Беспроводные сети для управления светодиодными системами уличного освещения Мори Райт (Maury Wright), старший технический редактор, LEDs Magazine В статье рассматривается способ установления удаленного контроля над светодиодными системами освещения с помощью беспроводной сети, которая позволяет контролировать энергопотребление и управлять различными функциями, включая регулировку яркости.

Э

Энергоэффективные технологии получают широкое распространение в системах уличного освещения всех стран как результат усилий городских властей, направленных на экономию денежных средств, а также мер, принимаемых энергетическими компаниями для покрытия недостатка в генерации электроэнергии. Светодиодное уличное освещение обещает наибольшую экономию, поскольку твердотельная технология более подвержена адаптивному управлению, чем индукционные или металлогалогенные лампы. Управление осветительными системами позволяет достичь еще большей экономии в режиме минимальных нагрузок. Сети и управляющие системы, например, Roam от компании Acuity Brands, позволяют установить удаленный контроль и управление уличным освещением с помощью беспроводной сети. Применение управляющих сетей не ограничено рамками твердотельных осветительных установок. Система Roam была известна на рынке до появления этих установок, и компания Acuity поставляла свои решения для контроля потребления, двухпозиционного регулирования и обнаружения неисправных ламп в унаследованных системах освещения. Регулирование яркости — дополнительная функция, которая, главным образом, применима в случае светоди-

одных установок с целью сокращения расходов электроэнергии. Например, в Сан-Хосе, шт. Калифорния, дороги ярко освещаются в часы пик и слабо — в ночные часы. Городское освещение также становится менее интенсивным с прекращением дорожного движения. В г. Чула-Виста, шт. Калифорния, имеется испытательный центр, где светильники марки BetaLED проходят сложную процедуру эксплуатации. Они включаются с наступлением сумерек при пониженном уровне яркости, а затем система программируемого управления устанавливает 100-% яркость. В полночь уровень яркости снижается до 50%, а ближе к утру яркость снова нарастает по мере приближения часа пик. В таких сетях как Roam регулирование яркости осуществляется пошагово. Во многих городах эта технология внедрена для автоматизации процесса технического обслуживания, что позволяет снизить его стоимость путем автоматического обнаружения неисправных ламп. С появлением светодиодных ламп на передний план выходит возможность управлять системой освещения и регулировать ее яркость. Например, в Лос-Анджелесе система Roam позволяет управлять уличными твердотельными источниками света (см. рис. 1). На текущий момент в этом городе не используется технология регулирования яркостью, но она будет реализована после испытаний.

ется ячеистой сетью для подключения отдельных светильников. Ячеистая структура подразумевает отсутствие прямого соединения шлюза или базовой станции к каждому светильнику, или узлу сети. Каждый узел может передавать полученные данные, улучшая доступ к базовой станции. В основе работы системы Roam находится спецификация IEEE 802.15.4 как базис для физического и MAC-уровней сети. IEEE 802.15.4 — та же спецификация, что используется в сетях ZigBee, хотя протокол ZigBee изначально создавался для приложений с радиусом действия до 10 м. Сеть Roam обеспечивает работу узлов, находящихся друг от друга на линии прямой видимости на расстоянии в 1000 футов. Ячеистая структура позволяет одной сети покрывать площадь величиной намного большей, чем 1000 кв. футов. Например, такая сеть в одном из проектов охватывает 8 миль дороги, а в Лос-Анджелесе к единому центру управления подключено несколько сетей. Сеть Roam использует ту же безлицензионную полосу частот 2,4 ГГц, что и ZigBee. Более того, в обеих сетях скорость передачи данных составляет 250 Кбит/с. Это сравнительно малая скорость, но ее хватает для отправки управляющих команд и получения данных о состоянии уличных светильников.

СЕТЬ ROAM Рассмотрим, как работает сеть Roam, поскольку она представляет собой один из нескольких подходов системного уровня для широкой реализации систем уличного освещения. Roam явля-

Рис. 1. Цилиндрический модуль сети Roam, установленный на уличный светильник

Современная светотехника, #1 2011

27

системы управления освещением регионов мира обеспечивает достаточно эффективную передачу данных. К тому же объемы данных относительно малы по сравнению, скажем, с интернет-трафиком. Как правило, на прохождение команды из центра управления к узлу требуются 3—5 с. Рис. 2. Шлюзы сети Roam соединяют уличные светильники с Ethernet или ретрансляционной станцией

Рис. 3. Доступ к веб-порталу системы Roam осуществляется с ПК

ШЛЮЗЫ И РЕТРАНСЛЯЦИОННЫЕ СТАНЦИИ Устройство базовой станции, или т.н. шлюз Roam (см. рис. 2), подключается для управления к сети уличного освещения. Сеть Roam состоит из 2000 узлов, что вовсе не значит, что в ней 2000 светильников. Компания Acuity Brands со временем намеревается использовать до 5000 узлов на один шлюз. Именно шлюзы соединяет отдельные сети городских установок с центром управления. Помимо функций, определяемых спецификацией 802.15.4, ячеистая сеть Roam обладает функциями самовосстановления и самоорганизации. Последняя означает способность узла при включении питания автоматически находить связь с другими узлами и подключаться к шлюзу. Самовосстановление — это возможность сети продолжать работу при отказе узла. Узлы сети Roam устанавливают связь с центром управления через ретрансляционную станцию с помощью Ethernet или сотовой связи.

Ethernet хорошо работает во многих относительно малых сетях. Однако в системах освещения, развернутых на больших площадях подобных тем, что существуют в Лос-Анджелесе, сотовая связь является единственным доступным выбором. К счастью, в настоящее время эта связь в большинстве

28

www.lightingmedia.ru

УСТАНОВКА СВЕТИЛЬНИКОВ Рассмотрим, как возможность подключения к сети реализуется на уровне уличного светильника. Большинство уличных ламп оснащено разъемом NEMA (National Electrical Manufacturers Association — Национальная ассоциация производителей электрооборудования), находящимся в их верхней части. Для автоматического включения фонарей в сумерках и выключения утром используются фотодатчики, при этом питание подается через разъем NEMA. Узлы сети Roam (см. рис. 1) реализованы в виде модулей, в состав которых входят блоки фотодатчиков с разъемом NEMA, сетевой узел для включения и выключения, а также цепь мониторинга, докладывающая о состоянии светильника и уровне потребляемой электроэнергии. Система Roam осуществляет раздельное регулирование яркостью. Компания Acuity поставляет модули DCM (Dimming Control Module — модуль управления яркостью), которые устанавливаются в светильники. Выходное напряжение DCM-модулей находится в диапазоне 0...10 В, что позволяет использовать их со стандартными драйверами или балластами.

DCM-модуль также является сетевым узлом, который принимает команды с узла NEMA-блока. DCMмодуль рассматривается как еще один узел беспроводной сети, и потому наличие в сети 2000 узлов не подразумевает использование 2000 светильников. Концепция построения системы Roam весьма проста. NEMAинтерфейс позволяет осуществлять мониторинг и управление включением-выключением почти всех светильников, а во многих проектах по установке осветительных систем можно использовать либо стандартные, либо заказные DCM-модули. Для построения системы освещения достаточно только интегрировать в светильник блок управления включением-выключением,

модуль регулировки яркостью и функции мониторинга в цепь драйвера. Микроконтроллер может не только управлять сетевыми функциями, но и выполнять алгоритмы регулировки яркостью и управления цепью драйвера. Для реализации такого подхода требуется создать официальный промышленный стандарт, определяющий функционирование сетей уличного освещения, чтобы изделия разных производителей были совместимыми. В настоящее время компания Acuity работает в рамках программы 6LoWPAN (стандарт взаимодействия по протоколу IPv6 поверх маломощных беспроводных персональных сетей стандарта IEEE 802.15.4). Эта т.н. межмашинная технология передачи данных от устройств через интернет. Как правило, сетевые протоколы, определяющие работу узлов, должны обновляться автоматически.

СЕТЕВОЙ ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ Наконец, рассмотрим последний участок сети Roam — центр управления. Сеть Roam оснащена пультом управления через защищенный веб-портал, доступ к которому осуществляется с помощью ПК (см. рис. 3). Работа этого портала основана на ИТ-системе, которая поддерживает функции мониторинга, управления и даже текущего обслуживания. Веб-портал использует механизм Google Maps, с помощью которого муниципальные служащие имеют возможность получать информацию от каждого уличного светильника, легко контролировать и управлять его функциями. Кроме того, данные системы Roam могут поступать в уже существующие ИТ-системы. Например, в Лос-Анджелесе имеется крупная картографическая ИТ-система для контроля и управления уличным освещением. Системы компании Acuity обладают способностью передавать данные из центра управления уличными осветительными сетями в ИТ-систему Лос-Анджелеса в формате XML. Средства управления позволяют реализовать энергосберегающий потенциал твердотельного освещения, а в случае с уличными светильниками — снизить расходы на обслуживание с помощью автоматического обнаружения неисправных ламп.

разработка и конструирование

Эффективные решения для теплоотвода в светодиодной светотехнике Известно, что КПД мощных светодиодов на порядок выше, чем у ламп накаливания. В то же самое время большая часть энергии, потребляемой светодиодами (около 75%), все-таки рассеивается в виде тепла. С ростом светового потока от светодиодных источников растет тепловыделение. По оценкам некоторых международных и отечественных экспертов, обеспечение эффективного теплоотвода в светодиодной светотехнике — одна из наиболее актуальных задач, стоящих сегодня перед разработчиками и производителями данной продукции. Настоящая статья посвящена решению задач теплоотвода в современной светодиодной светотехнике при помощи эффективных теплопроводящих материалов.

ПОЧЕМУ ВАЖЕН ЭФФЕКТИВНЫЙ ОТВОД ТЕПЛА В СВЕТОДИОДНОЙ СВЕТОТЕХНИКЕ

В

В отличие от традиционных ламп накаливания и газоразрядных ламп, современные светодиоды чувствительны к высоким температурам по следующим причинам: – во-первых, при перегреве светодиода уменьшается его эффективность, падает световой поток, изменяется цветовая температура, а срок службы может сокращаться в разы; – во-вторых, при температуре 80°С интенсивность свечения падает примерно на 15% в сравнении с интенсивностью при комнатной температуре. Как результат, светильник с 20-ю светодиодами при температуре 80°С может иметь световой поток, эквивалентный потоку от 17-ти светодиодов при комнатной температуре. При температуре перехода равной 150°С интенсивность света светодиодов может упасть на 40%!; – в-третьих, у светодиодов температурный коэффициент прямого напряжения отрицательный, т.е. при повышении температуры оно уменьшается. Обыч-

но этот коэффициент составляет –6…–3 мВ/K, поэтому прямое напряжение типичного светодиода может составлять 3,3 В при 25°C и не более 3 В при 75°C. Если источник питания не позволяет снижать ток на светодиодах, это может привести к еще большему перегреву и выходу светодиодов из строя. Кроме того, многие источники питания для светодиодных светильников рассчитаны на температуру эксплуатации до 70°С. Таким образом, для эффективной работы многих светодиодных устройств важно обеспечить температуру не более 80°С как в области p-n-перехода светодиодов, так и в области источника

питания. Несоблюдение рекомендуемого температурного режима может привести к потере количества и качества света, увеличению

Вячеслав Ковенский materials@ostec-group.ru Начальник отдела технологических материалов ЗАО Предприятие Остек. В 2005 году закончил Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники по специальности «Производство и проектирование радиоэлектронных средств». С 2005 по 2007 годы — разработчик устройств и систем автоматического управления на НТЦ «Белмикросистемы» НПО «Интеграл», г. Минск. Во время работы на НПО «Интеграл» участвовал в разработке, производстве и запуске в эксплуатацию распределенной системы автоматизированного управления климатом объектов агропромышленного комплекса. С 2007 года отдел технологических материалов ЗАО Предприятие Остек. Основной фокус деятельности — повышение эффективности производств передовой техники путем оптимизации комплексного снабжения материалами и предоставления эффективной технологической поддержки производителей. Александр Савельев materials@ostec-group.ru Ведущий инженер группы технической поддержки отдела технологических материалов ЗАО Предприятие Остек В 2006 г. закончил Владимирский государственный университет, кафедра КТРЭС (конструирование и технология радиоэлектронных средств), в настоящее время обучается в Российской академии государственной службы при президенте РФ, 4 курс, «Управление персоналом». Работал в ОАО ЮПЗ Промсвязь с 2002 по 2010 год монтажником РЭАиП, регулировщиком РЭАиП, мастером участка и старшим мастером цеха.

Современная светотехника, #1 2011

29

разработка и конструирование стоимости света от светодиодного устройства, а также сокращению жизни прибора.

РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕПЛООТВОДА В СВЕТОДИОДНОЙ СВЕТОТЕХНИКЕ Наиболее распространенным способом отведения избыточного количества тепла от мощных светодиодов и микросхем является его передача на печатную плату (в т.ч. платы с металлическим основанием — MC PCB, AL PCB, IM PCB), подложку или другие конструктивные элементы электронного устройства. Также применяется установка радиатора на перегревающийся компонент (или перегревающегося компонента на радиатор), что увеличивает площадь лучистого и конвекционного обмена. Затем тепло передается в окружающую среду преимущественно при помощи конвекции. Это относительно недорогие и эффективные методы, однако в каждом случае эффективность теплоотвода зависит от эффективности передачи тепла в области контакта двух поверхностей. Дело в том, что поверхности источника тепла и теплоприемника имеют шероховатости и неровности. При контакте плоскостей в большинстве случаев возникают зазоры (микрополости), в которых содержится воздух (см. рис. 1). В результате плоскости контактируют точечно, что существенно увеличивает тепловое сопротивление перехода. Следует учитывать, что коэффициент теплопроводности воздуха крайне мал — 0,02 Вт/м·К — и примерно в 40 раз меньше, чем

Рис. 1. Схематичное изображение контакта двух поверхностей

Рис. 2. Уровни теплопередачи в светодиодном устройстве

30

www.lightingmedia.ru

у типичных теплопроводящих паст. Таким образом, в связи с наличием воздуха между контактирующими поверхностями возникает высокое сопротивление тепловому потоку, и эффективность отвода тепла существенно падает. Чтобы избежать этого негативного эффекта, используется теплопроводящий материал, который заполняет зазоры. Тип материала выбирают, исходя из рассеиваемой мощности, конструктивных особенностей изделия и уровня теплопередачи.

проводящего материала (в зависимости от конструкции изделия) могут использоваться силиконовые теплопроводящие пасты, клеи, подложки или компаунды. Если светодиоды устанавливаются непосредственно на радиатор, первый и второй уровни теплопередачи совпадают. В этом случае в качестве теплопроводящего материала можно использовать теплопроводящие пасты или клеи с высокой теплопроводностью.

УРОВНИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ТИПОВОМ СВЕТОДИОДНОМ УСТРОЙСТВЕ

Важно учитывать, что для использования в современных светодиодных устройствах теплопроводящие пасты должны иметь широкий диапазон рабочих температур. Для уличного светильника такой диапазон может составлять –50…100°С и выше. Опыт показывает, что широко распространенные и популярные на отечественных производствах традиционные теплопроводящие пасты в ряде случаев не отвечают таким жестким требованиям. Поэтому через относительно короткий период времени паста может высохнуть, потерять свои полезные свойства и, как следствие, теплопередача будет нарушена. Хорошо зарекомендовавшим себя материалом в светодиодной светотехнике для задач теплопередачи второго уровня является силиконовая теплопроводящая паста Dow Corning SC 102. Теплопроводность пасты величиной 0,8 Вт/м·К позволяет ее использовать во многих светодиодных конструкциях, а диапазон рабочих температур –45…200°С обеспечивает эффективную и надежную теплопередачу практически при любых возможных температурах эксплуатации светильника. Для более эффективного отвода тепла от теплонагруженных компонентов (задачи первого уровня теплопередачи), можно использовать пасты Dow Corning с более высоким коэффициентом теплопроводности вплоть до 7 Вт/м·К (Dow Corning TC-5600).

Рассмотрим несколько уровней передачи тепла в типичном светодиодном светильнике (см. рис. 2). Уровень 1: передача тепла от светодиода на печатную плату или основание. Этот уровень характеризуется очень малой площадью контакта и относительно большим количеством передаваемого тепла. Таким образом, для обеспечения эффективной теплопередачи необходим материал, который обеспечит минимальное тепловое сопротивление в области контакта поверхностей. Часто для обеспечения теплопередачи на первом уровне теплоотводящее основание светодиодов припаивают к плате. Пайка — хороший вариант для теплопередачи, т.к. коэффициент теплопроводности типичного припоя равен 85 Вт/м·К. Однако использование данного способа в ряде случаев ограничено из-за технологических соображений. Альтернативой пайке может служить применение теплопроводящих клеев или паст с высокой теплопроводностью (до 7 Вт/м·К для материалов Dow Corning). Уровень 2: передача тепла от платы (модуля) со светодиодами на радиатор или другую рассеивающую тепло поверхность. Этот уровень характеризуется большой площадью передачи и менее мощным удельным тепловым потоком в сравнении с рассмотренным ранее первым уровнем. Для обеспечения теплопередачи на втором уровне можно использовать материалы с относительно невысокой теплопроводностью (в пределах 2 Вт/м·К). В качестве тепло-

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДЯЩИХ ПАСТ

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДЯЩИХ КЛЕЕВ Избавиться от дополнительных элементов крепления можно, используя силиконовые теплопроводящие клеи. В дополнение к теплоотводу они обеспечивают

разработка и конструирование еще и механическую фиксацию, что позволяет упростить процесс сборки светильника. Силиконовые теплопроводящие клеи прекрасно работают в широком диапазоне температур и обладают высокой теплопроводностью, что обусловливает их широкое применение в современной светодиодной технике. В качестве примера можно привести несколько силиконовых теплопроводящих клеев Dow Corning и рассмотреть их особенности (см. рис. 1).

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДЯЩИХ СИЛИКОНОВЫХ КОМПАУНДОВ Часто светодиодная техника — информационные экраны, светильники уличного освещения, светильники взрывобезопасного исполнения, светофоры — оказывается подвержена неблагоприятным воздействиям окружающей среды: влажность, соляной туман, кислотные осадки, загрязнение пылью и т.д. Существует несколько способов защиты светодиодных устройств от воздействия внешней среды. Традиционно используется стекло, которым закрывают устройство. Однако тепловой режим устройства и его оптические характеристики при таком способе защиты не становятся лучше. Кроме того, в подавляющем большинстве случаев замкнутое пространство под защитным стеклом светильника остается заполненным воздухом, поэтому при определенных условиях под стеклом светильника может образовываться конденсат (см. рис. 3). Это может изменить оптические свойства светильника, вызвать коррозию и короткое замыкание в устройстве. Очевидно, что современный светильник требует более надежных решений для защиты устройства.

Многие производители для защиты устройства все чаще используют теплопроводящие заливочные компаунды (см. рис. 4, 5). В этом случае плата или светильник заливается с внешней стороны до уровня оптических элементов светодиодов. Таким образом, при помощи одного материала обеспечивается отвод тепла от светодиодов, защита светодиодного устройства от негативного воздействия внешней среды и дополнительная механическая прочность светильника. Такое решение может повысить эффективность сборки, надежность и конкурентоспособность светодиодного устройства. Хорошим решением для заливки светодиодного устройства могут быть силиконовые компаунды Sylgard 160 и Sylgard 170. Материалы характеризуются теплопроводностью до 0,6 Вт/м·К и возможностью полимеризации при любой глубине заливки. Время полимеризации компаундов составляет несколько минут при повышенной температуре (4 мин при 100°С). Также возможна полимеризация при комнатной температуре, но время отверждения будет дольше. Основные различия этих материалов в том, что Sylgard 170

Рис. 3. Варианты защиты светодиодного светильника

более текучий (2000 сП против 6000 сП у Sylgard 160). Это обстоятельство определяет выбор компаунда для решения конкретной задачи. Таким же образом можно поступить при защите источника питания (драйвера) от негативных внешних воздействий. Прин-

Рис. 4. Пример заливки светодиодной панели и светильника теплопроводящими компаундами Dow Corning

Таблица 1. Сравнительные характеристики теплопроводящих клеев** Dow Corning Параметры

Dow Corning.

SE 4420

Dow Corning.

SE 4486

Dow Corning.

3-6752

Вязкость, сП

108000

19000

81000

Теплопроводность Вт/м∙К

0,9

1,6

1,9

Полное отверждение

200 ч при 20°С*

120 ч при 20°С*

3 мин при 150°С

Потенциальное применение

Теплоотвод с малых площадей средних тепло- Теплоотвод с больших площадей высоких тепловых потоков в мелкосерийном производстве вых потоков в мелкосерийном производстве

Использование в крупносерийном производстве при высоких тепловых нагрузках

* Отверждение слоя в 3 мм при относительной влажности воздуха 55%. ** Линейка теплопроводящих клеев Dow Corning не ограничивается материалами, приведенными в таблице.

Современная светотехника, #1 2011

31

разработка и конструирование Таблица 2. Линейка теплопроводящих подложек Dow Corning Продукт Dow Corning

Отличительные особенности

Толщина, мм

1,1—1,3

0,25—2,0

Dow Corning® TP-15**

Клейкая поверхность с одной или двух сторон. Демпфируют нагрузки и обеспечивают хорошую электрическую изоляцию. Хорошая теплопроводность.

Dow Corning® TP-21**

Хорошо сжимаемые и клейкие с двух сторон подложки. Решение для задач, где требуется плотное заполнение зазоров или перенос тепла через большие воздушные зазоры.

0,7

2,2—5,0

Dow Corning® TP-22**

Демпфируют механические нагрузки и отличаются высокой теплопроводностью.

1,64

0,25—3,0

Dow Corning® TP-23**

Подложки с высокой степенью сжимаемости и высокой теплопроводностью. Решение для задач, где требуется эффективный перенос тепла через большие воздушные зазоры.

1,4

2,2—4,6

Dow Corning® TP-35**

Мягкие теплопроводящие подложки. Демонстрируют высокую степень сжимаемости и высокую теплопроводность.

3,5

0,5—5,0

драйвер (см. рис. 5). В ряде случаев воздух, окружающий источник питания, может выступать в роли теплоизолятора и ограничивать теплопередачу на корпус светильника. Выходом из такой ситуации может быть заполнение пространства вокруг источника питания материалом с высокой теплопроводностью, например, теплопроводящим силиконовым компаундом.

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДЯЩИХ ПОДЛОЖЕК Рис. 5. Тепловая модель светильника

Рис. 6. Применение теплопроводящих подложек в светодиодной технике

цип тот же: компаунд заполняет объем, в котором ранее был воздух, позволяя улучшить тепловой баланс всего блока. Такое решение является общепринятой мировой практикой. В некоторых конструкциях драйвер заключен в корпус светильника. Из-за ограниченного теплообмена драйвер может перегреться и переключиться в режим «защита от перегрева». Для примера можно рассмотреть тепловую модель светодиодного светильника, где красная зона в центре показывает перегретый

32

Тепло-проводность Вт/(м·К)

www.lightingmedia.ru

Для повышения технологичности сборки и упрощения конструкции светодиодного светильника полезным решением могут оказаться теплопроводящие подложки. Этот класс материалов представляет собой заранее отвержденный силиконовый гель со специальными свойствами. Теплопроводность до 3,5 Вт/м·К и толщина 0,25…5,0 мм позволяют решать широкий спектр задач по отводу тепла с поверхности печатных узлов (данные приведены для материалов Dow Corning). С точки зрения конструкции изделия, помимо передачи тепла подложки могут выполнять еще и функцию заполнения воздушных зазоров до 4 мм и более (можно складывать подложки в несколько слоев). Эта возможность востребована как при производстве светодиодных устройств, так и источников питания. Кроме того, благодаря высоким диэлектрическим свойствам и хорошей сжимаемости одна подложка обеспечивает отвод тепла с любой площади печатного узла и от компонентов различных размеров и форм (см. рис. 6).

С технологической точки зрения, применение теплопроводящих подложек упрощает и сокращает процесс сборки светодиодной техники. Подложки не требуют процессов полимеризации, что исключает необходимость применения специального оборудования для отверждения, сокращает затраты времени на сборку, уменьшает потребление электроэнергии и использование человеческих ресурсов. Применение теплопроводящих подложек способно повысить конкурентоспособность светодиодной техники как за счет обеспечения высокого качества продукции, так и за счет оптимизации себестоимости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Еще раз подчеркнем, что по оценкам экспертов, обеспечение эффективного теплоотвода в светодиодной светотехнике — одна из наиболее актуальных задач, стоящих сегодня перед разработчиками и производителями данной продукции. Вполне вероятно, что успешными производителями светодиодной светотехники завтрашнего дня будут именно те, кто раньше найдет и применит современные решения по обеспечению теплового режима работы устройств. Применение современных теплопроводящих материалов является как раз одним из тех решений, которые позволят повысить конкурентоспособность светодиодной техники за счет высокого качества продукции и оптимизации себестоимости. Специалисты Остека готовы помочь вам в поиске таких решений и применении их на практике!

разработка и конструирование

Математическое моделирование разряда в смеси паров ртути с криптоном ВВЕДЕНИЕ В практике изготовления люминесцентных ламп в качестве рабочего (буферного) газа используется, как правило, аргон. В ряде случаев (энергоэкономичные лампы), тем не менее, применяются и аргон-криптоновые смеси [1]. Используется криптон и в мощных люминесцентных лампах ENDURA фирмы OSRAM [2]. Отметим, что нам, вообще говоря, неизвестны работы, где рассчитывались бы характеристики ртутно-криптонового разряда и проводилось сравнение их с экспериментом. В данной работе сопоставление оптических и электрических характеристик такого разряда в различных экспериментальных условиях проводится на основе модели [3]. При этом рассматривается питание разряда током промышленной частоты и ВЧ-питание на примере лампы ENDURA.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПИТАНИЯ РАЗРЯДА ТОКОМ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ

О

Обратимся вначале к сопоставлению расчетных и измеренных в [4, 5] оптических и электрических характеристик ртутнокриптонового разряда, питаемого током промышленной частоты. Отметим, что фактически измерения Весельницкого [4] и Барнса [5] (для «стандартной» трубки радиуса R = 1,8 см) являются практически единственными известными нам измерениями потоков резонансных линий в криптоне в широком диапазоне разрядных токов. Однако измерения [4] проводились также для различных радиусов трубок и в несколько большем диапазоне разрядных токов.

1

Главное, при этом измерялись также величины эффективных (действующих) электрических полей, что позволяет лучшим образом следить за соответствием теории и эксперимента, поскольку, как известно, измерения оптических характеристик имеют большие погрешности. Поэтому измерения [4] были выбраны как базовые при сравнении расчета с экспериментом. На рисунках 1—2 приведены расчетные и экспериментально измеренные1 [4] величины электрического поля для трубки диаметра 2,5 см (внутренний диаметр выбирался равным 2,4 см). Давление буферного газа выбиралось равным 0,5 и 2 Тор, температура холодной точки tх.т.= 45°С, диапазон действующих значений разрядного тока 0,1–2 А. На рисунках 3—4 для тех же условий даны зависимости мощностей излучения резонансных линий ртути 254 и 185 нм. При этом для оценки расхождения расчета с экспериментом измерения электрического поля даны с коридором погрешности в 10%. Аналогично, коридор погрешности оптических измерений выбирался равным 15%. Как видно из рисунков 1—2, в широком диапазоне изменения разрядных условий — величин действующего тока, давления буферного газа — расчетные и экс-

периментально измеренные [4] значения электрического поля совпадают вполне удовлетворительно. Наблюдается заметное (порядка 15% при давлении 2 Тор) превышение расчетных значений поля над измеренными для значений тока ≤0,1 А. Напомним [6], что аналогичное превышение наблюдается и при использовании в качестве буферного газа аргона. Оно, как отмечалось в [6], обусловлено, видимо, возрастанием погрешностей в описании функции распределения электронов по энергиям по мере уменьшения концентрации электронов с уменьшением разрядного тока. Подтверждением тому является вполне удовлетворительное совпадение расчетных и измеренных значений поля по мере роста тока. Об этом же говорит и сравнение расчетных и измеренных действующих значений электрического поля в трубке меньшего диаметра (1,75 см) (см. рис. 5—6) для тех же давлений 0,5 и 2 Тор. На рисунках 7—8 для тех же условий даны зависимости мощностей излучения резонансных линий ртути 254 и 185 нм. Аналогично рисункам 1—4, измерения электрического поля даны с коридором погрешности в 10%; коридор погрешности оптических измерений выбирался равным 15%.

Михаил Мальков Кандидат физико-математических наук. Окончил физический факультет и аспирантуру МГУ им. М.В. Ломоносова. Основная область интересов — зондовая диагностика и моделирование газового разряда. МГУ им. Н.П.Огарева, Ген.директор ООО «Иннотех» E-mail: michail.malkov@yandex.ru

Использовались экспериментальные данные [4], приведенные в [1].

Современная светотехника, #1 2011

33

разработка и конструирование

Рис. 1. Действующие значения электрического поля ( — расчет, — эксп. [4]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от величины разрядного тока. 2R = 2,4 см, tх.т.= 45°С, P = 0,5 Тор

Рис. 2. Действующие значения электрического поля ( — расчет, — эксп. [4]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от величины разрядного тока. 2R = 2,4 см, tх.т.= 45°С, P = 2,0 Тор

Рис. 3. Выход излучения резонансных линий (254 нм: — расчет, — эксп.

[4]; 185 нм: – расчет, — эксп. [4]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от величины разрядного тока. 2R = 2,4 см, tх.т.= 45°С, P = 0,5 Тор

Рис. 4. Выход излучения резонансных линий (254 нм: — расчет, — эксп. [4]; 185 нм: — расчет, — эксп. [4]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от величины разрядного тока. 2R = 2,4 см, tх.т.= 45°С, P = 2,0 Тор

Рис. 5. Действующие значения электрического поля ( — расчет, — эксп. [4]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от величины разрядного тока. 2R = 1,75 см, tх.т.= 52°С, P = 0,5 Тор

Рис. 6. Действующие значения электрического поля ( — расчет, — эксп. [4]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от величины разрядного тока. 2R = 1,75 см, tх.т.= 52°С, P = 2 Тор

Как показывают рисунки 3, 7, при малом давлении (0,5 Тор) вплоть до разрядного тока ≈1 А для таких разрядных трубок расчет и эксперимент совпадают достаточно удовлетворительно. Затем с ростом тока погрешность в описании эксперимента возрастает и при токе 2 А, например, для линии 185 нм может достигать 50%. Одна-

34

www.lightingmedia.ru

ко при давлении 2 Тор (см. рис. 4, 8) в этом диапазоне тока расчет и эксперимент совпадают с точностью до 20% лишь для линии 185 нм. Сравнение рассчитанных и измеренных мощностей излучения линии 254 нм в зависимости от разрядного тока для рассматриваемой трубки показывает, что измеренные величины во всем диапа-

зоне токов на 20–25% при малых и на 25—35% меньше расчетных при больших токах. Отметим, что примерно аналогичное расхождение расчетных и экспериментальных данных по выходу резонансного излучения наблюдалось в ртутноаргоновом разряде [6]. Оценим разность температур вблизи стенки трубки и в ее цен-

разработка и конструирование

Рис. 7. Выход излучения резонансных линий (254 нм: — расчет, — эксп.[4]; 185 нм: — расчет, — эксп. [4]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от величины разрядного тока. 2R = 1,75 см, tх.т.= 52°С, P = 0,5 Тор

Рис. 8. Выход излучения резонансных линий (254 нм: — расчет, — эксп. [4]; 185 нм: — расчет, — эксп. [4]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от величины разрядного тока. 2R = 1,75 см, tх.т.= 52°С, P = 2,0 Тор

Рис. 9. Выход излучения резонансных линий (254 нм: — расчет, — эксп. [5]; 185 нм: — расчет, — эксп. [5]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от tх.т.. Разрядный ток 0,8 А. 2R = 3,6 см, P = 1 Тор

Рис. 10. Выход излучения резонансных линий (254 нм: — расчет, — эксп. [5]; 185 нм: – расчет, — эксп. [5]) ртутно-криптонового разряда в зависимости от tх.т.. Разрядный ток 0,4 А, 2R = 3,6 см, P = 1 Тор

тре для ртутно-криптонового разряда. Искомую разность температур можно приближенно рассчитать как [7] (1) =0,5πR2 W(0), W(0) — удельгде ная мощность потерь энергии в центре трубки на нагрев атомов газа при упругих столкновениях с электронами, R — радиус трубки, k — коэффициент теплопроводности газа, который в нашем случае (криптон) брался равным 2,7 10–5 кал/с см град. Как показывают расчеты, для трубки диаметра 2,4 см при токе 2 А на 1 см положительного столба вкладывается примерно 0,85 Вт, из которых 12% идет на нагрев газа. Согласно (1), разность температур при этом составляет около 105 К. При температуре стенки ~ 330 К (напомним, что в эксперименте [4] температура водяной бани поддерживалась на десять граду2

сов выше температуры холодной точки) отношение плотностей атомов газа и ртути у ее стенки и в центре трубки составляет, таким образом, около ~ 1,3. В то же время, например, для разрядного тока 0,3 А аналогичная оценка дает ΔТ = 15 К. Итак, если в первом случае фактор неоднородности распределения атомов газа и ртути действительно может привести к заметному рассогласованию расчета и эксперимента, то при малых токах им можно пренебречь (отношение плотностей менее 1,05). Перейдем к сопоставлению расчетных и измеренных в [5] оптических характеристик ртутнокриптонового разряда, питаемого током промышленной частоты, в зависимости от температуры холодной точки. На рисунках 9—10 приведены расчетные и экспериментальные мощности излучения линий 254 и 185 нм для трубки радиуса R = 1,8 см и таких разрядных усло-

вий, когда нагревом газа еще можно пренебречь2 — P = 1 Тор, токи 0,8 и 0,4 А, соответственно. Как показывают данные рисунки, в рассматриваемом диапазоне температур холодной точки для мощности излучения линии 254 нм наблюдается вполне удовлетворительное согласие расчета с экспериментом [5]. Для мощности излучения линии 185 нм согласие расчета с экспериментом можно считать хорошим лишь при температурах tх.т. ≥40°С. При температуре tх.т.= 30°С расхождение составляет примерно 50%. Чем это обусловлено, не совсем ясно. При анализе баланса энергии в разряде возникает довольно важный вопрос. Например, для случая 2R = 2,4 см, tх.т.= 45°С, P = 2 Тор (см. рис. 2, 4) расчет показывает, что, например, для тока 2 А излучением из разряда выносится приблизительно 75,5% всей вкладываемой мощности (66,5% приходится на резонансные и 9% —

Например, для тока 0,8 А и tх.т.= 40°С оценка согласно (1) дает ∆Т = 20 К.

Современная светотехника, #1 2011

35

разработка и конструирование

Рис. 11. Изменения КПД излучения резонансных линий ( — 254 нм, — 185 нм) и суммарного излучения нерезонансных линий ( ) для лампы «ENDURA» (разрядный ток 7,1 А) в зависимости от tх.т.

на остальные линии). В данном случае измеренная величина действующего поля составляет 0,54 В/см. Расчетный коэффициент мощности столба равен 0,874, и если предположить, что коэффициент мощности в реальном эксперименте примерно таков же, то по экспериментальным данным [4] излучением резонансных линий выносится лишь 39% мощности. Если для оценок также принять, что около 10% мощности приходится на излучение остальных линий, а 12% идет на нагрев газа, то стеночные потери в «экспериментальном» балансе энергии составляют примерно 40%. Итак, если измерения точны, на что тратится столь значительная часть мощности разряда?

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ЛАМПЫ ENDURA Обратимся, наконец, к моделированию характеристик (оптических и электрических) лампы ENDURA — мощной безэлектродной люминесцентной лампы фирмы OSRAM. Лампа питается током частоты 0,25 МГц (т.н. индуктивно связанный разряд). Средняя длина разрядного промежутка оценивается разработчиками в 72—73 см. В лампе ENDURA в качестве буферного газа используется криптон3 при давлении 0,25 Тор. Имеются различные модификации этих ламп. Так, например, 150-Вт лампа ENDURA работает при разрядном токе 7,1 А. При этом мощность собственно лампы (внутренний диаметр 52 мм) составляет 138 Вт. На рисунке 11 даны зависимости выхода излучения резонанс3

Рис. 12. Изменения электрического поля в зависимости от tх.т. для ламп: — ENDURA, — ICETRON

ных линий и суммарного нерезонансного излучения лампы в зависимости от температуры холодной точки для разрядного тока 7,1 А. Отметим, что в недавней нашей работе [8] проводился подобный расчет характеристик для лампы ICETRON. Если провести сопоставление данных рисунка 11 для лампы ENDURA с данными рисунка 9 [8] для лампы ICETRON, то обнаружится практическая идентичность характеристик этих ламп. Скажем, при рабочей температуре 40°С КПД линии 254 нм составляет примерно 60%, а КПД линии 185 нм — около 16%. Отметим, что при этом практически совпадают и вкладываемые в разряд мощности. Так, для лампы ICETRON расчет для вкладываемой мощности дает величину 139 Вт, для лампы ENDURA — 136 Вт. Наконец, рисунок 12 демонстрирует расчетные зависимости электрического поля от температуры tх.т. для рассматриваемых ламп при токах рабочего режима. Как показывает сопоставление расчетных электрических характеристик рассматриваемых ламп, они также подобны. Максимум электрического поля (слабо выраженный) в обоих случаях приходится на температуру tх.т.= 30°C, в то время как максимум КПД линии 254 нм — на tх.т.= 40°C.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, результаты данной работы показывают, что модель [3] позволяет удовлетворительно рассчитывать электрические и оптические характеристики как ртутно-аргонового, так и ртутнокриптонового разряда при пи-

В аналогичной лампе ICETRON в качестве буферного газа используется аргон при давлении 0,3 Тор.

36

www.lightingmedia.ru

тании его переменным током в широком диапазоне изменения внешних параметров. Для более точного расчета мощностей излучения линий 254 и 185 нм при больших токах, очевидно, необходимо учитывать возникающую вследствие значительного нагрева газа неоднородность распределения атомов ртути и буферного газа. Что касается расхождения расчетных и экспериментальных данных по выходу излучения линии 254 нм в узких трубках (диаметра 1,75 и 2,4 см), наблюдаемого как в аргоне, так и в криптоне, то, безусловно, необходимы дополнительные теоретические и экспериментальные исследования. В частности, необходимо оценить изменения концентрации паров ртути из-за эффекта радиального катафореза. Следует заметить, что измерение мощностей резонансных линий (и особенно линии 185 нм) представляет, вообще говоря, весьма сложную задачу. Относительно [4] напомним, что абсолютирование измерений в данном случае проводилось по экспериментальным данным Барнса [5]. Но в [5] пространственное распределение излучения резонансных линий не определялось — при абсолютировании измерений предполагалось ламбертовское распределение. К тому же измерения проводились только для стандартной трубки (диаметр 3,6 см). Такое абсолютирование, как отмечалось в [1], может приводить к значительным погрешностям измерений для других разрядных условий. ЛИТЕРАТУРА 1. Г.Н. Рохлин. Разрядные источники света. М., Энергоатомиздат, 1991.

2. V. Godyak, J. Shaffer//Inv. Paper at the 8 Int. Symposium on the Science&Technology of Light Sources, Greifsfald, Germany, 1988.

3. В.С. Литвинов, М.А. Мальков и др.//Светотехника. № 11. С. 12. 1986.

4. И.М. Весельницкий. Определение оптимальных параметров и некоторые вопросы конструирования люминесцентных ламп повышенной мощности. М., 1966.

5. B.T. Barnes, J. Appl, Phys., 31, p.852, 1960.

6. М.А. Мальков, В.А. Терехин, А.И. Терешкин, Светотехника. №4. С. 4. 2006.

7. W.Verweij//Philips research reports supplements. N 2. PP. 1–112. 1961.

8. М.А. Мальков//Современная светотехника. №5. С. 34. 2010.

разработка и конструирование

Технология производства сверхъярких светодиодов станет конкурентоспособной на рынке светотехнической продукции Эрик Вири, Филипп Роуссел, и Паула Доу, аналитики фирмы YOLE Development, Том Персал, генеральный секретарь Европейского промышленного консорциума Photonics (EPIC) В статье рассматриваются пути снижения стоимости светодиодной продукции, увеличение объемов их производства, а также перспективные технологии, благодаря которым светодиоды могут занять подобающее место на рынке светотехнических изделий.

П

По идее, технические открытия и модернизация производства должны вести светодиодную промышленность по пути повышения производительности и снижения стоимости до определенного уровня. Однако этого не происходит. На фоне быстро развивающегося рынка сверхъярких светодиодов легко упустить из виду тот факт, что очередной виток научного прогресса зависит от технологий, которых пока еще не существует. Увеличение объема продаж на LED-рынке зависит от технических открытий и модернизации производства, что позволит снизить себестоимость каждой единицы света (люмена) в десять раз, а значит, позволит конкурировать с люминесцентными лампами. Однако прогресс в этой области еще только намечается. В 2010 году большой спрос на дисплеи с подсветкой увеличил рост рынка сверхъярких светодиодов на 50%. Примерно такой же рост ожидается и в следующем году, а в период с 2013 по 2014 год он удвоится. Как бы там ни было, пока этот сектор рынка еще набирает обороты, дальнейший рост в целом будет зависеть от развития значительного спроса на всю светодиодную продукцию в 2015 году. Оценивая темпы современного прогресса в области улучшения производительности и снижения стоимости, у светодиодной промышленности есть все шансы это-

го достигнуть. Однако требуется увеличить темпы развития. Если светодиодная промышленность будет стремиться к развитию, то, в конце концов, займет достойное место на рынке светотехнической продукции, уверен генеральный секретарь Европейского промышленного консорциума Photonics (EPIC) Том Персал. И это закономерный результат глобального технического прогресса во всех областях научной и практической деятельности — от базовых исследований и материалов, до дизайна устройства и производственной эффективности. Если светодиоды так и будут стоить дороже люминесцентных ламп в два или три раза, то свой сегмент на рынке они вряд ли когда завоюют. Снижение стоимости будет самым существенным изменением, а не очередной полумерой. Оно позволит совершить те самые прорывные открытия, что поднимут светодиодную промышленность на новую ступень развития. Это направление работы признано членами Консорциума (EPIC) приоритетным. Организация дала поручение своим членам и аналитикам Yole Development подготовить доклад, озаглавленный «LED Mantech» (Технология производства светодиодов) с подробным анализом направленности и содержания процесса производства светодиодов.

штабов и качества производства, тщательный подбор комплектующих. Увеличение масштаба производства гарантированно снизит цены и позволит сегменту сверхъярких светодиодов занять свое место на рынке. Совокупный годовой темп роста (CAGR) доходов к 2015 году, равный 28,2% — согласно основному сценарию — увеличит объемы производства пластин. Несмотря на непрерывно снижающуюся среднюю стоимость, продажи сверхъярких светодиодов в 2015 году принесут 25,7 миллионов долларов и обеспечат 40% совокупного годового темпа роста рынка. На рисунке 1 отражена динамика роста общей площади произведенных пластин. Так, при сохранении нынешних темпов роста, к 2015 году общая совокупная площадь обработанной поверхности пластин составит 51 миллион миллиметров — в восемь раз больше площади, произведенной в 2009 году (см. рис 1). Впрочем, увеличение объемов продаж не даст такого же стремительного увеличения использования пластин. Однако ожидается, что к 2015 их будет использоваться в семь раз больше, что эквивалентно 86,3 миллионам двухдюймовых пластин. С таким объемом продаж для сохранения позиций на рынке, к 2015 году потребуются солидные инвестиции. Вероятно, у больших, вертикально-интегрированных компаний вроде LG или Samsung в этом плане будет гораздо больше возможностей, чем у остальных. С тех пор, как две эти компании пришли на рынок светодиодов, они выпускают 20% от всего мирового объема светодиодной продукции. Новички-производители полупроводников, только что при-

С тех пор, как LG и Samsung пришли на рынок светодиодов, они выпускают 20% от всего мирового объема светодиодной продукции

УВЕЛИЧЕНИЕ МАСШТАБОВ ПРОИЗВОДСТВА Наилучшие возможности для комплексного снижения стоимости светодиодов даст увеличение эффективности производства, которое зависит от многих факторов, наиболее значимыми из которых являются увеличение мас-

Современная светотехника, #1 2011

37

разработка и конструирование шедшие на рынок светодиодов окажутся в окружении промышленных гигантов, имеющих достаточные ресурсы для инвестиций. Сегодня в производстве светодиодов на основе нитрида галлия (GaN) занято свыше 60 компаний и поодиночке им не выжить. Поэтому ожидается их постепенная консолидация, которая, по оценкам экспертов Yole Development начнется уже в 2013 году.

ПОСТАВЩИКИ ОБОРУДОВАНИЯ Объемы промышленного производства и продаж такой величины не могли не привлечь внимание поставщиков оборудования. Они начали вкладывать деньги в разработку комплектующих, специально приспособленных

для светодиодов. Это позволит повысить объемы продаж. Сектор производства сверхъярких светодиодов стремительно набирает обороты, и такие гиганты полупроводниковой промышленности как Самсунг и Микрон могут значительно ускорить этот процесс. По оценкам специалистов, чтобы обеспечить потребность в светодиодной продукции в 2010—2014 годах, необходимо построить еще 1400 дополнительных реакторов МОС-гидридной (MOCVD) эпитаксии. Большую часть этих реакторов к 2011 году

будут производить новички, с небольшим опытом производства, что может вызвать некоторую нестабильность и всплеск спроса. Интенсивный рост рыночных продаж сверхъярких светодиодов вынудит производителей оборудования для МОС-гидридной эпитаксии сделать серьезные инвестиции в улучшение реакторов, удвоив их производительность. В конечном счете, поставщики планируют удвоение прибыли каждые пять лет. Одним из наиболее вероятных путей повышения доходов станет внедрение более совершенного оборудования и автоматизация производственного процесса. Несмотря на определенный потенциал, возможности модернизации с ростом темпов производства уменьшаются. По оценкам специалистов, с учетом всех возможных издержек и выбраковок, доля качественных пластин составит не более 24 процентов от общего количества произведенной продукции. Однако даже при развитии самого худшего сценария, производство светодиодов к 2020 году возрастет на 40 процентов. Такой низкий показатель обусловлен усложнени-

Даже при развитии самого худшего сценария, производство светодиодов к 2020 году возрастет на 40 процентов

Рис. 1. Сравнительная диаграмма площади подложек из различных материалов. Источник: доклад «LED Mantech» (Технология производства светодиодов)

Рис. 2. Ключевые технологии и области исследований, отражающие относительное влияние на производственную стоимость светодиодов. *Под производительностью светодиода здесь имеется в виду эффективность, компактность, цветопередача, долговечность. Источник: доклад «LED Mantech» (Технология производства светодиодов)

38

www.lightingmedia.ru

разработка и конструирование ем технической спецификации, что делает процесс модернизации довольно трудным делом (см. рис.2 ).

ПЛАСТИНЫ С БОЛЬШИМ РАЗМЕРОМ УВЕЛИЧИВАЮТ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Применение пластин большего диаметра также способствует снижению цен. Пока большая часть производителей использует 2-х дюймовые пластины, часть из них перешла на 4-х дюймовые, а самые продвинутые осваивают 6-ти дюймовые. Большой спрос на светодиодную подсветку вызвал такой же спрос на 2-х дюймовые пластины, причем он настолько превысил предложение, что стоимость 2-х дюймовой пластины почти сравнялась со стоимостью на 4-х дюймовую. Чтобы увеличить производительность реакторов для МОС-гидридной эпитаксии, многие компании были вынуждены перейти на 4 дюйма. Массовый переход на использование пластин большего размера начнется не раньше 2011 года. Однако и в том случае массовая доля 2-х дюймовых пластин составит почти половину от общего количества. Переход через несколько лет на 6-ти дюймовые пластины позволит значительно увеличить эффективность светодиодов. Сегодня производство 6-ти дюймовых пластин не из дешевых — чтобы вырастить необходимый

кристалл, а также получить из него пластины определенного размера, нужны соответствующие технологии. Для их развития потребуются годы. Однако увеличение производственных мощностей произойдет уже в этом году за счет суммарной мощности таких гигантов как Рубикон и Монокристалл, а также корейской компании Сапфир Технолоджи. Кроме того, к выпуску 6-ти дюймовых пластин в 2010 году приступила фирма LG, и по крайней мере еще две — гиганты Philips Lumileds и Lextar дышат ей в затылок. Компании, занимающиеся испытанием 8-ми дюймовых пластин, планирующие выпускать их с 2012 года или позже, зависят от наличия качественного оборудования. Производство пластин такого или даже большего диаметра станет реальностью лишь тогда, когда будут решены такие проблемы, как выращивание больших монокристаллов, и получение из этих кристаллов пластин необходимой величины и толщины, а также конечная стоимость пластин. Благодаря серьезным научным исследованиям, была найдена альтернатива подложке из сапфира. Наиболее вероятной заменой сапфиру может служить кремний, однако стоимость изготовления кремниевой пластины гораздо выше, чем сапфир. И пока не появится инновационная технология, способная удешевить про-

изводство пластин из других материалов, сапфирные подложки остаются вне конкуренции.

КОРПУС И ЛЮМИНОФОР Совершенствование корпуса и люминофора также помогут снизить стоимость в ближайшие несколько лет. Благодаря устойчивости к перегревам, кремниевые пластины вскоре могут полностью заменить сапфировые подложки, тем самым открыв новую страницу в корпусном дизайне светодиодов. Если матрица будет распределена по всей поверхности подложки, то и люминофор и линзы можно расположить в удобном месте и при этом весьма компактно. Это поможет существенно снизить затраты на сборку. Примерно такие же технологии уже с успехом применяются в датчиках КМОП (CMOS), а также микроэлектромеханических системах. Из способов снижения затрат на люминофор, который преобразует световое излучение в привычный нам белый цвет можно выделить такие, как использование инновационных наработок, увеличение объемов и качества производства. Еще одним перспективным подходом в ценовой оптимизации является технология световой точки. Однако она еще находится в процессе разработки. Перевёл и подготовил Тимур Набиев

OLED-панели от OSRAM становятся продуктовым семейством С появлением двух новых OLED-панелей Orbeos компания OSRAM совершила еще один шаг на пути к массовому внедрению OLED-технологии.

Компания OSRAM представила две новые OLED-панели семейства Orbeos. Обе панели имеют зеркальную поверхность и теплый белый цвет свечения, одна панель — прямоугольной формы, другая — круглой. Семейство Orbeos

уже серийно производится. Новые формы панелей позволят расширить творческий простор для дизайнеров.

OLED-панели приводят разработчиков в восторг. Тонкая конструкция панелей — прозрачных или зеркальных при выключении, и их чрезвычайно мягкий свет открыли совершенно новые возможности для творчества. В конце 2009 года компания OSRAM представила первую панель под маркой Orbeos. Круглая форма и не дающее бликов свечение напомнила многим лунный свет. Новые панели имеют толщину всего 1,8 мм и поэтому прекрасно подходят для встраиваемых источников света для мебели, дизайнерских светильников и зеркал. Панели могут встраиваться в зеркала таким образом, что в выключенном состоянии невозможно определить переход от

OLED-панели к зеркалу. Яркость света регулируется в безграничном диапазоне от 0 до 1700 кд/кв.м. Свечение — теплое белое, независимо то угла, под которым смотрят на панель. Прямоугольная панель имеет излучающую свет поверхность размером 132×48 мм. Она не содержит видимых полосковых проводников, тем самым, создавая гладкую зеркальную поверхность с показателем цветопередачи не менее 85. Круглый вариант панели является зеркальной версией первой панели Orbeos. Обе панели могут включаться и выключаться без временной задержки. Все панели семейства Orbeos будут производиться с 2011 года на пилотной линии в Регенсбурге (Германия). Источник: www.ledinside.com

Современная светотехника, #1 2011

39

силовая электроника в светотехнике

Высокие токи управления и малое падение напряжения на цепочке светодиодов снижают эффективность системы освещения Мэттью Рейнолдс (Matthew Reynolds), менеджер по применению микросхем для систем твердотельного освещения, National Semiconductor В статье рассматриваются вопросы оптимизации системы освещения на базе светодиодных ламп замены с точки зрения повышения эффективности и увеличения срока службы системы. Определены характеристики перспективных светодиодных ламп замены и проанализированы источники потерь мощности в схеме драйвера светодиода. Приведены ключевые факторы, которые влияют на падение общей эффективности светодиодной системы освещения. На базе сравнительного анализа двух конфигураций светодиодов предложены рекомендации по повышению эффективности и увеличению срока службы системы освещения. Статья представляет собой перевод [1].

З

За сравнительно короткий период развития отрасли твердотельных систем освещения на базе светодиодов много говорилось о необходимости системного подхода при разработке системы. Такой подход требует оптимизации различных составных частей и технологий в системе, в том числе светодиодных компонентов, решений по отводу тепла, оптики и электроники драйвера. Только недавно появилась возможность по новому подойти к проектированию такой многопрофильной системы, как светодиодная система освещения, так как специалисты в каждой из областей предложили свои оптимизированные решения. Но все же помехи остаются. Например, более яркие светодиоды, для управления которых нужны более высокие токи, создают проблему низкой энергоэффективности электроники драйвера. Развитие конфигураций драйверов и оптимизация характеристик светодиодов должны быть тесно связаны, чтобы обеспечить

высокую эффективность систем освещения. За последние 10 лет производители светодиодов существенно увеличили эффективность светодиодов. Решения в области твердотельных систем освещения были не столь экономичны, как существующие технологии освещения, и производители светодиодов сосредоточили свое внимание на увеличении отношения лм/Вт, или даже точнее говоря, лм/доллар. Производители силовой электроники и микросхем потратили более 30 лет на то, чтобы накопить достаточный опыт в области AC/ DC- и DC/DC-преобразователей напряжения и применить его для решения проблем управления светодиодами. Хотя в системах твердотельного освещения требуется драйвер постоянного тока, который отличается от обычных стабилизаторов напряжения, знания и опыт производителей силовой электроники позволили приступить к решению задачи на высоком уровне. Топологии драйверов светодиодов, использованные в самых первых системах твердотельного освещения, представляли собой, в значительной степени, модификации существующих стабилизаторов напряжения. Эффективные AC/DC-драйверы светодиодов, однако, имеют уникальные требования. Эти требования определили задачи и методы, использованные специалистами в области силовой электроники при разработки эффективных, надежных и экономичных решений для драйверов систем твердотельного освещения. С развитием технологий и программ по энергосбережению, подобных Energy Star и Lighting Facts Label Министерства энергетики США, все силы были задействованы для ускорения массового внедрения твердотельных систем освещения. Производители свето-

диодов совершили невероятный прогресс в увеличении эффективности светодиодов. Оптическая отрасль сумела минимизировать потери светового потока и увеличить качество оптики. Производители силовой электроники и микросхем разработали специализированные драйверы и оптимизировали их для светодиодов. Но так ли хорошо обстоят дела на самом деле?

СТОИМОСТЬ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ ОПРЕДЕЛЯЕТ КОНСТРУКЦИЮ Для того, чтобы твердотельные светильники получили массовое распространение, окончательное решение должно быть конкурентоспособным по сравнению с существующими технологиями. Светодиоды являются наиболее дорогими компонентами в твердотельной системе освещения. Эти приборы изготавливаются на сравнительно небольших пластинах, и стоимость их производства не является оптимальной. Сейчас эта ситуация улучшается. Но производители светильников поняли, что простейшим средством снижения стоимости системы является уменьшение количества светодиодов в системе. Отрасль твердотельных систем освещения заставила производителей светодиодов создавать продукты с более высокой эффективностью, а также светодиоды, которые имеют увеличенный световой выход — светодиоды более высокой мощности, которые работают при более высоких токах. Однако возникла другая проблема, связанная с тем, что производители светильников стали использовать светодиоды более высокой мощности и постоянно уменьшают количество светодиодов, требующихся в системе. Уменьшение числа светодиодов положительно сказалось на снижении стоимости продукта, но это создало непред-

Современная светотехника, #1 2011

41

силовая электроника в светотехнике виденную техническую трудность при достижении более высокой энергоэффективности системы. Эта проблема впервые была замечена на рынке светодиодных ламп замены типа A19/E27. Специалисты в области твердотельных систем освещения полагали, что драйверы светодиодов улучшат свою эффективность (или, по крайней мере, она останется на том же уровне) при снижении количества светодиодов в системе и при увеличении светового выхода светодиодов. Выяснилось, что эффективность упала. Рассмотрим пример, а затем обсудим, как это получилось.

СПЕЦИФИКАЦИЯ ТИПОВОЙ СВЕТОДИОДНОЙ ЛАМПЫ ЗАМЕНЫ Типовая светодиодная лампа замены 60-Вт лампы накаливания имеет следующие характеристики: – напряжение: 10 последовательно включенных светодиодов (31…36 В); – световой выход: ~800 лм; – прямой ток светодиода: 350 мА; – выходная мощность (макс.): 12,6 Вт; – КПД: 85%; – входная мощность: ~14,82 Вт; – системная эффективность: 53,7 лм/Вт; ~ – внутренняя рассеиваемая мощность: ~2,3 Вт. Используя более яркие светодиоды, производители твердотельных систем освещения ожидали уменьшить количество светодиодов в системе, увеличить ток управления светодиодов и достичь небольшого увеличения эффективности. В качестве целевых для светодиодных ламп замены следующего поколения были приняты следующие характеристики: – напряжение: 5 последовательно включенных светодиодов (15…17 В); – прямой ток светодиода: 700 мА; – световой выход: ~800 лм; – выходная мощность (макс.): 11,9 Вт; – входная мощность: ~14 Вт; – КПД: 85%; – системная эффективность: ~67 лм/Вт; – внутренняя рассеиваемая мощность: ~2,1 Вт. В реальности получилось, что конструкция с меньшим числом

42

www.lightingmedia.ru

светодиодов не соответствует заявленной спецификации. Характеристики системы отвечали требованиям по световому выходу и выходной мощности. Но эффективность системы упала. Характеристики системы оказались следующими: – напряжение: 5 последовательно включенных светодиодов (15…17 В); – прямой ток светодиода: 700 мА; – световой выход: ~800 лм; – выходная мощность (макс.): 11,9 Вт; – входная мощность: ~15,9 Вт; – КПД: 75%; – системная эффективность: 50 ~ лм/Вт; – внутренняя рассеиваемая мощность: ~4 Вт. Достижение заявленных показателей по системной эффективности, конечно, было проблемой и при реализации данного проекта соответствие требованиям Energy Star могло быть под вопросом. Рассеиваемая мощность также вызывала беспокойство, но по другим причинам. Тепло, выделяемое из-за потерь мощности, могло вызывать проблемы с надежностью. Проблема выделения тепла могла также увеличить стоимость из-за необходимости использования большего числа радиаторов или заливки электроники компаундом.

ИСТОЧНИКИ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ Чтобы понять причины падения эффективности, рассмотрим источники потерь мощности. Потери в каскаде преобразования энергии можно разделить на три типа, а именно, потери проводимости, потери на переключение и потери холостого хода.

Все кремниевые приборы и пассивные компоненты драйвера светодиодов имеют внутренние сопротивления. Протекание тока через сопротивление приводит к потерям мощности: IRMS2 х R. В зависимости от качества и типа выбранных компонентов (MOSFET, диоды, магниты), величина потерь может меняться с изменением характеристик системы. Потери на переключение происходят во время переходного процесса при включении одного MOSFET или диода и одновременного выключения другого MOSFET или диода. Преобразователь, работающий на частоте 200 кГц, будет иметь в два раза больше потерь на переключение, по сравнению с преобразователем, работающим на частоте 100 кГц, однако существует оптимальное соотношение между рабочей частотой коммутации и потерями мощности. Коммутация на более высокой частоте допускает использование меньшей индуктивности катушки и более компактных компонентов, позволяя применять провода большего сечения, что может снизить потери проводимости. Потери холостого хода связаны с питанием внутренних цепей. В подобных драйверах светодиодов можно получить одинаковую выходную мощность (POUT = ILED · VLED-Stack), но в зависимости от напряжения и токов в системе, а также типов компонентов эффективность системы может меняться в широких пределах. Изучив схему, показанную на рисунке 1, и, учитывая источники потерь мощности, можно сделать некоторые предположения отно-

Рис. 1. Принципиальная схема типовой светодиодной лампы замены, использованной в эксперименте по оптимизации системы

силовая электроника в светотехнике сительно падения напряжения на цепочке последовательно соединенных светодиодов VLED-Stack и тока ILED, протекающего через эти светодиоды, в твердотельной системе освещения. Благодаря увеличению тока через уменьшенное число светодиодов световой выход может достичь требуемой величины, но эффективность может снизиться. Экспресс-анализ позволяет определить следующие факторы, которые приводят к падению эффективности в системе.

– Потери проводимости в катушке L3 будут возрастать с увеличением прямого тока светодиода.

– Потери на переключение в обратном диоде D4 возрастают, когда увеличивается прямой ток светодиода.

– При уменьшении падения напряжения на цепочке светодиодов VLED-Stack увеличивается доля времени, когда обратный диод D4 находится в проводящем состоянии, относительно времени, когда включен главный коммутирующий MOSFET Q4. Этот диод будет иметь большие потери проводимости, чем MOSFET, и поэтому потери мощности в системе увеличиваются.

– Потери проводимости увеличиваются в главном коммутирующем MOSFET Q4 с увеличением тока светодиода.

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД ОБЕСПЕЧИВАЕТ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Приятной новостью является то, что системный подход к проектированию может обеспечить создание более эффективных светодиодных продуктов, в том числе ламп замены. Оптимизация всех элементов системы от выбранного светодиода до драйвера может обеспечить создание конкурентоспособного продукта, который также соответствует требованиям по эффективности и надежности. Компании-разработчики продуктов силовой электроники приступили к разработке решений для драйверов светодиодов, которые показывают высокую эффективность, когда падение напряжение на цепочке светодиодов весьма мало по сравнению с входным напряжением. Кроме того, National Semiconductor и другие компании создали драйверы светодиодов, которые по-

Рис. 2. Конфигурация светодиодов MX-6 и MX-6S компании Cree

зволяют обеспечить требования программы Energy Star. Анализ в лабораторных условиях многих различных типов светодиодов и конфигураций драйверов показал, что при использовании меньшего числа светодиодов с более высоким прямым током достичь соответствия продукта требованиям Energy Star для рынка ламп было бы намного сложнее. При этом, производители светодиодов осознают, что концентрация усилий на разработке эффективных светодиодов еще не обеспечивает успех полной системы освещения на рынке. Производители светодиодов все в большей мере интересуются тем, каким образом их светодиоды используются на рынке и создают такую конфигурацию приборов, которая помогает оптимизировать конкретное решение в области твердотельных систем освещения. Светодиоды, которые используются в лампах замены типа A19/ PAR, должны сильно отличаться от светодиодов для систем уличного освещения и в лампах типа MR16. Работая вместе с разработчиками из разных областей, производители светодиодов в последнее время спроектировали светодиоды, специально предназначенные для конкретных приложений. Поставщики светодиодов начали предлагать приборы специализированного применения. Одним из таких новых продуктов компании Cree является светодиод MX-6S. Этот прибор отличается от более старой версии MX-6 измененной конфигурацией и обеспечивает существенные преимущества при использовании его в конкретном приложении; и, в данном случае, его преимущества проявляются при использовании в лампах замены. MX-6 содержит 6 параллельно включенных светодиодов в одном корпусе. Ток каждого светодиода в корпусе составляет до 150 мА; таким образом, суммарный ток всех светодиодов

достигает 1000 мА. Светодиоды имеют прямое напряжение от 3,2 до 3,6 В. Новый светодиод MX-6S имеет 6 внутренних светодиодов, включенных последовательно. Прямой ток последовательной цепи достигает 115 мА. Светодиод MX-6S имеет прямое напряжение от 19 до 22 В. Упрощенная конфигурация светодиодов MX-6 и MX-6S показана на рис. 2. Светодиодный кристалл в MX-6 и MX-6S идентичен — допуская, что эти кристаллы из одной и той же выборки по бинингу. Единственное отличие между двумя светодиодами — их внутренняя конфигурация. Это позволило осуществить в условиях лаборатории анализ влияния падения напряжения на цепочке светодиодов в лампе A19 на характеристики системы, работающей с обычным драйвером.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СВЕТОДИОДОВ MX6 И MX6S Был выполнен стендовый анализ, который позволил оценить возможность использования светодиодов Cree в лампах замены и определить рабочие характеристики системы. Анализ падения напряжения на цепочке светодиодов и токов имеет следующие цели и критерии.

– Оптимизация обычного драйвера светодиода для твердотельных ламп замены с помощью различных конфигураций светодиодов.

– Регистрация потерь мощности и критичной температуры компонента.

– Сравнение стоимости при реализации двух конфигураций схем.

– Выработка рекомендаций для конфигураций драйверов и светодиодов с учетом их характеристик, а также показателей надежности и технологичности. Токи светодиодов были заданы таким образом, чтобы получить определенную величину светового выхода для каждого из

Современная светотехника, #1 2011

43

силовая электроника в светотехнике

Рис. 3. Светодиоды MX-6 от Cree соединены последовательно при реализации 800-лм лампы

Рис. 4. Светодиоды MX-6S компании Cree сконфигурированы в виде матрицы 3× 2 для реализации 800-лм лампы

вариантов проекта. При одинаковом световом выходе, мы получили достаточно сопоставимые системные показатели, такие как потери светового потока из-за влияния температуры. Контроль оборудования для измерения светового потока, теплоотводов и

механической конструкции обеспечил получение сопоставимых результатов анализа. На прототипе был выполнен эмпирический анализ конфигурации с низким и высоким падением напряжения на цепочке светодиодов. Светодиодная лампа

Таблица 1. Рабочие характеристики лампы на базе MX-6 Количество светодиодов ILED, мА VFLED, В 6 600 3,65

VO, В 22

PO, Вт 13,2

Эффективность, % 78,0

Рассеиваемая мощность, Вт 3,72

Таблица 2. Рабочие характеристики лампы на базе MX-6S Количество светодиодов ILED, мА VFLED, В 6 90×3 21,25

VO, В 42,5

PO, Вт 11,5

Эффективность, % 86,0

Рассеиваемая мощность, Вт 1,75

Таблица 3. Результаты испытаний лампы на базе MX-6 Входное напряжение, ВAC 115 Количество термопар 1 2 3 4

44

Падение напряжения на цепочке светодиодов, В 21,6 Внешний элемент Электролитический конденсатор Основной MOSFET Катушка индуктивности Выходной диод

www.lightingmedia.ru

Ток светодиода, мА

Эффективность, %

600 78 Температура чрез 20 мин, °С 65 100 101 120

была эквивалентна 60-Вт лампе накаливания со следующими параметрами: – VIN = 115 ВAC ±20%; – PF (коэффициент мощности): не менее 0,70; – Срок службы светодиодной лампы: не менее 30000 час; – Система совместима с диммерами с обратной и прямой фазой; – Коэффициент ослабления яркости: не менее 50 :1; – Эквивалент 60-Вт лампы накаливания по световому выходу (~800 лм). Упрощенная схема лампы на базе светодиодов MX-6 (см. рис. 3) включает в себя 6 светодиодов MX-6, соединенных последовательно с током управления 600 мА. Каждый светодиод обеспечивает эффективность примерно 133 лм/Вт при токе 600 мА. В таблице 1 приведены рабочие характеристики для такой конфигурации. Упрощенная схема лампы на базе светодиодов MX-6S показана на рисунке 4. Конфигурация включает 6 светодиодов, которые соединены в виде матрицы 3×2. Общий выходной ток равен 270 мА при токе 90 мА в каждой цепочке. Каждый светодиод обеспечивает эффективность примерно 133 лм/Вт при токе 90 мА. В таблице 2 приведены соответствующие рабочие характеристики.

АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ И НАДЕЖНОСТИ Чтобы выполнить анализ тепловых режимов и надежности, драйвер светодиодов был помещен в пластиковый корпус и вставлен в обычную алюминиевую арматуру лампы PAR38. Драйвер и светодиоды были собраны в виде обычной лампы замены PAR38. Вначале была использована конфигурация в виде шести последовательно соединенных светодиодов MX-6 с током 600 мА. Термопары были размещены на электролитическом конденсаторе, основном MOSFET, основном выпрямляющем диоде и выходной катушке индуктивности. Результаты стендовых испытаний приведены в таблице 3. Затем испытания были повторены с использованием шести светодиодов MX-6S в конфигурации рис. 4. Результаты испытаний приведены в таблице 4.

силовая электроника в светотехнике ЗАКЛЮЧЕНИЕ Данный простой анализ позволяет системным разработчикам сделать вывод о том, что наибольшее внимание следует уделять перепаду температур важнейших компонентов драйвера светодиодов для двух вариантов схем. Имеется небольшая разница в стоимости этих двух конструкций. Но перепад температур может быть катастрофичным для репутации производителя из-за возможных возвратов продуктов. Стоимость может быть косвенным фактором в том случае, если производителю вначале требовалось использовать конкретную конфигурацию светодиодов, а затем ему необходимо было улучшить эффективность с помощью сравнительно дорогих электронных компонентов или использовать дополнительный радиатор или компаунд, чтобы тепловые характеристики компонентов системы находились в допустимых пределах. Часто определяющим фактором в оценке ожидаемого срока

Таблица 4. Результаты испытаний лампы на базе MX-6S Входное напряжение, ВAC 115 Количество термопар 1 2 3 4

Падение напряжения на цепочке светодиодов, В 40,15 Внешний элемент Электролитический конденсатор Основной MOSFET Катушка индуктивности Выходной диод

службы электроники драйвера является электролитический конденсатор. Если тщательно подойти к выбору компонента, то электролитические конденсаторы, используемые в светодиодных системах освещения, могут работать и более 50000 часов. Согласно практическому правилу, при увеличении температуры электролитического конденсатора на 10°C срок его службы уменьшается вполовину. Например, если вы будете использовать электролитический конденсатор, рассчитанный на работу в течение 10000 часов при температуре 105°C, в условиях температуры

Ток светодиода, мА

Эффективность, %

300 86 Температура через 30 мин, °С 51 80 98 90

окружающей среды 85°C, то этот конденсатор будет вполне хорошо работать в течение времени вплоть до 40000 часов. Если тот же конденсатор будет работать при температуре 95°C, то ожидаемый срок службы составит около 20000 час — большая разница. В нашем случае срок службы, по крайней мере, удвоится при использовании светодиодов с более высоким падением напряжения на них. ЛИТЕРАТУРА 1. Matthew Reynolds. High LED drive currents with low stack voltages create efficiency challenges//LEDs Magazine, February 2011.

Исследователи сравнили светодиодное уличное освещение с освещением газоразрядных ламп Центр LRC опубликовал еще один отчет об исследовании светодиодного уличного освещения, снова сделав выводы о том, что характеристики натриевых ламп высокого давления при освещении дорог превосходят параметры твердотельных изделий. В новом отчете “Specifier Reports: Streetlights for Local Roads” исследовательского центра LRC при Ренсселерском политехническом институте представлена сравнительная оценка освещения от четырех светодиодных уличных фонарей и высокочастотных газоразрядных ламп (ВГЛ) с освещением от натриевых ламп высокого давления (НЛВД). Только один твердотельный светильник смог сравниться с НЛВД по требованиям ANSI/IESNA RP-8. Специалисты LRC оценивали освещение от уличных фонарей, расположенных вдоль участка дороги длиной в 1 милю, и определяли их количество в соответствии с требованиями RP-8 к уровню освещенности. В отчете приводятся данные о необходимом количестве фонарей, потреблении электроэнергии и сроке службы светильников.

Светодиодные светильники и ВГЛ, освещенность которых была эквивалентна освещенности 100-Вт НЛВД, были приобретены специалистами центра LRC в соответствии с рекомендациями представителей поставщиков. Диаграмма излучения приобретенных изделий соответствовала конструкции светильников типа II с полной отсечкой («голова кобры»). Исследование показало, что при заданном уровне освещенности количество столбов со светодиодными светильниками на 3—92% больше по сравнению с числом фонарей на основе НЛВД. Количество фонарей с ВГЛ от производителя GE Lighting превышает показатель для НЛВД на 64%. Суммарное энергопотребление светодиодных установок варьирует в пределах –42—15% по сравнению с энергопотреблением НЛВД из расчета на 1 милю. Для ВГЛ этот показатель на 41—51% выше, чем в случае с НЛВД. Затраты в течение срока службы определялись стоимостью фонарных столбов и их установки. Исходя из того, что цикл замены светодиодного модуля составляет 25 тыс. ч, средняя стоимость жизненного цикла для

светодиодов в 1,9 больше, чем у НЛВД. Это значение снижается, если жизненный цикл светодиодного модуля достигает 50 тыс. ч. Только один светодиодный светильник смог сравниться с НЛВД по рабочим параметрам — модель STR-LWY-2M-HT-04-C-UL-SV от компании BetaLED, при использовании которой в уличных фонарях с односторонним расположением источника света расстояние между ними составило 200 футов, как и в случае с НЛВД. В отчете сделан вывод о том, что стоимость светильника BetaLED в течение срока службы могла бы оказаться ниже, чем у НЛВД, если бы его срок службы составил 50 тыс. ч. Было бы интересно узнать мнение отраслевых компаний на этот отчет. Доклад LRC, опубликованный прошлой осенью, получил совершенно противоположные оценки со стороны некоторых производителей, и даже Министерство энергетики США заинтересовалось методологией получения данных. Источник: www.ledsmagazine.com

Современная светотехника, #1 2011

45

готовые решения

Обнадеживающие результаты пилотного проекта LightSavers по реализации светодиодного уличного освещения Мори Райт (Maury Wright), старший технический редактор, LEDs Magazine В пилотном проекте по созданию системы твердотельного уличного освещения в Каледоне, Канада, были испытаны светодиодные светильники от трех производителей. В статье обсуждаются результаты измерения освещенности, потребляемой мощности и ухудшения светового потока в течение года после установки этой системы.

П

Проект LightSavers, спонсором которого выступил фонд TAF (Toronto Atmospheric Fund), собрал за год данные о пилотной установке светодиодных систем освещения в г. Каледоне, Канада. Группа исследователей LightSavers один раза в две недели измеряла оптические характеристики осветительных установок с использованием твердотельных источников света, а также металлогалогенных ламп. Выяснилось, что светодиодное освещение имеет ряд преимуществ, к числу которых относятся высокий уровень освещенности, экономия расхода электроэнергии, однородность излучения и относительно небольшая деградация светового потока. Однако из-за более высокой стоимости твердотельных светильников у них достаточно продолжительный срок окупаемости — 14—18 лет. Со временем снижение цен на светодиодную продукцию и рост эффективности твердотельных светильников приведет к уменьшению их срока окупаемости. Фонд TAF организовал проект LightSavers (www.lightsavers.ca) по ускорению внедрения современных технологий освещения

46

www.lightingmedia.ru

и адаптивному управлению в целях снижения расходов энергии и выделения парниковых газов. Позднее организация The Climate Group приобрела лицензию на использование торговой марки LightSavers у фонда TAF и составила программу LightSavers (www. theclimategroup.org/programs/ lightsavers) по поддержке проектов светодиодного освещения и реализации систем интеллектуального управления. Три из пилотных проектов TAF, в т.ч. каледонский проект, составляют часть общей программы The Climate Group. Эта программа позволяет сравнить результаты пилотных проектов всего мира и поделиться этими выводами.

В каледонском проекте использовались светодиодные светильники от производителей Elumen, Relume и Ruud (BetaLED). Эти изделия можно считать «почти эквивалентными», с точки зрения оптических параметров, со 175Вт металлогалогенными лампами Gardco CR20 4XL с диаграммой излучения Type IV от компании Philips.

КАЛЕДОНСКИЙ ПРОЕКТ Каледонский проект был реализован на городском паркинге. Муниципальные власти обеспечили поставку светодиодных ламп, а руководители программы TAF LightSavers — организацию сбора данных и проведения испытаний в течение ноября 2009 — ноября 2010 гг. Этот проект был относительно небольшим, т.к. в его рамках были установлены девять светодиодных ламп. Также была произведена оценка работы светодиодных светильников от трех производителей и получены практические результаты. Паркинг в Каледоне был выбран отчасти исходя из того, что эксплуатировавшиеся на нем металлогалогенные лампы плохо работали. В частности, они требовали ежегодной замены из-за чрезмерной деградации светового потока. Протокол пилотного проекта Monitoring and Evaluation Protocol в рамках программы LightSavers представлен на указанном выше сайте.

Рис. 1. Фонарный столб со светодиодным светильником компании Elumen. Красным цветом помечено место измерения освещенности

В разных частях паркинга было установлено по три светильника от каждого производителя. На рисунке 1 показаны светильники Elumen. Светильники были установлены на высоте 5 м. Для каждого из четырех тестируемых участков была составлена таблица с восемью ячейками для записи результатов измерения освещенности (см. рис. 2). Как видно из рисунка 2, расстояние между фонарными столбами не было одинаковым во всех случаях, а измерения освещенно-

готовые решения

Рис. 2. Таблица данных об освещенности излучения светильников на паркинге в Каледоне. Для каждой пары фонарей, помеченных красными крестиками, отведено по восемь ячеек

сти проводились непосредственно перед фонарями и между их парами.

ков от двух производителей значительно превзошли показатели металлогалогенных ламп.

МЕТОДОЛОГИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ

ДЕГРАДАЦИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА

Перед началом экспериментов были установлены новые лампы. Все измерения проводились спустя примерно 100 ч после эксплуатации светильников, чтобы дать им возможность выйти на полную мощность. Сначала были измерены энергопотребление и освещенность ламп. Затем измерения освещенности повторялись дважды в месяц. Измерения проводились, по крайней мере, спустя час после заката с помощью фотометра Cooke cal-LIGHT 400. При этом также измерялась температура и атмосферные условия.

В процессе измерений изучалась также деградация светового потока, что стало одной из причин, по которой эксперименты проводились целый год. Возможная деградация светового потока остается препятствием для широкого внедрения светодиодов в системах наружного освещения. С точки зрения экономической целесообразности, светодиодные лампы должны обеспечивать более 70% от начального уровня светоотдачи (L70) в течение продолжительного срока службы. Заявленный срок службы светильников, установленных на паркинге в Кале-

Рис. 3. Диаграмма измерений средней и минимальной освещенностей спустя год в четырех контрольных случаях

На рисунке 3 представлены результаты экспериментов. Как видно из диаграммы, характеристики светодиодных светильни-

доне, составлял 100 тыс. ч, или около 22 лет. Исходя из этого срока службы, ежегодная деградация светового

потока светильников не должна превышать 2%. У металлогалогенных ламп деградация за год достигла 51%. По всей видимости, эти ламы не были должным образом герметизированы, и на их работу повлияла влажность. В светильниках компании Elumen для противодействия деградации используется механизм постепенного увеличения управляющего тока. Проводившиеся в течение года измерения были нерегулярными. Их показания оказывались выше и ниже первоначально полученных, а последний результат превзошел начальный на 11,5%. Специалисты проекта LightSavers считают, что срок службы светильников Elumen превышает 20 лет. Измерения характеристик светильников Relume в течение года оказались ниже первоначально полученных, однако результат последнего измерения в точности совпал с первым. По мнению специалистов проекта LightSavers, листья на деревьях поблизости от фонарей перекрывали часть света и, таким образом, влияли на результаты измерения характеристик в течение года. Эти данные указывают на то, что срок службы светильников Relume превышает 20 лет. Деградация характеристик светильников Ruud в течение года составила 8,95%. Возможно, отчасти это ухудшение было вызвано преждевременным нарушением работы металлогалогенных фонарей, находившихся поблизости и излучавших свет на участок измерения характеристик светильников Ruud. Группа исследователей заменила металлогалогенные лампы в конце эксперимента, что снизило показатель деградации. При этом, однако, он не дотянул до требуемых 2%. Исследователи LightSavers намереваются провести дополнительные фотометрические измерения характеристик светильников Ruud. Исследователи также попытались оценить корреляцию оптических характеристик с температурой, т.к. тепловой расчет является важным параметром источника твердотельного освещения. Корреляция оказалась незначительной. Это обстоятельство позволило сделать вывод о том, что тепловой расчет всех проте-

Современная светотехника, #1 2011

47

готовые решения стированных светильников был правильным.

ИЗМЕРЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ И ЭКОНОМИЯ ЕЕ РАСХОДА Исследователи LightSavers измерили ток, потребляемый каждым светильником, а затем рассчитали потребление ламп. Так, металлогалогенные лампы потребляют 218 Вт. Измерения твердотельных источников света оказались чуть более сложными. На вход металлогалогенных ламп подавалось напряжение 347 В. На момент приобретения светодиодных светильников ни один из них не работал при таком высоком напряжении, поэтому на каждый фонарь был установлен трансформатор, подававший 120 В. Экспериментаторы измеряли ток на выходе трансформатора, и потому в сравнительных показаниях потери в нем не учтены. Потребляемая мощность твердотельных светильников от компаний Rudd, Relume и Elumen составила 92, 70 и 67 Вт, соответственно. Следует заметить, что со временем потребление све-

Таблица 1. Экономические показатели светодиодных светильников Светиль- Стоимость, Ежегодная экономия Среднегодовая экономия Простая окупае- Рентабельность инвеник долл. расходов*, долл. на обслуживании, долл. мость**, лет стиций за 20 лет**, % Elumen 1349 50 14,2 47 Relume 1772 49 17,3 18 36 Ruud 1651 41 17,9 15 * Из расчета 0,075 долл./(кВт∙ч) ** Из расчета, что ежегодная инфляция цен за энергию составляет 3,5%

тильника Elumen растет за счет увеличения управляющего тока, компенсирующего деградацию излучения. В таблице 1 сведены данные о стоимости изделий, экономии и периоде окупаемости для светодиодных светильников. В указанную стоимость включена цена трансформатора. Несмотря на то, что период окупаемости достигает 18 лет, инвестиции в этот тип освещения оправданы, если срок службы данных источников света превышает 20 лет. В случае если светодиодные светильники устанавливаются вместо отслуживших металлогалогенных ламп, период окупаемости сокращается на три года. Учитывая значительное падение цен на твердотельные источники света с момента поставки

этих светильников, а также их усовершенствованные характеристики и большой объем партии, период окупаемости данных источников света на текущий момент мог бы оказаться существенно меньше, чем приведенные цифры. Кроме того, на относительно высокой стоимости проекта сказалась необходимость установки трансформаторов. Изделия следующего поколения поддерживают возможность питания от 347 В, что существенно улучшает экономические показатели новых ламп. По мнению специалистов группы LightSavers, при стоимости светильника менее 1000 долл. период окупаемости составляет менее 10 лет. Возможно, уже в этом году цены достигнут указанного уровня.

Международная выставка светотехники − крупнейшее мероприятие в мире 9—12-го июня 2011 г. в Гуанчжоу, Китай, пройдет GILE — крупнейшая в мире международная торговая выставка. Это мероприятие, организованное компанией Guangzhou Guangya Messe Frankfurt, пройдет в 18-ти павильонах общей площадью 180 тыс. кв.м. На текущий момент зарегистрировано более 2000 экспонентов — ведущих компаний мира, среди которых ESTO Lighting (Австрия), GE Lighting (США), Osram (Германия), Philips (Нидерланды), QSSI (США), Reggiani (Италия), Thorn (Австрия) и др.

2011 г. станет седьмым годом сотрудничества между компаниями Messe Frankfurt и Guangzhou Guangya Exhibition. Первая выставка, организованная этими компаниями в 2004 г., занимала 55 тыс. кв.м в пяти залах, насчитывала 917 экспонентов и 35495 посетителей.

48

www.lightingmedia.ru

Одной из целей данного мероприятия является поддержка растущей китайской светотехнической индустрии. Выставка обеспечивает экспонентам площадку для продаж и маркетинга, а также для проведения 30 семинаров, конференций и установления сотрудничества между профессионалами всех уровней. В рамках работы выставки пройдут мероприятия с участием представителей китайских, тайваньских и японских компаний, включая симпозиумы и презентации. По мнению Хубена Дуна, генерального директора Guangzhou Guangya Messe Frankfurt и генерального управляющего Messe Frankfurt, успех этой выставки убедительно доказывает плодотворность сотрудничества между локальной и международной компаниями. В результате такого партнерства появилась очень авторитетная выставка, которая представляет все сегменты рынка светотехнической продукции Азии, а также является тем местом, где ее участники получают возможность увидеть, как развивается мировая светотехническая промышленность.

Быстрое развитие светотехнических технологий открывает новые многообещающие возможности в индустрии осветительных систем. В ответ на потребности современного рынка на выставке GILE появилась площадка LED Asia, посвященная LED/OLED-продукции. На этой площадке будет представлен полный спектр крупнейших китайских поставщиков, специализирующихся на разных сегментах рынка, начиная с сырья и заканчивая приложениями. Выставка LED Asia пройдет в 9 залах на площади 80 тыс. кв.м. На данный момент для участия в этом мероприятии уже зарегистрировалось около 1300 экспонентов, включая такие зарубежные компании как Brightlux (США), Citizen (Япония), CREE (США), Delta (Тайвань), Everlight (Тайвань), Lextar (Тайвань), Nichia (Япония), Panasonic (Япония), Rohm (Япония), Seoul Semiconductor (Корея) и Toshiba (Япония). В рамках этого мероприятия состоится симпозиум Asia LED Lighting Symposium, посвященный новейшим тенденциям рынка и технологиям. Источник: www.ledinside.com