Парадокс: как свет может не светить?, Или почему светодиоды не всегда хорошо?

Вы знаете, как потратить 500 млн. руб?
Медведев Дмитрий Анатольевич сказал – нужно экономить на электричестве. Отлично, экономия это всегда хорошо. Особенно, когда можно немножко потратиться.

Вот только что освещенная светодиодами улица практически в центре города, типичный случай:

С недавних пор г. Рязань всё больше и больше погружается во тьму.
Я уже не ругаюсь на злостных ксенонщиков, когда хватаю зайчиков от встречки, с завистью смотрю на автовладельцев с люстрами из 4 ПТФ и всем советую ходить со светоотражающими элементами одежды – иначе в нашем городе не выжить.

Вся суть поста в двух словах: 16000 фонарей уличного освещения в г. Рязани заменили с натриевых и ртутных ламп на модные светодиодные, которые по факту светят намного хуже (освещают только себя), а экономическая выгода от экономии электричества растворяется в начальной огромной цене светодиодного светильника и его низкого качества.
Итого:
- бюджетные деньги израсходованы;
- освещение для водителей стало намного хуже, а для пешеходов исчезло вовсе (светодиоды светят направлено на дорогу);
- администрация может гордиться статусом ПЕРВОГО города, перешедшего на светодиодное освещение.
Вот для понимания происходящего небольшое видео - сравнение старых и новых светильников. Обратите внимание на освещение тротуаров:


Итак, интриги, расследования, диванная аналитика и гнев в одном посте, об окончании сообщу. Погнали!

Начнём с чтения новостей.

Новость 1.
В Рязани запустили крупнейший в России проект модернизации уличного освещения 25
7 мая дирекция благоустройства города подписала контракт с ООО «ГПБЭнергоэффект», дочерней энергосервисной компанией «Газпромбанка». Контракт заключен на семь лет. По плану, с помощью нового оборудования город сможет сэкономить около половины средств, которые сейчас тратят на уличное освещение.
Ссылка 1

Новость 2.
В Рязани заменят 16 тысяч светильников
По словам замначальника управления благоустройства и дорожного хозяйства Юрия Фурфурака, оборудование уличного освещения морально устарело, а его износ составляет около 90%.
Старые фонари заменят на современные, энергоэффективные светодиодные светильники. Также установят более 350 шкафов управления уличным освещением для создания автоматизированной информационно-измерительной системы
Отметим, этот проект стал крупнейшим в России по модернизации системы городского уличного освещения в рамках энергосервиса. В результате ожидается снижение потребления электроэнергии более чем на 50% от прежнего уровня.
Ссылка 2

Новость 3.
На это выделяется чуть больше 500 млн рублей.
Ссылка 3


Добавлено в 14:43
Начало весьма хорошее. Население города с радостью восприняло новость об экономии, стали радоваться модным светодиодным фонарям – ведь это современно – 4 светодиодных линейки в стильном корпусе!
Но первые дожди принесли разочарование – ездить за рулем стало очень тяжело. Разметку видно плохо, пешеходов не видно вовсе! А спустя год стали появляться чёрные пятна – светильники стали выходить из строя. Как же так, почему мечты о прекрасном разбились о суровую правду реальности?

Теперь немного технических моментов. Почему светодиоды это не всегда хорошо?

Техническая справка – лампы против светодиодов.

Из чего состоит освещение города? В уличные светильники устанавливаются ртутные (ДРЛ) и натриевые (ДНАТ) лампы мощностью 125, 250, 400 ватт, а также обычные лампы накаливания мощностью 100 и 500 ватт.

Устройство ламп накаливания всем известно, поэтому на них останавливаться не будем.

Ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ (дуговая ртутная люминофорная) применяются для освещения улиц, цехов промышленных предприятий и других объектов, не требующих высокого качества цветопередачи.

Лампа ДРЛ состоит из стеклянного баллона 1, снабженного резьбовым цоколем 2. В центре баллона укреплена ртутно-кварцевая горелка (трубка) 3, заполненная аргоном с добавкой капли ртути. Четырехэлектродные лампы имеют главные катоды 4 и дополнительные электроды 5, расположенные рядом с главными катодами и подключенные к катоду противоположной полярности через добавочный угольный резистор 6. Дополнительные электроды, облегчают зажигание лампы и делают ее работу более стабильной.

При подаче напряжения между близко расположенными главным катодом и дополнительным электродом обратной полярности на обоих концах горелки начинается ионизация газа. Когда степень ионизации достигает определённого значения, разряд переходит на промежуток между главными катодами, так как они включены в цепь тока без добавочных сопротивлений, и поэтому напряжение между ними выше.
Электрический разряд в газе создает видимое голубовато-зеленое и невидимое ультрафиолетовое излучение, вызывающее красноватое свечение люминофора. Эти свечения суммируются, в результате получается яркий свет, близкий к белому.

Лампы ДРЛ имеют высокую светоотдачу. Они устойчивы к атмосферным воздействиям, зажигание их не зависит от температуры окружающей среды.
• Лампы типа ДРЛ выпускаются мощностью 80, 125, 250, 400, 700, 1000 Вт.
• Средний срок службы 10000 часов.

Включение ламп в сеть осуществляется с помощью ПРА (пуско-регулирующей аппаратуры). В обычных условиях последовательно с лампой включается дроссель, при очень низких температурах (ниже −25°C) в схему вводится автотрансформатор.
• При включении ламп ДРЛ наблюдается большой пусковой ток (до 2,5•Iном). Процесс разгорания лампы длится до 7 минут и более, повторное включение лампы возможно лишь после ее остывания (10-15 минут).

ДНаТ - дуговая натриевая трубчатая лампа. Конструкция и принцип работы лампы ДНаТ довольно просты. Во внешнем стеклянном баллоне лампы ДНаТ есть специальная «горелка», которая представляет собой цилиндрическую разрядную трубку из особого материала — чистой окиси алюминия. Трубка заполнена смесью паров натрия и ртути, здесь присутствует также зажигающий газ ксенон. Электрический разряд (дуга) создается в парах натрия высокого давления. При этом лампа имеет специфический цвет излучения с золотисто-белым или оранжево-желтым оттенком.

Натриевые лампы ДНаТ подключаются специальным образом: в первую очередь, для этого необходимы специальный пускорегулирующий аппарат (или иначе — электромагнитный/электронный балласт) и импульсно-зажигающее устройство (ИЗУ).

Желтый оттенок, оптимальный для водителей (позволяет лучше различать автомобили и пешеходов на проезжей части), характерен для натриевых ламп ДНАТ.
Цена на натриевые лампы выше примерно в два раза, чем на ртутные, но ровно на столько же продолжительнее срок их службы и качество света. Отметим, что за одну лампу ДРЛ-250 МУП «Свет города Рязани» выкладывает 105 рублей 72 копейки (на 2012 год).



Добавлено в 14:46
Несмотря на очевидные достоинства лампы ДНаТ, использование ламп такого типа целесообразно только при невысоких требованиях к цветопередаче. Кроме того, лампа ДНаТ предполагает, как правило, длительное время включения — до 6-10 минут.
Эффективность натриевых ламп прямо зависит от температуры окружающей среды, что также ограничивает их применение — в холодную погоду они светят хуже. Не совсем однозначно и утверждение, что они экологичнее ртутных ламп, так как в качестве наполнителя в большинстве ламп ДНаТ применяется соединение натрия с ртутью (амальгама натрия).
Натриевые лампы высокого давления обладают высоким КПД (примерно 30%). Исходя из спектрального анализа света, излучаемого лампами ДНаТ, на длины волн 550-640 нм приходится наибольшее излучение, что наиболее близко для восприятия человеком. Цветопередачу можно улучшить, используя разнообразные газовые смеси и люминесцирующие материалы, а также изменяя давление в лампе. Однако подобные приемы уменьшают КПД и световой поток лампы.

Светодиодные светильники (те, которыми наградили рязанцев)

Светодиодные светильники выпускаются в нескольких вариантах по количеству светодиодов – 24, 48 и 96 штук.

Уличный светодиодный светильник комплектуется вторичной оптикой с «правильной» широкой уличной диаграммой, которая позволяет добиться равномерного освещения проезжей части.
Используются светодиоды фирм OSRAM или CREE.

Это сообщение отредактировал Nike62 - 18.12.2014 - 14:47

Причем они работают на токах 700 мА и должны жить долго.

Нужно больше светодиодов. Больше. Еще больше.

А че минусим? Просьбы не ломать не было.

Это сообщение отредактировал 1r0n - 18.12.2014 - 14:55

Стоит отметить явные положительные стороны светодиодных светильников – это и интеграция с беспроводной системой управления по протоколу ZigBee и теоретический срок службы не менее 100 000 часов (25 лет при 10 часовом режиме работы), высокий индекс цветопередачи CRI (75Ra), отличный пуск при минусовой температуре (-60°C), защита от бросков напряжения до 1000 Вольт, отсутствие пусковых токов и мгновенное зажигание.
Посмотрим на спектральную характеристику светодиода и сравним её с другими типами ламп:

Итак, сразу становится видно, что натриевая лампа светит в жёлтом диапазоне, а светодиод даёт более равномерную цветопередачу.
Что нам дают эти картинки?

Сравним с светочувствительностью глаза (синяя линяя графика – чувствительность глаза ночью, красная – днём) – и понимаем, что теоретически при светодиодном освещении человеческий глаз будет лучше воспринимать некоторые объекты, расположенные на улице..
Ура, светодиод победил во всех дисциплинах.

Всё на бумаге выглядит замечательно, но почему на практике так печально?
Где же подвох?
А подвох вот в чём:

Световой поток светодиодных ламп меньше, чем у установленных сейчас натриевых.
Посмотрим диаграмму направленности светодиодного светильника:
Он светит только перед собой! На тротуар НИЧЕГО не попадает.
Натриевая лампа светит преимущественно на дорогу, но и на тротуар попадает много.
Т.е. в идеальных условиях для аналогичной освещенности светодиодный светильник потребляет абсолютно столько же электричества, как и натриевая лампа.

На следующих рисунках диаграммы распространения светового потока у светодиодных светильников в зависимости от исполнения. Мутные диаграммы, но из них уже ясно, что светят такие фонари только в одну сторону

Привет из Калуги.
Очень рад за наших соседей, всего 300 км, а администрация гораздо опытнее в вопросах бережного использования финансовых средств и заботе о населении.

Проект модернизации городского уличного освещения в Калуге.
На текущий момент (2012 год) компания «Каскад-Энерго» завершила монтажные работы по замене около 7000 светильников из 11869 уличных осветительных приборов, установленных на 500 улицах и в 200 сельских пригородных образованиях Калуги. Устаревшие световые устройства заменили на светильники типа ЖКУ-70, 150 и 250 с натриевыми лампами ДНаТ.
По расчетам, возврат инвестиций по проекту модернизации освещения начнется уже с ноября 2012 года, и составит 3,7 млн кВт/ч в год, что в денежном выражении эквивалентно 18 млн. рублей (расчеты производились с учетом тарифа на электроэнергию, установленного на 2012 год).
Стоит отметить, что данный энергосервисный проект относится к социально-значимым. Переоснащение уличного освещения позволит генерировать мощный световой поток, таким образом, обеспечивая безопасность городского дорожного движения в вечернее и ночное время суток. Светоотдача светильников такого типа составляет 80-100 Лм/Вт. В результате, модернизация системы обеспечит максимальный горизонтальный уровень освещенности на дорогах и проездах в пределах 15-25 Лк в зависимости от категории дорог.
Ссылка на новость
Значит, у нас в Рязани светильники ЖКУ-70, 150 и 250 – «морально устарели», а в Калуге – энергоэффективны?

на работе, на башенные и мостовые краны поставили светодиод.
70 ватный светильник светит как 500ватт лампочка ( или дрл 400 ). гарантия 2 года.
за год испортился всего 1. Всего стоит 150+ светильников.

п.с. и пофигу на экономию энергии. Главное надежность !
п.с.с. а по цене окупятся на второй год.

Ну а теперь финансы, покопаемся в бюджете.

Берём в руки калькулятор.
Значит, у нас на всё выделяется 500.000.000 рублей.
Получается, замена 1 фонаря уличного освещения, включая установку этих каких-то 350 шкафов, выходит 31250 рублей.
Обычный фонарь уличного освещения ЖКУ – 250 стоит 2500 рублей вместе с лампочкой.
Ладно-ладно, мы боремся за энергоэффективность. Считаем энергоэффективность.
Допустим, старые фонари уже стоят, мы сразу заменим во всех лампочки на новые. Хотя по факту лапочки по 2 года служат.
16000 * 150 рублей = 2.400.000 рублей.

365 (дней) Х 10 часов в день Х 16000 светильников Х 0.250 кВт = 14.600.000 кВт в год.

Для светодиодных светильников:
365 (дней) Х 10 часов в день Х 16000 светильников Х 0.160 кВт = 9.344.000 кВт в год.

Светодиоды потребляют в 1.5 раза меньше электричества и по этому параметру мы окупим затраты на электричество через 3 года.

Урааааааа!

А, блин. Мы же уже потратили 500 млн. руб…
Значит, находим разницу, насколько натриевые фонари жрут электричества больше, по сравнению со светодиодными. Считаем.
500 млн.руб. / ((14,6млн. кВт – 9,3млн. кВт.) * 3.3 рубля за кВт) – и получается только через 28 лет светодиоды выйдут на полную окупаемость!

…Точно такого же эффекта по погружению города в темноту можно было бы добиться, заменив натриевые лампочки ДНаТ-250 на ДНаТ-150 и выкинув все ДРЛ…

Напоследок, оставлю пару комментариев пользователей нашего городского портала (орфография и пунктуация сохранены):



m1881
11:13, 24 НОЯБРЯ 2014

Довод что цветопередача у led лучше для улицы не актуально, так как картины я там рассматривать не собираюсь.
Я не против самих LED, но экономически менять ДНАТ на LED сейчас не оправдано, по мимо того что нам сейчас ставят какой-то мусор, так как процент брака очень большой на крупской процентов 10 наверное, а следовательно и проживут они не долго. Через пять лет город останется один на один с этими ужасными светодидными фонарями.
Еще освещенность улиц ухудшилась. Это отмечают все и уже сейчас, а что будет через 5лет когда светодиоды деградируют и покроются пылью светильники, а дешевый поликарбонат помутнеет.

Walker
14:26, 14 МАЯ 2014
Модернизация, во-первых, нужно проводить с умом, не ломая ради сомнительной «инновационности» то, что хорошо работает. Для примера приведу всё ту же Первомайку. После замены отлично работавших как источник света светильников ЖКУ (с желтыми ДНаТами) Первомайка погрузилась реально в могильный сумрак. Зато на прилегающих к ней, ранее плохо освещенных улицах — Вокзальной например, и переулках, куда, судя по всему «переехали» снятые «устаревшие» светильники, ночью наступил день.
Что касается замеров — они регламентируются на проезжей части и LED-светильники спроектированы и устроены так, чтобы создавать заданную освещенность именно там, где она регламентируется и, соотвественно, замеряется, т.е. на проезжей части. Собственно в направлении светового потока «под фонарь» и кроется весь секрет экономии электроэнергии (кроме близкого к единице «косинуса фи»): за счет того, что LED-светильник не освещает прилегающую к проезжей части улицы территорию — в нашем случае это тротуар, становится возможным обходится меньшей мощностью и меньшим световым потоком. По хорошему, заменяя уличное освещение на направленные источники света, коими являются светодиодные светильники, необходимо озадачиться освещением пешеходной части улицы, ранее освещавшейся. Но при этом улетучивается такой весомый аргумент, как экономическая целесообразность — возникают допработы в виде установки дополнительных светильников к уже имеющимся. Эти допработы сводят на нет все радужные расчеты по экономии и отодвигают срок окупаемости на очень далекое будущее.

Всё.

Почему в начале дипломной не указан институт, группа, и научный руководитель ?

Сам из Рязани. Подтверждаю. Поебень эти светодиодные фонари. Не видно нихуя.

Я вот себе дома почти все на светодиоды поменял, экономия офигенная. Но я много денег ввалил и светят они ярко. Те, что поставили у нас в Рязани, откровенно недостаточно ярко светят.

У вас там так темно, я даже на видео только с третьего раза понял, что вообще проихошло.
Сочувствую.
Кстати, ТС, ладно фонари дерьмовые, но фары у тебя в машине что, тоже не светят?

Документы в папку, заявление в прокуратуру. Отчет о проделанной работе на ЯП.

Ну, не знаю. В Коломне поставили СД светильники на участке от совхоза "Коломенский" до ул. Ленина. Светят очень ярко. Единственное - мне показалось, что мачты ниже.
На участке Чулково-Становое и Тимонино-Бронницы на М5 подсветили пешеходные переходы. Да, светодиодными светильниками. Весьма ярко.
(Правда пешики, как вампиры, предпочитают темноту и переходят дорогу метрах в 100 за освещенным местом)

Вообще-то, светодиоды, если не изменяет память, потребляют примерно в 10 раз меньше, чем обычные лампы...

Да, и у нас, в Королеве, тоже на Пионерке поставили светодиоды. Светло как днем стало.
Так что, думаю, весь вопрос в том, что ставили и как. Есть ли там светильников на 500 лямов со светодиодами осрам, или стоит китайский нонейм, светящий непонятно как и куда..

Это сообщение отредактировал Dixi13 - 18.12.2014 - 15:30