На даний момент, використання енергозберігаючих світлодіодних світильників для зовнішнього освітлення є популярною тенденцією. Виробники таких світильників стверджують, що економія завдяки їх використанню може досягати 90%. Комунальники ж, які звиклі до старих і перевірених рішень, часто стверджують, що вся економія нівелюється високою вартістю таких освітлювальних приладів. Для того щоб розібратися в цьому питанні, порівняємо два конкретних світильника (світлодіодний і традиційний) які працюють в конкретних умовах міста Харків.

Як традиційний світильник візьмемо ЖКУ-100 обладнаний натрієвої газорозрядної лампою ДНаТ-100. Такі лампи мають кращу світловіддачу серед газорозрядних ламп. Саме такими світильниками різної потужності виконана основна частина зовнішнього освітлення в м Харкові. Виробники таких ламп і світильників можуть бути різними, але їх світлотехнічні та електричні характеристики залишаються приблизно однаковими.

Як енергозберігаючого конкурента візьмемо світлодіодний світильник ДКУ-23 SKIDO останнього покоління, виробництва бельгійської компанії Schréder. Завдяки тому, що виробництво цих світильників розгорнуто на Україні, вони поєднують в собі високі технічні характеристики і привабливу вартість в порівнянні з аналогами закордонного виробництва, і широко використовуються нашою компанією в організації зовнішнього освітлення.

Відзначимо, що якщо світильник SKIDO є єдиною конструкцією, в якій об’єднані світлогенеруючи елементи (6 світлодіодів) і керуюча електроніка, то світильник ЖКУ-100 і лампа ДНаТ-100 це два різних пристрої зі своїми характеристиками. Це буде важливо для подальшого аналізу.

Подивимося на основні характеристики конкурентів. Лампа ДНаТ-100 номінальною потужністю 100 Вт має світловий потік 9400 люмен. Світильник ДКУ-23 SKIDO при споживаної потужності 23 Вт генерує світловий потік 2281 люмен. На перший погляд, картина далеко не на користь світлодіодного світильника. Так, споживана їм потужність в чотири рази менше. Але ж і світловий потік теж менше в чотири рази. Але є нюанси:

  1. Натрієвим лампам властива істотна деградація світлового потоку з часом. Отже, некоректно використовувати для розрахунків світловий потік на початку періоду експлуатації. Приймемо за базу світловий потік, як мине рік (як буде показано далі, загальний термін служби лампи ДНаТ становить близько чотирьох років, тому це цілком розумна величина). До цього часу світловий потік знизиться на 20%. Світлодіодні світильники також деградують з часом, але через рік ця величина буде на рівні 4%.
  2. Дійсно, світловий потік лампи ДНаТ дорівнює 9400 люмен. Але це світловий потік від власне лампи, який спрямований на всі боки. Насправді лампа встановлена ​​в світильнику, обладнаному відбивачем, який перенаправляє вниз світло, що випромінюється лампою в верхню півсферу. Треба розуміти, що для виробника оптичні властивості відбивача не є пріоритетними, на відміну від його вартості і довговічності. Крім того, лампа в світильнику знаходиться за захисним склом. Все це призводить до того, що корисний світловий потік від лампи знижується на величину порядку 27% за рахунок втрат у відбитому світлі і склі. З іншого боку, так як світлодіодний світильник становить єдину конструкцію з випромінюючими елементами, які за умовчанням світять тільки в нижню півсферу, то в його характеристиках вказано саме корисний світловий потік.
  3. Питома активна потужність для світильників ЖКУ-100 становить 115 Вт, для SKIDO – 23 Вт.

Тепер зведемо всі ці дані в одну таблицю, де порахуємо світловіддачу світильників в перерахунку на 1 ват витраченої електроенергії.

ЖКУ-100/ДНаТ-100 ДКУ-23 SKIDO
Номінальний світловий потік (люмен) 9400 2281
Втрати в світловому потоці за рахунок деградації через рік експлуатації 20% 4%
Світловий потік від випромінюючого елемента через рік експлуатації (люмен) 7520 2190
Втрати в світловому потоці за рахунок відбивача і скла світильника 27%
Світловий потік від світильника через рік експлуатації (люмен) 5490 2190
Споживана активна потужність (Вт) 115 23
Світловіддача (люмен/Вт) 48 95

Таким чином, з урахуванням всіх перерахованих вище обставин, питома світловіддача енергозберігаючого світлодіодного світильника ДКУ-23 SKIDO майже вдвічі (у 1,98 рази) вище ніж у світильника ЖКУ-100 на лампах ДНаТ. Тобто, витративши один ват потужності ми отримаємо вдвічі більше світла. Економія електроенергії очевидна, хоча звичайно і не досягає 90%, як стверджують деякі виробники енергозберігаючих світильників. З огляду на те, що в Харкові зовнішнє освітлення працює в середньому 2500 годин на рік, отримуємо економію на одному світильнику типу ЖКУ-100 протягом року близько 145 кВт * год.

(115 Вт * 2500 годин) / 1,98 = 145 кВт * год

Начебто небагато, але візьмемо скажімо освітлення невеликої паркової алеї з 20 світильників і вже отримаємо 2900 кВт * год на рік. А якщо взяти ще більший об’єкт?

Але чи окупить економія електроенергії установку світлодіодного світильника, який орієнтовно в два рази дорожче звичайного? Да швидше за все окупить, якщо ми візьмемо до уваги термін служби світильників, який для ламп ДНаТ становить 10 000 годин, а для світильника SKIDO – 100 000 годин. В умовах зовнішнього освітлення міста Харкова це означає, що лампи ДНаТ доведеться міняти раз в чотири роки, а світильник SKIDO прослужить 40 років (фактично це термін служби опори, на якій він буде встановлений). Тобто за час служби енергозберігаючого світильника доведеться 10 раз поміняти лампу в звичайному світильнику. Звичайно, вартість лампи ДНаТ відносно невелика і зазвичай становить від 20 до 25% від вартості світильника, але необхідно враховувати, що сама по собі процедура заміни лампи в світильниках зовнішнього освітлення не так проста. Потрібно використовувати автовишку, платити зарплату водієві і електрикам і т.п.

Таким чином витрати на установку економічного світлодіодного світильника окупляться кілька разів за весь термін його служби. Це дійсно економічно вигідно.

Однак не можна сказати, що використання економічних світлодіодних світильників виправдано у всіх випадках. Так, на приклад, для освітлення автострад, пішохідних переходів використовуються світильники ЖКУ-250 з реальним світловим потоком понад 14 000 люмен. Щоб отримати аналогічний світловий потік, або доведеться встановлювати по 7 штук світильників SKIDO на стовп, що не має сенсу, або застосовувати набагато більш дорогі і потужні світлодіодні світильники імпортного виробництва, що буде економічно не вигідно. Також, в разі освітлення автострад, жовте світло натрієвих газорозрядних ламп має перевагу перед рівним білим світлом світлодіодних світильників, так як набагато менше розсіюється в тумані.

З іншого боку, світлодіодні світильники особливо добре себе показують там, де не потрібна висока інтенсивність світлового потоку, але важливо щоб спектр освітлення був наближений до природного – для освітлення паркових зон, пішохідних доріжок, парковок і т.п.