Новый светодиодный источник света Acriche от Seoul Semiconductor

Световая эффективность светодиодов постоянно растет и на данный момент у серийных образцов достигает 100 лм/Вт (светодиоды серии Р4 производства компании Seoul Semiconductor). Мощные диоды уже относительно широко используются, и особенностям их применения уже было посвящено несколько статей в нашем журнале.

В данной статье рассматривается Acriche — уникальный светодиодный продукт компании Seoul Semiconductor, который объединяет в себе экономичность, компактность и большой срок службы светодиодных источников света с удобством использования ламп накаливания, которые можно подключать непосредственно к сети переменного тока без использования дополнительных устройств, таких как балласт и вторичные источники питания. Это устройство рассчитано на применение в следующих областях:

• общее и специальное освещение;
• архитектурная подсветка;
• декоративная подсветка;
• уличное освещение.

Данный продукт был создан и запатентован компанией Seoul Semiconductor в 2006 г. Похожий по внешнему виду на обычные мощные светодиоды, он включает в себя выпрямляющее устройство и несколько «гирлянд» минисветодиодов, что позволяет подключать его непосредственно к сети переменного тока. В настоящее время серия представлена продуктами Acriche 2W на восьмиугольной подложке и Acriche 4W и 8W на удлиненной подложке, рассчитанными на напряжение 100, 110 В. В таблицах 1, 2 приведены основные электрооптические характеристики выпускаемых серийно моделей Acriche и максимальные значения их эксплуатационных параметров.

На данный момент световая эффективность Acriche достигает 48 лм/Вт, что вполне сравнимо с эффективностью мощных светодиодов, которые имеют среднюю эффективность в 50–60 лм/Вт, но при этом теряют до 20% энергии во вторичном источнике питания. В будущем Seoul Semiconductor планирует увеличить световую эффективность Acriche до 80 лм/Вт в четвертом квартале 2007 года и до 120 лм/Вт — в 2008 году.

Поскольку Acriche создан на базе светодиодных источников света, его электрические и тепловые характеристики весьма близки к электрическим и тепловым характеристикам мощных светодиодов сопоставимой электрической мощности. Из рис. 2 видно, что падение относительной световой мощности от температуры спая составляет не более 20% во всем допустимом диапазоне температур.

Так же, как и у классических светодиодов, у Acriche наблюдается практически линейная зависимость относительного светового потока от напряжения питания во всем допустимом диапазоне напряжений, что отражено в рис. 3.

Для рассеяния тепла от Acriche требуется радиатор такой же площади и конфигурации, что и для обычных мощных светодиодов. Результаты эксперимента по использованию систем охлаждения совместно с Acriche показаны на рис. 4. График показывает изменение температуры спая со временем при температуре окружающей среды в 25 °С и площади радиатора (пластинчатого) в 250 см². При данных условиях температура спая не превышает 45 °С.

В настоящее время Acriche серийно выпускается только в цветовом варианте «чисто белый» и только на подложках. Однако уже имеются опытные образцы, и готовится серийное производство цветных Acriche — синего, зеленого и красного цветов. Готовится также серийное производство Acriche в цветовом варианте «тепло-белый» с индексом цветопередачи 70 и 80 (в зависимости от требований рынка).

Для большего удобства в применении Seoul Semiconductor вскоре также планирует начать выпуск Acriche с одним излучателем без подложки. Это позволит еще расширить область применения Acriche, поскольку клиенты смогут подбирать удобные для них типы подложек и создавать массивы излучателей необходимой конфигурации. Одиночные излучатели без подложки позволят также использовать совместно с Acriche стандартную вторичную оптику для мощных светодиодов, благодаря чему можно будет фокусировать поток света от источника, например для настольных ламп и прожекторов. В данный момент стандартная вторичная оптика может использоваться на Acriche с одиночным излучателем на восьмиугольной подложке.

Использование сборок Acriche уменьшает затраты на электроэнергию на 85% по сравнению с лампами накаливания и на 50% по сравнению с обычными люминесцентными лампами. Их световая эффективность составляет 40 лм/Вт, что значительно выше, нежели значение в 20 лм/Вт для галогенных ламп и 15 лм/Вт для обычных ламп накаливания. Способность Acriche фокусировать свет также дает им преимущество перед лампами накаливания и люминесцентными лампами, которые излучают свет на 360°.

В таблице 3 показана электрическая и экономическая эффективность Acriche по сравнению с другими источниками света (материалы по электрической эффективности предоставлены компанией Seoul Semiconductor, данные по стоимости осветительных устройств — средние по российскому рынку).

Из таблицы видно, что уже на данном этапе совокупная стоимость эксплуатации Acriche существенно ниже, нежели у альтернативных осветительных устройств. Особенно велико преимущество от использования Acriche в тех областях применения, где весьма велика стоимость замены осветительного устройства (эта стоимость не учтена в таблице, поскольку сильно варьируется) — например в уличном и архитектурном освещении. Исходя из планируемого увеличения эффективности Acriche с 48 до 120 лм/Вт, его преимущество становится еще более значительным. Следует также учесть постоянно усиливающийся дефицит генерирующих мощностей во всем мире, в том числе и в России.

Статистические расчеты показывают, что при переходе на Acriche экономия энергии на освещение составляет примерно 70%. Текущее потребление электроэнергии в России составляет порядка 900 млрд кВт·ч. При среднемировом расходе энергии на осветительные цели около 20% от общего потребления в России на эти цели расходуется около 180 млрд кВт·ч в год. Таким образом, экономия при переходе на Acriche уже сейчас может составлять более 120 млрд кВт·ч, что эквивалентно вводу в эксплуатацию генерирующих мощностей в 20 млн кВт. При этом не стоит забывать, что Acriche является экологически чистым источником света и не содержит вредных веществ, таких как ртуть и др. Учитывая постоянно растущую стоимость сырья для выработки электроэнергии и усилившуюся за последние годы борьбу с эмиссией СО₂ в целях борьбы с парниковым эффектом, альтернативы переходу на энергосберегающие технологии в освещении нет. При этом Acriche имеет значительные преимущества перед другими технологиями освещения, что дает основания ожидать значительного роста доли рынка, занимаемой им. По оценкам компании Fujitsu Research, объем продаж Acriche к 2010 году достигнет $600 млн в год.