В современном освещении используют светодиодные прожекторы. Люди перешли на светодиодное освещение, потому что оно в несколько раз дешевле.
Пришло время сделать новый качественный скачек.
Освещение от светодиодных прожекторов можно удешевить еще в несколько раз с использованием вторичной оптики (линз). Подавляющее большинство светодиодных прожекторов на рынке не имеют линзы, поэтому их угол освещения равен углу свечения диода = 120°.
Давайте разбираться на примере. Представьте, что вам необходимо осветить парковку 30 метров, со стены здания высотой 6 метров.
Найдем угол освещения.
tan («угол освещения») = 30/6 Угол освещения = arctg (5) = 78.69°
Несложно посчитать, что при установке обычного прожектора без линзы с углом свечения 120° часть света будет просто потеряна.
120 – 78,69 = 41,31° будет светить в воздух.
41,31/120*100 = 34,43% денег за электроэнергию тратится впустую.
Как насчет скидки 35% за освещение, при использовании прожектора с линзой 60°? Я ЗА!
Но это еще не все. При удалении от светодиодного прожектора сила света уменьшается (закон обратных квадратов). Относительную зависимость силы света от удаленности мы определим по формуле:
1/ (R^2 * (1-cos(A/2)))
Рассчитаем и построим график для трех углов свечения 120°, 60° и 30°. Первый вариант – это светодиодный прожектор без линзы. Второй и третий – это линзованные светодиодные прожекторы.
Нанесем на нашу схему данные из расчетов в виде шкалы относительной освещенности.
Если использовать светодиодный прожектор без линзы с углом свечения 120°, то, чтобы «дотянуться» светом до конца площадки надо увеличить мощность прожектора в 7 - 10 раз. Больше мощность – больше потребления электричества, за которое платятся реальные деньги.
Практика показала, что для освещения до 10 метров с использованием линзованного прожектора с линзой 60° достаточно всего 20Вт мощности. А если нелинзованный прожектор требуется минимум 50 Вт. Именно поэтому так популярны светодиодные прожекторы мощностью 50Вт. Увеличивать мощность в 10 раз до 500 Вт, чтобы дотянуться до 30 метров совсем бредово. Оптимальнее поставить на другой стороне парковки столб и повесить туда еще один прожектор 50Вт. За счет перехлеста потоков двух прожекторов освещение будет ровнее, и середина получит более или менее достаточно света (больше 35%).
Итого 100 Вт, из которых 35% выбрасывается на воздух. А от оставшихся 65% треть будет теряться на расстоянии. К тому же в центре будет всего треть света.
Итого, если представить, что мы платим не за потребляемую электроэнергию в Ваттах, а за потребляемый свет в Лм, то больше половины люмен, излучаемых из этих 100 Ватт будет теряться. Вы платите за 10 000 Люмен, а получаете только 4 300 Люмен реального света.
Нельзя не сказать, что с другой стороны парковки должно быть другое здание или столб с электричеством с возможностью установки светодиодного прожектора. Если нет, то установка столба и подвод электричества это очень дорогое удовольствие.
Давайте попробуем создать в разы более эффективное решение, всего лишь используя светодиодный прожектор с линзой 30° и 60°.
Посмотрите на график. Светодиодный прожектор с линзой 30° на расстоянии 30 метров сохраняет световой поток такой же, как 120° на 7-8 метрах, т.е. порядка 75%. Используем такой линзованный светодиодный прожектор с линзой 30°, чтобы закрыть дальний сектор. Если объективно соотносить с 50Вт светодиодного прожектора без линзы, то нам понадобится в четыре раза меньше мощность, т.к. весь свет будет собран в 30°, но с учетом потери света на расстоянии будем использовать 20Вт.
30° будут освещать дальние 15 метров. На ближние 15 метров применим второй светодиодный прожектор с линзой на 60° и тоже мощностью всего 20Вт. Мы видим по графику, что до 15 метров светодиодный прожектор с линзой 60° дает нормальное освещение.
А теперь сравним с вариантом, когда мы поставили два прожектора с двух сторон парковки. Вместо 100 Вт мы расходуем лишь 40Вт. В центре мы получали лишь 35% эффективности светового потока, а тут в самой дальней точке 75%. В итоге можно сделать вывод, что при использовании второго варианта с линзованными светодиодными прожекторами мы будет тратить за получаемое освещение примерно в три раза меньше денег.
В некоторых других примерах на практике мы получали разницу в 15 раз.
Расчетная экономия на моем загородном участке 1 Га составила 15 000 рублей в год, а света вдвое больше. На экономии за год окупились сами линзованные прожекторы, хотя они дороже обычных.
Расчетная экономия на заводе 5 000 кв. м. составила около 1 000 000 рублей в год. Сам не поверил.
Но есть одна проблема.
Вторичная оптика используется только в профессиональных светодиодных прожекторах, которые стоят в разы дороже бытовых.
Найти недорогой прожектор с линзой 30° или 60° и на 20Вт непросто.
Оказалось, что спроектировать и изготовить линзу непросто. Поэтому пока мало кто выпускает светодиодные прожекторы с линзами на бытовом уровне.
Как я к этому всему пришел?
Я занимаюсь бизнес-консалтингом. С проблемой освещения я столкнулся на своем загородном участке и при расчете бизнес-плана по строительству большого завода. Когда со всем этим разобрался, то решил описать в статье, поскольку именно экономия в разы заставила нас перейти с газоразрядных ламп на светодиоды. Кроме этого, хочу рекомендовать продукцию, которая позволила мне за относительно небольшие деньги качественно решить задачу освещения моего загородного участка. Но не думайте, что статья «заказная» и «рекламная». Можете считать это таким форматом отзыва за полученный качественный продукт.
За последние 10 лет на своем участке я поменял несколько раз светодиодные прожекторы, пока нашел качественный вариант. А фишку с использованием прожектора с линзой мне подсказал мой клиент. АМТ Инжиниринг (ООО АМТЕК) – это завод по изготовлению изделий из пластика и алюминия полного цикла. Они проектируют, изготавливают пресс-формы, льют и штампуют детали уже более 20 лет. Последние 10 лет мы партнеры. Мы автоматизируем их производство и учет, а также помогли этому заводу подготовиться и пройти аудит СМК Бош-Сименс, чтобы стать их поставщиками.
Владелец завода Геннадий, очень увлеченный и талантливый человек. Сначала он задался целью научиться проектировать и отливать линзы. И ему это удалось. Его завод сегодня, пожалуй, единственный в России, кто сам проектирует и отливает линзы для светодиодных прожекторов. А позднее он разработал вариант модульного светодиодного прожектора. Я три года ждал от него этого прожектора. И, наконец, я его получил.
Это АМТ -1М-20W с двумя вариантами линз на 30° и 60°. Один модуль – это небольшой самостоятельный прожектор 20Вт. Но с разными креплениями можно собрать любую мощность из нескольких модулей. При этом можно комбинировать и по линзам и по направлению, точно, как это описано в статье.
У себя на участке я снял с дома один 100 Вт светодиодный прожектор на каждой стороне дома и поставил три модуля. Один с линзой 60° и два по 30°.
Фотография с фотоаппарата на автоматической настройке не может передать ту разницу в освещении, которую я получил. Но факт, я получил в два раза больше света и плачу за это в два раз меньше денег.
Обратите внимание на освещение куста справа и освещение бани слева в 50 метрах от дома. Это как раз то, о чем я писал в этой статье.
Не так давно, лет десять назад, я снимал с дома газоразрядные прожекторы мощностью 250Вт каждый, которые считал очень экономичными. Светодиодные прожекторы позволили мне в два раза снизить расход электроэнергии, получил соответствующее освещение. А теперь за счет линз, я снизил расходы на освещение еще в два раза, при этом получил больше света.
Ну и наконец, я должен дать ссылку на этот прожектор. Вы можете купить его у самого производителя. https://amt-svet.turbo.site/online-store.
Надеюсь для людей, кому надо освещать свою территория информация была полезна. Вопросы пишите в комментарии. Буду рад ответить!
С уважением, Константин Богданов.