Энергоэффективные светодиодные прожектор и светильник для периметрового освещения

АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон" занимается разработками периметровых систем электроосвещения с 2004 г. Назначение систем электроосвещения – создание освещенности, необходимой для функционирования систем телевизионного наблюдения (СТН) и подразделений охраны в условиях недостаточной естественной освещенности

Анатолий Палатов
Ведущий инженер АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон"

В составе систем электроосвещения ранее использовались различные виды осветителей: прожекторы и светильники с лампами ДНаТ, прожекторы с лампами ЛОН 500, а также светодиодные прожекторы и светильники собственного производства, разработанные в 2014 г.

Минусы традиционного подхода

Применяемые изделия соответствовали требованиям, предъявляемым к утилитарному освещению, и обеспечивали необходимую освещенность при установке прожекторов на опоры через 50 м, а светильников – через 25–30 м (рис. 1).


Недостатками такой схемы установки прожекторов и светильников для организации периметрового охранного освещения является значительное количество оборудования и несогласованность участков, освещаемых прожектором и светильником. Например, для организации периметрового участка в 1 км необходимо 40 светильников и 20 прожекторов, а также прочее оборудование для организации освещения (опоры, шкафы питания, кронштейны), что приводит к значительной стоимости системы, а энергопотребление системы на 1 км периметра составляет около 10 кВт (при использовании светодиодных прожекторов и светильников мощностью 160 Вт).

Новое технологическое решение

Устранение вышеобозначенных недостатков, снижение энергопотребления системы электроосвещения в 1,8 раза и уменьшение ее стоимости в 1,5 раза, а также времени на производство и монтаж стало возможно за счет применения новых энергоэффективных светодиодных прожектора и светильника (осветители).

Так, развитие технологических решений в сфере производства светодиодов и расширение спектра продукции вторичной оптики позволило создать осветители, рассчитанные под специальные требования к охранному освещению. При создании осветителей был решен ряд инженерных задач:

  • оптимизация кривой силы света (КСС) осветителей;
  • согласование угловых полей осветителей с угловыми полями телевизионных камер из состава СТН;
  • повышение световой отдачи;
  • уменьшение количества компонентов в оптической схеме;
  • выбор источника оптического излучения;
  • обеспечение теплоотвода от источников оптического излучения;
  • обеспечение высокого ресурса изделий.

При оптимизации КСС осветителей и согласовании угловых полей осветителей с угловыми полями телевизионных камер из состава СТН были применены блоки линз, обеспечивающие защиту платы со светодиодами от попадания влаги и пыли (IP67). Это одновременно сократило количество оптических элементов и уменьшило потери оптического излучения.

Оптимизация продукта

Решение задачи выбора источников оптического излучения дало возможность обеспечить необходимый уровень светового потока и уменьшить потребляемую мощность осветителей, а следовательно, повысить световую отдачу. Снижение потребляемой мощности позволило уменьшить габаритные размеры радиатора, а значит, улучшить массогабаритные характеристики осветителей.


Оптимальная температура на кристалле светодиода обеспечивается применением алюминиевого радиатора, выполняющего также функцию корпуса. Во всем диапазоне температур эксплуатации температура на кристаллах светодиодов не превышает 85 °С, что обеспечило срок эксплуатации светодиодов более 10 лет при падении светового потока до 30%.


В результате проделанной работы были созданы светодиодные прожектор и светильник, технические характеристики которых приведены в таблице.


Внешний вид устройств представлен на рис. 2 и 3 соответственно.

Эксплуатация

В ходе проведения полигонных испытаний было подтверждено, что прожектор обеспечивает освещенность в вертикальной плоскости не менее 10 лк на удалении от 20 до 80 м, при этом ширина пятна на расстоянии 80 м составляет более 10 м; а светильники, установленные на высоте 7 м, обеспечивают освещенность в горизонтальной плоскости не менее 2 лк на участке 50х17 м (см. рис. 4а и 4б).


На основании полученных результатов предлагается схема установки осветителей (рис. 5).


Необходимо отметить, что конструктивные решения, основанные на патенте на полезную модель 156785, позволяют изменять КСС осветителей в двух плоскостях. Возможность регулировки КСС обеспечивает требуемый уровень освещенности для периметровых зон с различными параметрами и в условиях сложного рельефа.


Например изменяя КСС прожектора, можно создать пятно освещенности 10 лк шириной не менее 18 м на расстоянии 70 м (рис. 6).

Сокращение расходов для заказчика

Светодиодные прожекторы и светильники, разработанные в 2017 г. на АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон" и применяемые в составе системы электроосвещения, обеспечивают необходимую освещенность периметровых зон различной конфигурации, а также сокращают необходимое количество опор, шкафов и кронштейнов, необходимых для организации освещения, что в итоге снижает стоимость системы на 45%, а энергопотребление – на 30% (по сравнению с установкой осветителей на опоры через 30 м).