Дешевле оставить светодиод включенным или выключить?

Краткий ответ: выключайте светодиодные фонари, когда они не используются.

Если вам сказали, что многократное выключение и включение света тратит больше энергии, чем оставление его включенным, этот совет не применим к светодиодам. Благодаря светодиодной технологии, выключение света, когда он не нужен, всегда является более дешевым вариантом . В отличие от люминесцентных ламп прошлых десятилетий, светодиоды не потребляют скачков мощности при запуске и не подвергаются значительному износу в результате циклов переключения. Каждая секунда выключения светодиода — это секунда, когда вы не платите за электричество.

Это применимо независимо от того, управляете ли вы внутренними светильниками или наружным светодиодным освещением для крыльца, подъездной дорожки, парковки или коммерческого фасада. Математика проста: выключенный светодиод потребляет ноль Вт, а включенный — от 4 до 150 Вт в зависимости от прибора. Через месяц или год эти ватты составят реальные деньги в вашем счете за коммунальные услуги.

В оставшейся части этой статьи подробно рассказывается, сколько денег поставлено на карту, объясняются научные причины, почему светодиоды ведут себя иначе, чем лампы старых типов, и предлагаются практические стратегии управления ими. наружное светодиодное освещение более эффективно.

Сколько на самом деле стоит оставить включенным светодиодный свет?

Чтобы понять разницу в стоимости, вам необходимо знать, как работает выставление счетов за электроэнергию. Коммунальные услуги взимаются за киловатт-час (кВтч). Один киловатт-час равен 1000 ватт, использованным в течение одного часа. Средний тариф на электроэнергию для жилых домов в США составляет примерно 0,16 доллара США за кВтч по состоянию на 2024 год, хотя ставки значительно различаются в зависимости от штата — от примерно 0,10 доллара в Луизиане до более 0,30 доллара на Гавайях и в некоторых частях Калифорнии.

Вот практическая разбивка стоимости обычных светодиодных светильников, оставляемых включенными постоянно, и используемых только при необходимости:

Для домовладельца с четырьмя наружными настенными светильниками по 15 Вт каждый, работающими круглосуточно, 7 дней в неделю, это почти 83 доллара в год за потраченную впустую электроэнергию по сравнению с запуском их только в темное время суток. Для компании, эксплуатирующей парковку с десятью светодиодными светильниками мощностью 300 Вт, разрыв между их работой в течение всего дня и только ночью может превысить 2700 долларов в год .

Почему старое правило «не выключай» не применимо к светодиодам

Миф о том, что свет следует оставлять включенным, а не постоянно его выключать, возник из-за флуоресцентного освещения. Люминесцентные лампы и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) основаны на процессе газоразряда, который требует кратковременного, но реального скачка напряжения для зажигания дуги внутри трубки. Этот запуск также подвергает нагрузке балласт и электроды, сокращая срок службы лампы, если делать это часто. Исследования 1990-х годов показали, что включение и выключение КЛЛ несколько раз в день может значительно сократить его номинальный срок службы, а иногда и вдвое.

Светодиодная технология работает по совершенно другому принципу. Светодиоды — светоизлучающие диоды — производят свет посредством электролюминесценции. Когда ток проходит через полупроводниковый материал, электроны выделяют энергию в виде фотонов. Здесь нет нити накала для нагрева, газа для ионизации и дуги, которую нужно поддерживать. В результате получается источник света, который:

• Достигает полной яркости мгновенно , без периода прогрева
• Ничьи нет измеримого всплеска запуска сверх его рабочей мощности
• Опыт отсутствие ухудшения продолжительности жизни от частого переключения
• Можно переключать сотни тысяч раз без потери производительности

Министерство энергетики и крупные производители светодиодов, включая Cree, Philips и Osram, подтвердили, что включение и выключение светодиодов не сокращает их номинальный срок службы. Качественный уличный светодиодный светильник, рассчитанный на 50 000 часов, прослужит эти 50 000 часов независимо от того, сколько раз он был включен в цикл — будь то 10 циклов или 100 000 циклов в течение всего срока службы.

Единственный нюанс, о котором стоит упомянуть, заключается в том, что чрезвычайно быстрая езда на велосипеде — например, переключение света десятки раз в секунду — может привести к нагрузке на схему драйвера в некоторых некачественных светодиодных продуктах. Но обычное переключение, управляемое человеком, автоматическое управление таймером или даже срабатывание датчиков движения, которые могут включать свет от 20 до 50 раз за ночь, не оказывают абсолютно никакого вредного воздействия на хорошо спроектированный светодиодный светильник.

Реальное сравнение затрат: светодиоды и старые технологии, оставленные включенными

Даже если вы решите оставить свет включенным на продолжительное время (например, наружное охранное освещение, работающее всю ночь), использование светодиодов значительно дешевле, чем технологии, которые они заменяют. Этот контекст имеет значение, поскольку многие владельцы недвижимости перешли с галогенных, металлогалогенных или натриевых светильников высокого давления (HPS) на наружное светодиодное освещение и теперь задаются вопросом, как ими управлять.

Разрыв в эффективности значителен. Светодиодный прожектор мощностью 50 Вт производит такое же количество полезного света, как и галогенный светильник мощностью 150 Вт. Круглосуточная эксплуатация светодиодов в течение всего года обходится дешевле, чем работа галогенных ламп по 8 часов в день. Даже постоянно включенный светодиод часто обходится дешевле, чем его предшественник, работающий лишь неполный рабочий день. Тем не менее, оставляя включенным без необходимости даже энергоэффективный светодиод, вы все равно тратите деньги по сравнению с его простым выключением.

Влияет ли включение светодиодов на срок их службы?

Это законное беспокойство, отдельное от вопроса о переключении. Хотя включение и выключение светодиодов не сокращает срок службы, их непрерывная работа приводит к накоплению часов работы , и светодиоды со временем деградируют. Отраслевым стандартом срока службы светодиодов является L70 — точка, при которой световой поток падает до 70 % от исходной яркости. Большинство качественных уличных светодиодных светильников достигают L70 после 50 000–100 000 часов работы.

Вот как это выражается в реальных годах в зависимости от модели использования:

Светодиод, включенный круглосуточно и без выходных, прослужит почти 6 лет, прежде чем достигнет порога L70, и, вероятно, более десяти лет до фактического выхода из строя. Однако, сокращая использование с непрерывного до 12 часов в день (типичный цикл от заката до рассвета для наружного светодиодного освещения), вы удваиваете срок его службы и одновременно сокращаете расходы на электроэнергию вдвое. Это значительная совокупная выгода с течением времени.

Тепло — главный враг долговечности светодиодов. Светодиоды быстрее деградируют в условиях высоких температур. Их непрерывная работа приводит к большему совокупному тепловому воздействию, чем периодическая работа. Светодиодные светильники для наружного освещения в жарком климате особенно выигрывают от того, что их не включают в самые жаркие дневные часы.

Интеллектуальное управление наружным светодиодным освещением: лучшее из обоих миров

Самый эффективный подход к управлению расходами на наружное светодиодное освещение — это не просто выбор между «всегда включенным» и «всегда выключенным», а внедрение интеллектуальных элементов управления, которые согласовывают мощность освещения с фактическими потребностями. Эта категория решений значительно расширилась за последние годы, и даже продукты начального уровня обеспечивают значительную экономию энергии.

Фотоэлементные датчики (от заката до рассвета)

Датчики фотоэлементов определяют уровень окружающего освещения и автоматически включают наружные светильники в сумерках и выключают на рассвете. Это самый простой и распространенный элемент управления наружным светодиодным освещением жилых и коммерческих помещений. Фотоэлемент стоит 10–30 долларов и исключает риск того, что свет останется включенным в дневное время — удивительно распространенный источник бесполезной траты энергии как в домах, так и в коммерческих объектах. Среднестатистический дом с тремя наружными светильниками и без фотоэлементов сжигает дополнительно 50–90 долларов в год от работы в дневное время.

Датчики движения и системы контроля присутствия

Наружное светодиодное освещение, активируемое движением, включается только при обнаружении движения и отключается в периоды тишины между ними. В таких местах, как подъездные пути, боковые входы, задние дворы и дорожки, распознавание движения может сократить время работы на 60–85 % по сравнению с работой в ночное время. Светодиодный прожектор мощностью 50 Вт, работающий всю ночь (10 часов), потребляет 0,5 кВтч за ночь, или около 29 долларов в год. С датчиком движения, сокращающим активное время в среднем до 1,5 часов в сутки, эта цифра снижается до 4,35 долларов в год — экономия 24,65 доллара США за приспособление в год. .

Программируемые таймеры

Цифровые таймеры позволяют устанавливать определенные окна включения/выключения для наружного светодиодного освещения. Для бизнеса, которому необходимо освещение парковки с 18:00 до 23:00, а не всю ночь, таймер исключает затраты на эти дополнительные 7 ночных часов. На светильнике для коммерческих помещений мощностью 150 Вт это экономия примерно 61 доллар за приспособление в год по сравнению с работой всю ночь. Таймеры стоят 15–60 долларов и окупаются в течение нескольких недель в приложениях с высокой мощностью.

Управление затемнением и адаптивное освещение

Многие современные системы наружного светодиодного освещения поддерживают протоколы регулировки яркости 0–10 В или DALI, что позволяет снижать яркость в периоды низкого трафика, а не отключать ее полностью. Парковка может работать на полную мощность (300 Вт на прибор) с 19:00 до полуночи, а затем снижать мощность до 30% (90 Вт) с полуночи до 6 утра. Этот гибридный подход обеспечивает баланс безопасности, защищенности и затрат на электроэнергию. При цене 0,16 доллара США/кВтч уменьшение яркости этих 10 светильников с 300 Вт до 90 Вт в течение 6 часов за ночь экономит примерно 418 долларов в год .

Интеллектуальные сетевые системы освещения

Для коммерческих объектов, муниципалитетов и промышленных объектов сетевые системы управления светодиодами от таких компаний, как Acuity Brands, Lutron или Enlighted, предлагают централизованное управление всем наружным светодиодным освещением из единого интерфейса. Эти системы могут сочетать вход фотоэлементов, обнаружение движения, планирование, затемнение и мониторинг неисправностей. Исследования Исследовательского центра освещения показали, что сетевое управление может снизить потребление энергии наружного освещения за счет 50–75% по сравнению с неконтролируемой работой.

Конкретные сценарии: когда можно оставить включенным наружное светодиодное освещение

Бывают ситуации, когда постоянное или продолжительное включение наружного светодиодного освещения оправдано, несмотря на затраты на электроэнергию. Понимание этих сценариев поможет вам принять более обоснованное решение, а не применять общее правило.

Безопасность и сдерживание

Постоянное наружное освещение предотвращает проникновение и кражу на коммерческих объектах, складах и складских помещениях. Исследования Центра исследования освещения и Института городских земель показывают, что хорошо освещенная внешняя среда снижает уровень оппортунистической преступности. В этом контексте стоимость эксплуатации светодиода мощностью 50 Вт всю ночь — около 29 долларов в год — незначительна по сравнению с ответственностью или стоимостью замены в случае одного инцидента безопасности. Однако освещение, активируемое движением, может обеспечить такое же сдерживание за небольшую часть затрат энергии, поскольку внезапное освещение датчика движения на самом деле более поразительно и привлекает внимание, чем постоянный свет.

Безопасность и навигация

Ступени, склоны, въезды в гараж, погрузочные платформы и общественные пути требуют постоянного освещения в целях соблюдения безопасности и ответственности. Многие коммерческие и муниципальные кодексы требуют минимально поддерживаемого уровня освещенности на этих поверхностях в любое время суток. В этих случаях наружное светодиодное освещение должно оставаться включенным, и основное внимание смещается на выбор наиболее эффективного светильника и мощности, а не на контроль часов работы.

Декоративное и архитектурное освещение

Ландшафтное освещение, освещение фасадов и освещение вывесок часто оставляют включенными по эстетическим и брендовым соображениям. Отель или ресторан, использующий светодиодное архитектурное освещение мощностью 200 Вт в течение 8 часов каждый вечер, тратит около 93 доллара в год на этом дисплее — обычно считается разумной инвестицией в маркетинг и атмосферу. Эти приложения лучше оптимизировать за счет снижения мощности и выбора теплых белых светодиодов, которые создают эффект с меньшим количеством люменов, чем за счет резкого сокращения часов работы.

Удаленные или труднодоступные светильники

Некоторые уличные светодиодные светильники монтируются на высоте или в местах, где установка устройства управления нецелесообразна или дорога. На высоком столбе или удаленном светильнике в сарае на загородном участке стоимость установки сетевого управления может превысить годы экономии энергии. В этих случаях простой фотоэлемент, встроенный в сам светильник, доступный в большинстве коммерческих продуктов наружного светодиодного освещения, обеспечивает базовое управление от заката до рассвета без каких-либо дополнительных работ по установке.

Как подсчитать собственную экономию

Вам не нужно сложное программное обеспечение, чтобы оценить, сколько вы сэкономите за счет более эффективного управления наружным светодиодным освещением. Вот простая формула:

1. Найдите мощность каждого приспособления (проверьте этикетку или спецификацию).
2. Оцените текущие часы использования в день (считайте часы, когда свет действительно включен).
3. Рассчитаем текущий кВтч в год: (Ватт ÷ 1000) × Часы в день × 365
4. Умножьте на тариф на электроэнергию. (проверьте свой счет за коммунальные услуги, чтобы узнать тариф за кВтч).
5. Повторите шаги 3–4 для целевого количества часов использования. и вычтите, чтобы найти годовую экономию.

Пример: наружный светодиодный светильник мощностью 100 Вт в настоящее время работает 18 часов в день (плохо управляемый таймер).

• Текущие годовые затраты: (100 ÷ 1000) × 18 × 365 × 0,16 доллара США = 105,12 долларов США в год
• Оптимизированный (10 часов/ночь): (100 ÷ 1000) × 10 × 365 × 0,16 доллара США = 58,40 долларов США в год
• Годовая экономия на приборе: $46,72

Умножьте это на 10 светильников в коммерческой недвижимости, и вы получите 467 долларов в год от простой настройки таймера — никаких обновлений оборудования, никаких новых приборов, просто лучшее планирование.

Выбор правильного наружного светодиодного освещения для энергоэффективности

Помимо вопроса включения/выключения, выбор правильного наружного светодиодного светильника в первую очередь оказывает большое влияние на долгосрочные затраты на электроэнергию. Не все светодиоды одинаково эффективны, и разница в эффективности между продуктами может привести к экономии сотен долларов в течение срока службы светильника.

Люмен на ватт (эффективность)

Эффективность измеряет, сколько полезного света производит светильник на ватт потребленной электроэнергии. Продукты наружного светодиодного освещения начального уровня обычно достигают 80–100 люмен на ватт. Коммерческие изделия среднего класса достигают 120–140 лм/Вт. Высокопроизводительные светильники ведущих производителей теперь достигают 180–220 лм/Вт . Выбор светильника мощностью 180 лм/Вт вместо светильника мощностью 80 лм/Вт для достижения той же освещенности означает использование менее половины мощности — и менее половины затрат на электроэнергию в течение всего срока службы светильника.

DLC и сертификация ENERGY STAR

Список сертифицированных продуктов Консорциума DesignLights (DLC) и сертификация ENERGY STAR обеспечивают проверенные эталоны эффективности наружного светодиодного освещения в коммерческих и жилых помещениях. Светильники, входящие в список DLC Premium, должны соответствовать минимальному порогу эффективности 100–130 лм/Вт в зависимости от типа светильника. Выбор приборов, внесенных в список DLC, также дает право на участие в программах скидок на коммунальные услуги в большинстве штатов, которые могут компенсировать 20–50% стоимости покупки авансом. Многие коммунальные предприятия в Калифорнии, Нью-Йорке и на северо-западе Тихоокеанского региона предлагают скидки в размере 30–150 долларов за приспособление для квалифицированной замены светодиодов для наружного применения.

Цветовая температура и светораспределение

Выбор правильной цветовой температуры и оптического распределения для наружного светодиодного освещения означает, что вы можете достичь адекватной видимости и безопасности при меньшем общем количестве люменов и, следовательно, меньшем количестве ватт. Хорошо направленный теплый белый светодиод 3000К с целевой схемой распределения типа III или типа IV более эффективно освещает парковку или проезжую часть, чем плохо направленный светильник 5000К, производящий больше необработанных люменов, но рассеивающий их расточительно. Использование правильной конструкции светильника для конкретного применения позволяет снизить потребляемую мощность без ущерба для производительности.

Интегрированные и модернизированные светодиодные продукты

При модернизации существующих светильников для наружного светодиодного освещения у вас есть два широких варианта: комплекты для модернизации, которые заменяют источник света в существующем корпусе, или полная замена светильников на специальную светодиодную оптику и драйверы. Комплекты для модернизации обходятся дешевле на начальном этапе, но обычно обеспечивают меньшую эффективность, чем встроенные светодиодные светильники, разработанные с нуля для светодиодной технологии. Для долгосрочной оптимизации энергопотребления полная замена светильников обычно обеспечивает более высокую окупаемость инвестиций, особенно в коммерческих и промышленных целях, где освещение работает тысячи часов в год.

Резюме: Основные выводы о затратах на светодиодное освещение

Эффективное управление наружным светодиодным освещением не требует сложных решений. Основные принципы последовательны и подкреплены простыми данными:

• Выключить светодиоды всегда дешевле, чем оставить их включенными когда свет не служит цели.
• Включение и выключение светодиодов не сокращает срок их службы — эта проблема касается только люминесцентных и более старых технологий газоразрядных ламп.
• Даже светодиоды, оставленные включенными постоянно, обходятся гораздо дешевле в эксплуатации, чем галогенные, металлогалогенные или натриевые светильники, которые они заменяют.
• Сокращение ежедневных часов работы продлевает срок службы светильников и одновременно снижает затраты на электроэнергию.
• Датчики фотоэлементов, датчики движения, таймеры и средства управления яркостью — это практичные и недорогие инструменты, которые оптимизируют работу наружного светодиодного освещения.
• Выбор высокоэффективных светодиодных светильников для наружного освещения, сертифицированных DLC, снижает потребление энергии на единицу светового потока, что усугубляет экономию за счет интеллектуального управления в течение всего срока службы светильника.

Независимо от того, являетесь ли вы домовладельцем с несколькими светильниками на крыльце или управляющим объектом, контролирующим крупную коммерческую недвижимость, финансовое обоснование отключения наружного светодиодного освещения, когда оно не нужно, ясно и последовательно. Технология упрощает задачу, а экономия — пусть и скромная на единицу оборудования — ощутимо накапливается на всей территории в течение всего года.