Энергоэффективность светодиодных светофоров по сравнению с ламповыми

Светофор – устройство оптической сигнализации, предназначенное для регулирования движения людей, велосипедистов, автомобилей и иных участников дорожного движения, поездов железной дороги и метрополитена, речных и морских судов, трамваев, троллейбусов, автобусов и всего транспорта. Используются во всех странах.

В настоящее время энергосбережение и сокращение эксплуатационных расходов на обслуживание различных технических средств является одной из актуальных задач хозяйственной деятельности современного города.

Одним из способов решения этой задачи стало применение светодиодных дорожных светофоров (транспортных и пешеходных) взамен ранее установленных, использующих лампы накаливания.

Необходимость замены, находящихся в эксплуатации дорожных светофоров с лампами накаливания обусловлена следующими существенными недостатками:

• повышенное энергопотребление;

• малый срок службы (наработка на отказ ламп накаливания составляет до 2000 часов);

• повышенный износ светотехнической арматуры из-за высокой рабочей температуры;

• образование «фантомного эффекта» от лучей солнца при восходе и закате, т.е. появление иллюзии у водителей транспортных средств и пешеходов включения всех сигналов светофора или определенной его секции.

Применение новых светодиодных светофоров и светодиодных светоблоков для замены оптической системы в светофорах с лампами накаливания позволяет существенно снизить энергопотребление и эксплуатационные затраты на обслуживание светофорных объектов, а также повысить безопасность дорожного движения.

Взяв за основу принцип энергосбережения, проведем сравнительную характеристику по ряду параметров для классического лампового светофора и светодиодного.

Светофоры дорожные ламповые предназначены для регулирования движения транспортных средств на дорогах общего пользования, стоянках, паркингах, на территории промышленных предприятий и пешеходов через проезжие части дорог, приведен на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1– Светофор дорожный ламповый пешеходный

Лампы накаливания потребляют больше электроэнергии, что приводит к большим эксплуатационным расходам. Потребляемая мощность не более 100 Вт. У ламп накаливания малый срок службы. На деле наработка до отказа составляет около 2 000 часов. При использовании ламповых светофоров образуются достаточно высокие температуры, из-за чего светотехническая арматура подвергается повышенному износу. Что действительно заметно, так это то, что на восходе и закате у светофоров, поскольку используются белые лампы с использованием цветных светофорных линз, при этом образовывается своеобразный «фантомный эффект», то есть появление у водителей и пешеходов с определенного ракурса иллюзии включения всех сигналов светофора одновременно. Лампы в светофоре ламповом очень часто перегорает, требуя расходов по выезду и их замене. [16]

Светофоры дорожные светодиодные предназначены для регулирования движения транспортных средств и пешеходов на дорогах общего пользования, стоянках, паркингах, на территории промышленных предприятий, приведен на рисунке 7.2 (на примере транспортного).

Рисунок 7.2– Светофор пешеходный дорожный светодиодный

Светодиодные блоки как пешеходного, так и транспортного светофора могут быть использованы для модернизации существующих светофорных объектов (установка взамен ламп накаливания) без лишних доработок и демонтажа корпусных деталей.

Повышенная надежность обеспечивается за счет современных схемотехнических решений управления светодиодами и высоким уровнем технологии сборки изделий с использованием линии поверхностного монтажа электронной части. Являются более продвинутым решением, в котором используются лишь современные материалы (например, линзы рассеивателей и корпуса светофоров чаще всего изготавливаются из ударопрочного поликарбоната).

Расширенный диапазон напряжения питания и защита электронной части изделия от скачков напряжения улучшает потребительские характеристики светофоров.

Светодиодные светофоры имеют ряд существенных преимуществ:

ü малая потребляемая мощность;

ü увеличение срока службы в десятки раз;

ü высокая эксплуатационная надежность (средняя наработка на отказ составляет 50000 часов);

ü исключение появления ложных сигналов светофора при отражении солнечных лучей из-за отсутствия цветных светофильтров;

ü повышенная механическая прочность за счет использования современных материалов (линзы рассеивателей и корпуса светофоров изготавливаются из ударопрочного поликарбоната).

Исследуемый перекресток улица Советская – улица Кожара оборудован транспортными и пешеходными светодиодными светофорами, 6 транспортных и 4 пешеходных (см. приложение В).

Произведем расчет для сравнения потребления энергии ламповых и светодиодных светофоров. На исследуемом перекрестке установлено 10 светофоров.

Для расчета потребления энергии за сутки используем следующую формулу:

, (7.1)

где – мощность потребления светофора, Вт (мощность потребления лампового светофора ~ 100 Вт; мощность потребления светодиодного светофора ~ 35 Вт);

– время работы светофора в сутки, ч (берем значение 15 ч. так как в период с 22:00 до 07: 00 светофоры не работают).

- для одного светофора на лампах накаливания в сутки:

Вт,

- для одного светодиодного светофора в сутки:

Вт.

Рассчитаем мощность потребления 10 светофоров установленных на пересечении улиц Советская и улицы Кожара по формуле 7.2:

, (7.2)

где – мощность потребления одного светофора в сутки, Вт;

n – количество, установленных светофоров.

- для светофоров на лампах накаливания в сутки:

Вт,

- для светодиодных светофоров в сутки:

Вт.

Чтобы увидеть разницу потребления энергии светофорами в сутки, произведем расчет по формуле 7.3.

, (7.3)

Вт.

Как показали расчеты, на перекрестке улицы Советская и улицы Кожара светодиодные светофоры потребляют 5250 Вт в сутки – это в 3 раза меньше потребления энергии, чем ламповыми светофорами, при этом экономится 15000 Вт в сутки. Таким образом, светодиодные светофоры не только гораздо более энергоэффективны, но и при чуть больших вложениях вначале, помогут сэкономить гораздо больше впоследствии. Потребляемая светодиодами, даже если их десять или сто штук, электроэнергия во много раз меньше – в среднем от 5 до 10 раз – а это уже существенная экономия. Они еще и могут значительно повысить безопасность на дороге.

Дата добавления: 2015-08-10