Светодиодное освещение — одно из перспективных направлений технологий искусственного освещения^[1], основанное на использовании светодиодов в качестве источника света. Активное использование данных источников света в России началось только в начале двухтысячных, хотя подсветка из светодиодной ленты стала применяться еще в начале 90-х прошлого века.
Вскоре использование светодиодных ламп в освещении стало занимать не менее 6% рынка (по данным 2006 года).^[2] Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с технологической эволюцией светодиода.^[3] Разработаны так называемые сверхъяркие светодиоды^[2], специально предназначенные для искусственного освещения.

Преимущества

В сравнении с обычными лампами накаливания, а также люминсцентными лампами светодиоды обладают многими преимуществами:

1. Экономично используют энергию по сравнению с предшествующими поколениями электрических источников света — дуговых, накальных и газоразрядных. Так, световая отдача светодиодных систем уличного освещения с резонансным источником питания достигает 120 люменов на ватт^[4], что сравнимо с отдачей натриевых газоразрядных ламп — 150—220 люмен на ватт. Люминесцентные лампы имеют световую отдачу 60-100 люмен на ватт, а лампы накаливания — 10-24 люмен на ватт (включая галогенные).
2. При оптимальной схемотехнике источников питания и применении качественных компонентов средний срок службы светодиодных систем освещения может быть доведён до 100 тысяч часов, что в 50-200 раз больше по сравнению с массовыми лампами накаливания и в 4-16 раз больше, чем у большинства люминесцентных ламп.
3. Возможность получать различные спектральные характеристики без применения светофильтров (как в случае ламп накаливания).
4. Безопасность использования.
5. Малые размеры.
6. Высокая прочность.
7. Отсутствие ртутных паров (в отличие от газоразрядных люминесцентных ламп и других приборов), что исключает отравление ртутью при переработке и при эксплуатации.
8. Малое ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
9. Незначительное тепловыделение (для маломощных устройств).
10. Устойчивость к вандализму.

Среди производителей именно светодиодные источники света считаются наиболее функционально-перспективным направлением как с точки зрения энергоэффективности, так и затратности и практического применения. В основном применяются приборы на белых светодиодах.

Недостатки

1. Основной недостаток — высокая цена.^[5] Отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50 — 100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания.^[5]. Впрочем, на начало 2011 года в продаже уже появились светодиодные лампы по ценам (за люмен), конкурентоспособным с компактными люминесцентными лампами. На конец 2011 года некоторые фирмы (такие как К2 Leuchten) уже начали адаптацию светильников по технологии LED по адекватным ценам (см. картинку Светильник, адаптированный по технологии LED).
   
2. Напряжение питания светодиода значительно меньше напряжения питания обычных ламп накаливания. Поэтому светодиоды соединяют последовательно или используют преобразователи напряжения.
3. Низкая предельная температура: мощные осветительные светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности (физические размеры светодиодов малы при высокой мощности рассеиваемого излучения) и не могут рассеять столько тепла, сколько выделяют (несмотря даже на более высокий КПД, чем у ламп накаливания). Осветительный светодиод мощностью 10 Ватт при питании стабилизированным током требует пассивный радиатор размером как у микропроцессора Pentium 4 без вентилятора.^[6] Такой большой радиатор не только удорожает конструкцию, но и с трудом может быть вписан в формат бытовых осветительных приборов. Поэтому многие производители используют другое решение - максимальные характеристики достигаются при широтно-импульсном питании, когда прямое напряжение на диоде в импульсе не превышает предельное, но длительность такого импульса строго ограничена. Вольт-амперная характеристика очень нелинейна, и в этой точке диод имеет намного меньшее активное сопротивление, чем при питании постоянным током и соответственно меньше тепловыделение. Но даже самый мощный фонарь на рынке 2012 года (5000 лм) всё же имеет радиатор.^[7]
4. Для питания одиночного светодиода от питающей сети необходим низковольтный источник питания постоянного тока, тоже с радиатором, что дополнительно увеличивает объём светильника, а его наличие дополнительно снижает общую надёжность и требует дополнительной защиты. Поэтому многие разработчики ограничиваются выпрямителем, а светодиоды включают последовательно.
5. Высокий коэффициент пульсаций светового потока при питании напрямую от сети промышленной частоты без сглаживающего конденсатора, при его наличии пульсации малы.
6. Дешёвые массовые LED имеют световую отдачу 80-110 лм/Вт, что по экономичности равно обычным люминесцентным лампам дневного света.^[8]
7. Спектр отличается от солнечного. Вместе с тем, этот недостаток по сравнению с люминесцентными лампами менее значителен, так как благодаря особенностям человеческого восприятия и при правильно подобранных люминофорах это незаметно.
8. Немецкие специалисты в процессе тестирования в конце 2009 года обнаружили, что реальный средний срок службы светодиодных ламп для напряжения 220-240 В оказался около 50000 часов против заявляемых производителями 100000 часов.^[9]
9. Несмотря на лёгкость регулировки яркости светодиода изменением питающего его постоянного напряжения, большинство ламп, предназначенных для сети 220-240 В, не приспособлены для питания их через диммер. Причина в конструкции встроенного в лампу вторичного источника питания. Однако, существуют специальные регулируемые диммером светодиодные лампы.

Применение

Светодиодные технологии освещения благодаря эффективному расходу электроэнергии и простоте конструкции нашли широкое применение в светильниках, прожекторах, светодиодных лентах, декоративной светотехнике и особенно в компактных осветительных приборах — ручных фонариках. Их световая мощность доходит до 5000- лм.^[10] Светодиодные осветительные приборы подразделяются на уличные и интерьерные. Сегодня их применяют для подсветки зданий, автомобилей, улиц и рекламных конструкций, фонтанов, тоннелей и мостов. Данное освещение используют для подсветки производственных и офисных помещений, домашнего интерьера и мебели.

Светодиодное освещение применяется в светотехнике для создания дизайнерского освещения в специальных современных дизайн-проектах. Надёжность светодиодных источников света позволяет использовать их в труднодоступных для частой замены местах (встроенное потолочное освещение, внутри натяжных потолков и т. д.).
Декоративная светодиодная подсветка в основном применяется для праздничной иллюминации. Для чего используется новогоднее украшение - светодиодная гирлянда. В период праздников (в большей степени новогодних) их можно увидеть на улицах городов, они украшают деревья, фасады зданий и другие уличные объекты.

Примечания