УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ«ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ

ЛИЦЕЙ № 1 МАШИНОСТРОЕНИЯ ИМ. М.Ф.ШМЫРЕВА»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА Предмет: специальная технология

урок - конференция

Разработала: Шаркова Н.А.преподаватель спецдисциплин

высшей категории

2010 г.

План урокаПредмет: специальная технологияТема программы: техническое обслуживание и ремонт осветительных электроустановок.Тема урока: Светодиодное освещениеЦели урока:

Обучающая – формировать в ходе урока представления о современном энергоэффективном освещении.

В результате урока учащиеся должны: - иметь представление об устройстве и принципе действия энергосберегающих ламп; - иметь представление об области их применения;- ознакомится с видами современных электрических источников света.

Воспитательная – воспитать творческого отношения к учебной деятельности, самостоятельности в суждениях;

Развивающая – развить внимания, умения обобщать полученные знания, делать необходимые выводы.

Тип урока: урок - конференция

Материально-техническое оснащение: - мультимедийная установка

Дидактическое оснащение: - мультимедийная поддержка урока- блок-конспект по теме «Техническое обслуживание и

ремонт осветительных электроустановок».

Вопросы конференции1) Электрическое освещение.2) Светодиодное освещение.3) Светодиодные светильники.4) Характеристики светодиодных ламп. 5) Современные технологии в производстве энергосберегающих ламп.6) Техническое обслуживание и ремонт светодиодных светильников.

Ход конференции

Преподаватель: В настоящее время проблема экономии электроэнергии стоит особенно остро. Энергопотребление во всем мире постоянно растет, причем быстрыми темпами. И сегодня мы с вами рассмотрим. Каким образом можно экономить электроэнергию сопомощью современных светодиодных систем освещения. Светодиод – это полупроводниковый прибор, основным свойством которого является излучение света при прохождении электрического тока через p-n переход. Почему светодиодные светильники могут решить проблему энергосбережения? Светодиодные светильники позволяют достичь существенной экономии электроэнергии по сравнению с традиционными источниками света – лампами накаливания (до 80 %) и люминесцентными лампами (свыше 40 %).

1) Учащийся 1-й: Светодиод или LED (Light emitting diode) – полупроводниковый прибор, преобразующий энергию электрического тока в световую. При создании светильников светодиоды – крошечные, иногда размером в несколько миллиметров, светящиеся точки, отдельные или объединенные в модули, собирают в световые блоки. Благодаря этой конструктивной особенности, светильники на основе светодиодов могут иметь самые разнообразные формы: от узкой прямой линейки до причудливых композиций. Технологией будущего светодиодные светильники называются благодаря экономичному расходу электроэнергии на выработку светового потока.

Принципиальным отличием светодиодных светильников от всех остальных является их беспрецедентно большой срок службы (до 50 000 ч), что в 50 раз больше, чем у лампы накаливания, и практически в 5 раз больше, чем у газоразрядных ламп. Светодиодные светильники позволяют достичь существенной экономии электроэнергии по сравнению с традиционными источниками света – лампами накаливания (до 80 %) и люминесцентными лампами (свыше 40 %).

Они длительное время не нуждаются в обслуживании (срок гарантийной эксплуатации – 5 лет, срок службы – 10 лет), что экономит эксплуатационные расходы и особенно важно в труднодоступных для замены ламп местах.

Кроме того, эти светильники обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционно используемыми изделиями:

высокая эффективность, малые габариты источника света, отсутствие опасности возникновения пожара или взрыва, отсутствие вредных веществ, электрическая безопасность и т. д.

2) Учащийся 2-й: Также необходимо отметить высокую механическую прочность этих светильников, что является лучшей защитой от механических воздействий и просто от хулиганов. Использование современной электроники позволяет задавать любые алгоритмы работы светильника, включая самодиагностику и передачу информации об аварии на пульт дежурного, при наличии системы управления и контроля. В случае аварийного отключения электроэнергии возможно длительное (до нескольких часов) обеспечение бесперебойного освещения от малогабаритных встроенных аккумуляторных батарей. Возможна также интеграция систем звукового оповещения, управляемых от систем охранной и пожарной безопасности.

Благодаря

светодиодам и датчикам движения удалось снизить электропотребление в

несколько раз по сравнению с домом, в котором использовались традиционные люминесцентные лампы.

Обычная газоразрядная лампа доставит свет туда, куда может. Светодиодный светильник доставит свет туда, куда нужно. Любой источник света светит во все стороны, а чтобы сформировать световой поток ставят светоотражатели, рассеиватели и т.п. и на этом теряют свет. Светодиод изначально уже светильник. Ему не нужны по определению какие-то оптические системы. Они применяются в отдельных случаях, когда необходимо получить, например, узкий световой пучок.

Преподаватель: А теперь рассмотрим, что представляет собой регулируемый светодиодный многолучевой светильник.

3) Учащийся 3-й: Регулируемый светодиодный многолучевой светильник объединяет в себе мощный энергоэффективный источник света и универсальный дизайн. Инновационной особенностью устройства является возможность управления лучом под шестью различными углами.

При создании уникального светильника реализована инновационная технология управления лучом, которая сочетает функциональность шести прототипов. Регулятор позволяет пользователю выбрать любой из шести различных углов луча, а именно 15, 20, 25, 30, 35 либо 40 градусов. Использоваться такой чрезвычайно универсальный светильник может как с магнитным, так и с электронным трансформатором.

Преподаватель: А теперь попробуем получит ответы на самые распространенные вопросы и заблуждения, связанные со светодиодами

Диоды очень дорогиДействительно, первоначальные вложения в диоды сегодня выше, чем

в другие источники света, но это вложения, которые ведут к экономии. Окупаемость диодных осветительных систем 1,5 – 6 лет, а срок их службы более 10 лет. Кроме того, стоимость диодов быстро снижается.

Диоды слепят глазаВсе зависит от конструкции светильника. Например, светильники

«Оптоган» используют специальные диодные матрицы и рассеиватели, и в результате дают комфортный рассеянный свет.

Диоды дают ультрафиолетовый светЭто проблема дешевых люминесцентных ламп и освещения

предыдущего поколения. Излучение светодиодов максимально точно воспроизводит дневной солнечный спектр и в отличие от люминесцентных ламп не содержит ультрафиолетовых линий, тем самым оказывает положительное эмоциональное воздействие.

Диоды не выносят холодаДиоды горят ярче и дольше на морозе

Диоды содержат драг-металлы (золото) Действительно, для получения металлических контактов в диодах

используется золото, однако, его количество несущественно. Один светодиод содержит менее 50 нанограмм золота. Золотые проволочки, через которые диоды соединены электрически, весят менее 100 микрограмм на один чип, соответственно в самом мощном светильнике модельного ряда «Оптоган» (1000 диодов) общая сумма золота не превышает 0.1 грамма золота.

Чем светодиоды лучше люминесцентных ламп и ламп накаливания

Для светодиодов характерна максимальная энергоэффективность (освещенность на Ватт потребляемой мощности):

· в 2 раза выше люминесцентных ламп; · в 8 раз выше ламп накаливания.

Экологичность: · отсутствие ртути и стекла в отличие от люминесцентных ламп.

Максимальный срок службы (50,000 – 100,000 часов): · в 8 раз выше, чем у люминесцентных ламп; · в 50 раз выше, чем у ламп накаливания.

Информационная безопасность: · в отличие от других ламп через диод невозможно прослушивание

Преподаватель: А теперь проведем сравнительную характеристику трех видов ламп: накаливания, люминесцентных и светодиодных.

Для светодиодов характерна максимальная энергоэффективность (освещенность на Ватт потребляемой мощности):

· в 2 раза выше люминесцентных ламп; · в 8 раз выше ламп накаливания. Экологичность: · отсутствие ртути и стекла в отличие от люминесцентных ламп. Максимальный срок службы (50,000 – 100,000 часов): · в 8 раз выше, чем у люминесцентных ламп; · в 50 раз выше, чем у ламп накаливания. Информационная безопасность: · в отличие от других ламп через диод невозможно прослушивание.

А теперь узнаем о новых технологиях в производстве светодиодных ламп.

5) Учащийся 5-й: Лампа накаливания служила человечеству долгие десятилетия, и до сих пор некоторые производители пытаются продлить жизнь этого замечательного изобретения. Однако сегодня лампы накаливания – это уже прошлый век. Технология нового времени – это светодиодная лампа.

Невозможно поверить, но один такой светильник может работать до 17 лет. Если прежде светодиодные осветители стоили недёшево, то теперь лампу можно купить всего за полсотни долларов. Также пользователи не очень любили светодиоды за отсутствие тёплых оттенков. Однако в последнее время выбор цветов стал шире, и производители на этом останавливаться не собираются.

Сорокаваттную светодиодную лампу можно будет приобрести уже к концу этого года по доступной цене. Производители утверждают, что эта лампа будет поглощать всего 9 ватт энергии, а экономит почти 80%, поскольку служит в 25 раз дольше традиционной сорокаваттной. И более того, важно, что новая лампа будет адаптирована к обычным цоколям, потому часто потребителей останавливает несоответствие лампы и цокольной части осветительного прибора.

Вот только маловато 40 ватт для освещения в повседневном быту. Как минимум человеку требуется 60 или 100 ватт. И этот запрос потребителей тоже скоро будет удовлетворён. В 2012 году начнут действовать федеральные стандарты энергосбережения, так что волей-неволей с рынка придётся убирать традиционные лампы накаливания, а на светодиоды снижать цены. Ожидается, что последние 60- и 40-ваттные лампы накаливания перестанут продаваться уже в 2014 году.

6) Учащийся 6-й: Считается, что светодиоды долговечны, однако, это не совсем так. Чем больший ток пропускается через светодиод в процессе его службы, тем выше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодиодов короче, чем у маломощных сигнальных. Старение выражается в первую очередь в уменьшении яркости. Когда яркость снижается на 30% или наполовину, светодиод надо менять.

Величина и нестабильность тока сильно влияют на срок службы светодиодов. Ещё одним фактором долговечности могут быть условия эксплуатации. Сейчас, к сожалению, нет общих стандартов, которые определяли бы срок службы и параметры надёжной работы для светодиодов. Есть мнение авторитетных организаций в качестве срока службы брать за основу время, за которое световой поток снижается до определённого значения (например, 50% от исходной величины). Некоторые компании предпочли разработать свои способы прогнозирования срока службы и надёжности на основе статистики, полученной от потребителей. Однако лимитированный объём продукции большинства поставщиков делает такой подход почти невозможным.

Эмпирические методы прогнозирования и вовсе нельзя считать надёжными в ситуации, когда речь идёт о надёжности оптоэлектронных приборов. Ведь наиболее распространённые случаи отказа оборудования связаны с постепенным снижением мощности в течение эксплуатации. А большинство существующих стандартов используют терминологию постоянной интенсивности отказов. Конечно, в большинстве случаев характеристики светодиодов ухудшаются постепенно. Но также есть случаи

неожиданных отказов из-за роста дислокаций с периферии активной области, разрушения p-n перехода, роста дислокаций с окисленного торца или промежуточной области, которая разделяет торец и диэлектрическое покрытие, и неисправимого оптического повреждения. Кроме того, потребители, которые имеют дело со светодиодами, давно поняли: их надёжность (особенно что касается скорости деградации) часто зависит от поставщика компонентов.

Именно правильное определение отказа – самый проблемный пункт, многие производители и пользователи сами определяют, когда оптоэлектронный прибор пришёл в негодность. Ещё один способ выявления отказа – установить ток и наблюдать выходную мощность прибора, признав прибор вышедшим из строя при снижении мощности ниже принятой точки (как правило, от 20% до 50% от изначальной величины). Иной метод базируется на наблюдении снижения выходной мощности прибора и его восстановления с помощью увеличения управляющего потока. Как только управляющий ток достигает нужной величины (скажем, 50%), прибор можно признавать неработоспособным. Определенные механизмы отказа и недостатки тоже могут быть причиной поломки светодиодов.

Преподаватель: Нетрудно догадаться, почему власти настаивают на том, чтобы граждане отказались от лампочек, которыми разгоняли тьму еще в прошлом веке. И польза тут не только экономическая. Надо знать, что 19% всей потребляемой в мире электроэнергии расходуется на освещение. А повсеместное внедрение современных световых технологий позволяет, по мнению экспертов, сэкономить до 40% потребляемой электроэнергии, или 106 млрд евро в год. Кроме того, это и существенная помощь природе — удастся сократить выбросы углекислого газа в атмосферу на 555 млн т в год, ежегодно сберегать 2 тераватта электроэнергии и экономить 1,5 млрд барр. нефти. Поэтому каждый раз, выбирая энергоэффективные, приборы мы

заботимся не только об экономии собственных средств, но и экологическом наследии, которое мы оставим после себя.

Преподаватель благодарит всех за участие, подводит итоги урока, анализирует работу учащихся и выставляет отметки.