LED lampy postupně vstupují do našeho každodenního života pro osvětlení domácností a nahrazují žárovky, halogenové a zářivky. Pro určení potřeby takové výměny je nutné porovnat charakteristiky různých typů osvětlovacích zařízení. Pojďme tedy zjistit, co je lepší: LED žárovky nebo energeticky úsporné žárovky, nebo snad žárovky?
Hlavní charakteristiky svítidel pro osvětlení
Mezi hlavní technické parametry, které určují kvalitu světelných zdrojů, patří:
- spotřeba energie;
- světelný tok;
- zrádce;
- životnost lampy;
- strukturální pevnost;
- rozměry a hmotnost;
- šetrnost k životnímu prostředí
Kromě těchto vlastností jsou velmi důležité také následující ukazatele:
- spektrum a podání barev;
- schopnost nastavit světlo;
- směrovost světla.
Nejdůležitějším ukazatelem kvality lampy je její spotřeba. Tato hodnota ukazuje účinnost osvětlovacího zařízení.
Světelný tok charakterizuje množství světla vyzařovaného tímto zařízením.
Účinnost osvětlovacích lamp tohoto typu může být hodnocena takovým indikátorem, jako je světelný výkon. Světelný výkon se rovná poměru světelného toku k výkonu zařízení. Ukazuje, jaký světelný tok může zařízení vyzařovat, když spotřebuje 1 W výkonu.
Nejdůležitějším ukazatelem spolehlivosti lamp pro osvětlení je jejich životnost, kterou určují hodiny. Čím delší životnost, tím je lampa spolehlivější a déle nevyhoří.
Porovnání LED zařízení s lampami jiných typů
Pro srovnání budou uvažovány následující typy osvětlovacích zařízení:
- LED lampa. Hlavním prvkem takové lampy je LED, která vyzařuje světlo, když jí prochází proud;
- žárovka. Jedná se o nejběžnější typ lampy. Využívá záření kovového závitu umístěného ve skleněné baňce. Kvůli nízké účinnosti a spolehlivosti jsou takové lampy nahrazeny modernějšími zařízeními;
- halogenové žárovky. Využívá wolframové vlákno umístěné v baňce s vyrovnávacím plynem jako zářičem. Tato zařízení mají lepší vlastnosti než žárovky;
- zářivka („úspora energie“). Tato lampa je světelný zdroj s plynovou výbojkou. Současně výboj elektřiny ve rtuťových parách způsobuje záři fosforové vrstvy. Lampy tohoto typu jsou účinnější než žárovky.
stůl 1
| Parametr | Žárovka | Halogen | Světélkující | VEDENÝ |
| Světelný tok, lm | 700 | 700 | 700 | 800 |
| Výkon, W | 75 | 45 | 15 | 10 |
| Světelný výkon, lm/W | 10 | 16 | 47 | 80 |
| Barevný index | 90-100 | 70-90 | 75 | 80-100 |
| Pulsace, % | 5 | 5 | 30-40 | 1-30 |
| Termín služby, hodina | 1000 | 2300 | 8000 | 50 000 |
| Teplota, °С | 180 | 100-150 | 60 | 70 |
| Konstrukce | křehký | křehký | křehký | silný |
| Odolnost proti vibracím | Ne | Ne | Ne | Tak |
| Šetrnost k životnímu prostředí | Tak | Tak | ne (rtuť) | Tak |
| Cena, rublů | třicet | 50 | 150 | 500 |
Tabulka 1 ukazuje hlavní charakteristiky světelných zdrojů. Pro srovnání se berou různé lampy, které vyzařují světelný tok přibližně 700-800 lumenů.
Jak je vidět z tabulky, k získání takového toku světla je potřeba největší výkon 75 W pro žárovku a nejmenší výkon 10 W spotřebuje LED žárovka. Pro halogenové a zářivky je vyžadován výkon 45 a 15 W.
Účinnost každé z těchto svítilen je tedy dána světelným výkonem, který zohledňuje různé parametry osvětlovacího zařízení, jako je účinnost, přítomnost difuzoru a reflektoru atd. LED diody mají průměrný světelný výkon 80 lm/W, ale mohou dosáhnout 150-170 lm/W. Podle tohoto parametru je vidět, že LED lampy šetří elektrickou energii, což umožňuje snížit náklady na osvětlení.
Barevný index žárovky je nejblíže ideálu (sluneční světlo). Běžné zářivky mají asi 75. U lamp tohoto typu s 5-pásmovým fosforem může index dosáhnout 90. LED lampy mají index propustnosti světla řádově 80-100, což je považováno za pohodlné pro oči.
K největšímu pulzování světla dochází u zářivek. V důsledku tepelné setrvačnosti spirály mají žárovky a halogenové žárovky zvlnění, které nepřesahuje 5%. V levných LED lampách může pulzace světla dosáhnout 30%. Pro dosažení nízké pulzace v těchto lampách je nutné použít vysoce kvalitní drivery. Je třeba také vzít v úvahu, že použití nastavení jasu stmívačů s modulací šířky může zvýšit pulzaci LED lampy.
Spolehlivost LED lampy (50 000 hodin) také výrazně převyšuje spolehlivost ostatních zařízení, zejména žárovky (1000 hodin). Díky tomu je potřeba méně zařízení pro osvětlení LED lampami, které bude nutné měnit mnohem méně často.
Při provozu osvětlovacích zařízení se část energie uvolňuje jako teplo. Přitom až 80 % elektřiny se spotřebuje na vytápění v žárovkách, až 65 % v halogenových žárovkách, 25 % v zářivkách a pouze 2-5 % v LED žárovkách. Nejvíce se přitom zahřívá žárovka a nejméně zářivky a LED.
Důležité! Při silném zahřátí (+80°С) může dojít k degradaci pn přechodu, v důsledku čehož dojde ke snížení světelného toku a zhoršení kvality světla. Aby se zabránilo přehřátí přechodu v LED lampách, obvykle se používá hliníkový radiátor.
Z konstrukčního hlediska je nejtrvanlivější a nejodolnější vůči vibracím LED. Pouzdro LED je vyrobeno z odolného plastu nebo epoxidové pryskyřice. Žárovky jiných typů zařízení jsou vyrobeny ze skla, což je činí velmi křehkými.
Nebezpečné pro životní prostředí jsou pouze zářivky obsahující páry rtuti. Přítomnost rtuti je třeba vzít v úvahu při likvidaci takových výbojek, která se vždy provádí v plném rozsahu. Další nevýhodou zářivek je blikání světla. To někdy znepříjemňuje osvětlení a může negativně ovlivnit vidění člověka.
Kvalita světla
Důležitým ukazatelem různých typů lamp je kvalita světla. Lze jej vyhodnotit pomocí dvou ukazatelů:
- barevný index;
- teplota barvy
První ukazatel kvality lamp charakterizuje, jak blízko se barva předmětu při osvětlení daným světelným zdrojem blíží barvě zobrazené za ideálních (přirozených) podmínek. Hodnota tohoto indikátoru pro různé lampy je uvedena v tabulce 1.
Druhý indikátor charakterizuje odstíny světla vyzařovaného lampou a počítá se ve stupních Kelvina (K). Teplota barev je důležitým parametrem při výběru osvětlovacího zařízení, protože ovlivňuje komfort práce a odpočinku. Například produktivita práce bude vyšší při osvětlení odstíny bílého světla (3000-3500 K), takže takové lampy jsou instalovány v kancelářích, knihovnách a obchodech. Obytné prostory jsou osvětleny pohodlnějším a uvolňujícím teplým světlem (2700-3000 K) nebo neutrálním (3500-4000 K). Studené odstíny světla se používají v supermarketech a nemocnicích a odstíny denního světla se používají v muzeích, výstavách a galeriích.
Tabulka 2 – Teplota barvy:
| Typ světla | Teplota | Žárovka | Halogen | Světélkující | VEDENÝ |
| Teplý | 2700 K | + | + | + | |
| Bílý | 3000 K | + | + | + | |
| Neutrální | 3500 K | + | + | ||
| Studený | 4100 K | + | + | ||
| Denně | 5000–6500 K | + | + |
Z tabulky vyplývá, že v celém spektru barevných teplot se vyrábí pouze LED nebo zářivky. Pokud tedy chcete nahradit tradiční žárovku, můžete snadno najít analog typu světla mezi energeticky úspornými.
Spektra lamp
Nejpříjemnější spektrum pro vnímání má žárovka s maximem na vlnové délce 550-560 nm, což odpovídá maximální spektrální citlivosti lidského oka. Blíží se emisnímu spektru černého tělesa s teplotou 2700 K, ale s mírným červeným posuvem. Spektrum je spojité.
V halogenové žárovce má spektrum také spojitý vzhled, podobný spektru žárovky, ale je ještě více posunuto do červena.
Spektrum zářivky je přerušované. Přitom levné lampy mají poruchu na nejcitlivějším místě pro lidské oko (530-550 nm). Proto při osvětlení takovými lampami budou předměty vypadat zkreslené. Například při vlně 530 nm bude objekt tmavší.
Spektrum lamp na levných bílých LED diodách je křivka s vrcholem při 450 nm a 550 nm a poklesy při vlnových délkách 500 nm a více než 600 nm. Vrchol při 450 nm je spojen s hlavní emisní frekvencí modré LED a vrchol při 550 nm je spojen s reemisemi žlutého fosforu. S takovými vlastnostmi jsou také možné zkreslení barev.
Závěry:
- Porovnání čtyř typů svítilen ukázalo, že nejslibnější jsou LED svítilny.
- Hlavní předností svítidel s LED je jejich hospodárnost a vysoká spolehlivost.
- Poskytují dobré podání barev a při správné volbě napájecího driveru nízkou pulzaci světla.
- LED svítidla mohou poskytovat světlo různých odstínů, což jim umožňuje nahradit méně účinné zdroje osvětlení v různých oblastech jejich použití.