Lampy LED stopniowo wkraczają w naszą codzienność oświetlając domy, zastępując tradycyjne żarówki, halogeny i świetlówki. Aby określić potrzebę takiej wymiany, konieczne jest porównanie właściwości różnych typów opraw oświetleniowych. Zastanówmy się więc, co jest lepsze lampy LED lub energooszczędne, a może żarówki?
Główne cechy lamp do oświetlenia
Główne parametry techniczne, według których określa się jakość lamp oświetleniowych to:
- pobór energii;
- Lekki przepływ;
- zdrajca;
- żywotność lampy;
- wytrzymałość konstrukcyjna;
- Wymiary i waga;
- przyjazność dla środowiska.
Oprócz tych cech bardzo ważne są następujące wskaźniki:
- oddawanie widma i kolorów;
- możliwość regulacji światła;
- kierunek światła.
Najważniejszym wskaźnikiem jakości lampy jest pobierana przez nią moc. Ta wartość pokazuje wydajność urządzenia oświetleniowego.
Strumień świetlny charakteryzuje ilość światła emitowanego przez to urządzenie.
Wydajność lamp oświetleniowych tego typu można ocenić za pomocą takiego wskaźnika, jak strumień świetlny. Strumień świetlny jest równy stosunkowi strumienia świetlnego do mocy urządzenia. Pokazuje, ile strumienia świetlnego może wyemitować urządzenie, gdy pobiera moc 1 wata.
Najważniejszym wskaźnikiem niezawodności lamp do oświetlenia jest ich żywotność, która jest określana w godzinach. Im dłuższa żywotność, tym bardziej niezawodna lampa i tym dłużej się nie przepali.
Porównanie opraw LED z innymi rodzajami lamp
Dla porównania rozważone zostaną następujące typy urządzeń oświetleniowych:
- Lampa LED. Głównym elementem takiej lampy jest dioda LED, która emituje światło, gdy przepływa przez nią prąd;
- żarówka. To najpopularniejszy rodzaj lamp. Wykorzystuje promieniowanie metalowego włókna w szklanej bańce. Ze względu na niską wydajność i niezawodność lampy te są zastępowane przez nowocześniejsze urządzenia;
- lampa halogenowa. Wykorzystuje włókno wolframowe jako emiter, umieszczone w kolbie z gazem buforowym. Urządzenia te mają lepsze właściwości niż żarówki;
- lampa fluorescencyjna („energooszczędna”). Ta lampa jest gazowo-wyładowczym źródłem światła. W tym przypadku wyładowanie elektryczne w oparach rtęci powoduje świecenie warstwy luminoforu. Tego typu lampy są bardziej wydajne niż żarówki.
Tabela 1
| Parametr | żarówka | Fluorowiec | fluorescencyjny | PROWADZONY |
| Strumień świetlny, lm | 700 | 700 | 700 | 800 |
| moc, w | 75 | 45 | 15 | 10 |
| Strumień świetlny, lm/W | 10 | 16 | 47 | 80 |
| Wskaźnik oddawania barw | 90-100 | 70-90 | 75 | 80-100 |
| Tętnienie, % | 5 | 5 | 30-40 | 1-30 |
| Żywotność, godz | 1000 | 2300 | 8000 | 50000 |
| Temperatura, °C | 180 | 100-150 | 60 | 70 |
| Projekt | kruchy | kruchy | kruchy | wytrzymały |
| Odporność na wibracje | NIE | NIE | NIE | Tak |
| Przyjazność dla środowiska | Tak | Tak | nie (rtęć) | Tak |
| Cena, pocierać | trzydzieści | 50 | 150 | 500 |
Tabela 1 pokazuje główne cechy lamp oświetleniowych. Dla porównania brane są różne lampy, które emitują strumień świetlny około 700-800 lumenów.
Jak widać z tabeli, aby uzyskać taki strumień światła, najwyższa moc 75 W jest wymagana dla żarówki, a najmniejsza moc 10 W jest zużywana przez lampę LED. Oprawy halogenowe i świetlówkowe wymagają odpowiednio 45W i 15W.
Zatem wydajność każdej z tych lamp jest określona przez strumień świetlny, który uwzględnia różne parametry urządzenia oświetleniowego, takie jak wydajność, obecność dyfuzora i odbłyśnika itp. Diody LED mają średni strumień świetlny na poziomie 80 lm/W, ale mogą osiągnąć 150-170 lm/W. Ten parametr pokazuje, że lampy LED oszczędzają energię, co zmniejsza koszty oświetlenia.
Wskaźnik oddawania barw żarówki jest najbliższy ideału (światło słoneczne). Konwencjonalne świetlówki mają około 75. Dla lamp tego typu z 5-pasmowym luminoforem wskaźnik może sięgać 90. Lampy LED mają współczynnik przepuszczalności światła około 80-100, co jest uważane za wygodne dla oczu.
Największa pulsacja światła występuje w świetlówkach. Ze względu na bezwładność cieplną włókna żarówek i lamp halogenowych mają tętnienie, które nie przekracza 5%. W tanich lampach LED tętnienie światła może osiągnąć 30%. Aby uzyskać niskie tętnienia w tych lampach, konieczne jest stosowanie wysokiej jakości sterowników. Należy również pamiętać, że zastosowanie ściemniaczy z modulacją szerokości do regulacji natężenia światła może zwiększyć pulsację lampy LED.
Niezawodność lampy LED (50 000 godzin) również znacznie przewyższa niezawodność innych urządzeń, zwłaszcza żarówek (1000 godzin). Dzięki temu do oświetlenia lampami LED potrzebna będzie mniejsza liczba urządzeń, które trzeba będzie wymieniać znacznie rzadziej.
Podczas pracy lekkich urządzeń część energii zużywana jest na wytwarzanie ciepła. Jednocześnie do 80% energii elektrycznej zużywa się na ogrzewanie w lampach żarowych, do 65% w lampach halogenowych, 25% w lampach fluorescencyjnych, a tylko 2 – 5% w lampach LED. Jednocześnie najbardziej nagrzewa się żarówka, a najmniej nagrzewają się świetlówki i lampy LED.
Ważny! Przy silnym ogrzewaniu (powyżej + 80 ° C) może dojść do degradacji złącza pn, w wyniku czego zmniejszy się strumień świetlny i pogorszy się jakość światła. Aby zapobiec przegrzaniu przejścia, lampy LED zwykle wykorzystują aluminiowy radiator.
Z konstrukcyjnego punktu widzenia najbardziej wytrzymała i odporna na wibracje jest dioda LED. Obudowa diod wykonana jest z wytrzymałych gatunków tworzywa sztucznego lub żywicy epoksydowej. Kolby innych typów urządzeń są wykonane ze szkła, co czyni je bardzo kruchymi.
Dla środowiska niebezpieczne są tylko świetlówki zawierające opary rtęci. Podczas utylizacji takich lamp należy wziąć pod uwagę obecność rtęci, co nie zawsze jest wykonywane w pełni. Kolejną wadą świetlówek jest migotanie światła. Zjawisko to czasami sprawia, że oświetlenie jest niewygodne i może niekorzystnie wpływać na wzrok.
jakość światła
Ważnym wskaźnikiem dla lamp różnego typu jest jakość światła. Można to ocenić za pomocą dwóch wskaźników:
- wskaźnik oddawania barw;
- Kolorowa temperatura.
Pierwszy wskaźnik jakości opraw charakteryzuje to, jak bardzo zbliżona jest barwa obiektu oświetlonego przez dane źródło światła do barwy wyświetlanej w idealnym (naturalnym) oświetleniu. Wartości tego wskaźnika dla różnych lamp podano w tabeli 1.
Drugi wskaźnik charakteryzuje odcienie światła emitowanego przez lampę i jest obliczany w stopniach Kelvina (K). Temperatura barwowa jest ważnym parametrem przy wyborze urządzenia oświetleniowego, ponieważ wpływa na komfort pracy i wypoczynku. Na przykład wydajność pracy będzie wyższa przy oświetleniu białymi odcieniami (3000-3500 K), dlatego takie lampy są instalowane w biurach, bibliotekach i sklepach. Obszary mieszkalne oświetlane są bardziej komfortowym i relaksującym światłem ciepłym (2700-3000 K) lub neutralnym (3500-4000 K). Zimne odcienie światła są używane w supermarketach i szpitalach, a odcienie światła dziennego są używane w muzeach, wystawach i galeriach.
Tabela 2 – Temperatura barwowa:
| lekki typ | Temperatura | żarówka | Fluorowiec | fluorescencyjny | PROWADZONY |
| Ciepły | 2700 K | + | + | + | |
| Biały | 3000 tys | + | + | + | |
| Neutralny | 3500 tys | + | + | ||
| Zimno | 4100 K | + | + | ||
| Dzień | 5000-6500 K | + | + |
Tabela pokazuje, że dla całego spektrum temperatur barwowych produkowane są tylko lampy LED lub świetlówki. Tak więc, jeśli chcesz zmienić tradycyjną żarówkę, to wśród energooszczędnych możesz łatwo znaleźć odpowiednik pod względem rodzaju światła.
Oprawa Spectra
Żarówka ma najprzyjemniejsze widmo percepcji z maksimum przy długości fali 550-560 nm, co odpowiada maksymalnej czułości widmowej ludzkiego oka. Jest zbliżony do widma emisyjnego ciała doskonale czarnego o temperaturze 2700 K, ale z lekkim przesunięciem ku czerwieni. Widmo jest ciągłe.
Lampa halogenowa ma również widmo ciągłe, podobne do widma żarówki, ale jeszcze bardziej przesunięte w kierunku czerwieni.
Widmo świetlówki jest nieciągłe. Jednocześnie niedrogie lampy mają spadek w najbardziej wrażliwym dla ludzkiego oka miejscu (530-550 nm). Dlatego obiekty oświetlone takimi lampami będą wyglądać na zniekształcone. Na przykład przy długości fali 530 nm obiekt będzie ciemniejszy.
Widmo niedrogich białych lamp LED jest krzywą z pikiem przy 450 nm i 550 nm oraz spadkiem przy 500 nm i ponad 600 nm. Pik przy 450 nm jest związany z główną częstotliwością emisji niebieskiej diody LED, a szczyt przy 550 nm jest związany z reemisjami żółtego luminoforu. Dzięki tym właściwościom możliwe jest również zniekształcenie kolorów.
Wnioski:
- Porównanie czterech typów lamp wykazało, że najbardziej obiecujące są lampy LED.
- Głównymi zaletami lamp z diodami LED są ich wydajność i wysoka niezawodność.
- Zapewniają dobre odwzorowanie kolorów, a przy odpowiednim doborze zasilacza niskie tętnienia światła.
- Lampy LED mogą dawać światło w różnych kolorach, co pozwala na zastąpienie mniej wydajnych źródeł światła w różnych zastosowaniach.