ALKAN - Hurtownia Elektryczna

Oświetlenie LED a żarówka energooszczędna – sprawdź, jak skutecznie rozjaśnić swój dom!

oswietlenie-led-a-zarowka-energooszczedna-sprawdz-jak-skutecznie-rozjasnic-swoj-dom

Oświetlenie LED czy żarówka energooszczędna – co wybrać? To pytanie, które zadaje sobie każdy, kto stoi przed koniecznością wymiany bądź rozplanowania nowych źródeł światła we własnym domu. Tradycyjne żarówki odeszły do lamusa a w gąszczu ofert nowoczesnego oświetlenia nietrudno się pogubić. W niniejszym artykule wykażemy podstawowe różnice pomiędzy dwiema najpopularniejszymi opcjami – żarówkami LED i świetlówkami energooszczędnymi.

 

Spis treści:
Żarówki LED, żarówki energooszczędne – dlaczego nie powinniśmy ich tak nazywać?
Żarówka Edisona – czasy minionej świet(l)ności
Jak działają LED-y?
Jak działa żarówka energooszczędna?
Strumień świetlny: jak mocno świecą LED-y i żarówki energooszczędne?
Żywotność oświetlenia LED i świetlówek
Ile kosztują żarówki LED-owe a jakie są ceny świetlówek energooszczędnych?
Techniczne możliwości LEDów – zmień kolor i natężenie swojego światła!
Współczynnik CRI – sprawdź jakość swojego światła!
LED-y a współczynnik CRI
Współczynnik oddawania barw w świetlówkach
Koszty eksploatacji: ile prądu zużywają LED-y, a ile świetlówki?
LED-y kontra świetlówki – poznaj wady i zalety

 

Żarówki LED, żarówki energooszczędne – dlaczego nie powinniśmy ich tak nazywać?

Najistotniejszą kwestią od której powinniśmy zacząć każdą wyprawę do sklepu oświetleniowego jest ujednolicenie i sprostowanie spraw nazewnictwa. Żarówką obecnie błędnie nazywa się niemal wszystkie typy domowego oświetlenia, choć to określenie poprawne jest jedynie dla tradycyjnej lampy żarowej wynalezionej w 1897 roku w Ameryce przez zespół badawczy Thomasa Edisona i jej nowoczesnych wersji – nie powinniśmy więc mówić: żarówka energooszczędna czy żarówka LED-owa, jednak powszechność tego słowa jest tak ogromna, że nawet producenci w pełni świadomie używają go w opisie swoich wyrobów. Dla wygody również w tym artykule słowo żarówka występowało będzie zamiennie z poprawnymi określeniami porównywanych źródeł światła.

Żarówka Edisona – czasy minionej świet(l)ności

Typowa żarówka to elektryczne źródło światła wywoływanego przez podgrzanie umieszczonego w szczelnie wykonanej szklanej bańce żarnika (inaczej zwanego skrętką), czyli słabo topliwego drutu wolframowego (kiedyś używało się grafitu). Podgrzany przez przepływający prąd elektryczny żarnik emituje energię, która przejawia się jako ciepło i światło widzialne. Regularnie poddawany przepływowi energii elektrycznej wolfram z czasem paruje i osadza się w chłodniejszych częściach lampy żarowej. Stąd ciemny osad jaki znaleźć możemy na długotrwale używanych żarówkach tradycyjnych. W pewnym momencie nastawiona na bardzo wysokie temperatury skrętka przerywa się, co ostatecznie kończy żywotność żarówki. Zwykle zajmuje to około tysiąca godzin.

Mimo swojej ogromnej popularności na całym świecie tradycyjna żarówka nie jest już zalecaną formą oświetlania pomieszczeń domowych. Zaczęło się od przepisów z roku 2009, kiedy Komisja Europejska zakazała używania żarówek o mocy 100W i wyższej. Rok później do listy zabronionych źródeł oświetlenia dodano żarówki 75W a w 2011 roku – 60W. Praktyczna likwidacja żarówek wolframowych jako domowego źródła oświetlenia dopełniła się, kiedy w 2012 roku zakaz objął również 25-watówki. Oczywiście klasyczne żarówki, oznakowane teraz jako “oświetlenie przemysłowe” wciąż są w sprzedaży, jednak stale zapalona edisonowska żarówka 100W pobiera więcej energii niż dwie duże lodówki energooszczędne… Dlatego projektując domowe oświetlenie lub zamieniając stare żarówki na nowoczesne źródła światła, pora zastanowić się nad pytaniem w co zainwestować: świetlówka energooszczędna czy światło LED?

Jak działają LED-y?

LED (z angielskiego Light Emitting Diode) to dioda elektroluminescencyjna, czyli taka, która emituje światło pod wpływem prądu elektrycznego dostarczanego z zewnątrz. Jest wykonana z materiałów półprzewodnikowych – substancji, które w określonych warunkach wykazują właściwości izolujące, natomiast poddane innym czynnikom (podgrzanie, oświetlenie) – skutecznie przewodzą prąd. Dioda LED złożona jest z dwóch elektrod, z których jedna ma niedobór a druga nadmiar elektronów. Światło powstaje kiedy do elektrod zostanie przyłożone odpowiednie napięcie – elektrony zaczynają przemieszczać się z jednej elektrody do drugiej a ich nadmiar zostaje uwolniony w postaci widzialnej wiązki świetlnej.

W zależności od materiału użytego do jej budowy, żarówka LED-owa emituje różne barwy światła.

Pierwiastki (z domieszkami) a kolor promieniowania:

arsenek galu – podczerwień
fosforek galu – barwa czerwona, zielona i żółta
fosforo-arsenek galu – czerwona, pomarańczowa i żółta
galo-arsenek glinu – czerwona, podczerwień
azotek galu – niebieska oraz biała (ale wtedy, gdy dioda pokryta jest luminoforem, czyli związkiem chemicznym, który świeci pomimo braku promieniowania cieplnego)

Powszechnie uważa się, że dioda elektroluminescencyjna wynaleziona została przez cztery niezależne amerykańskie grupy naukowców w roku 1962, jednak pewne źródła podają, że wiedziano o niej już w roku 1927. Wszystko za sprawą rosyjskiego technika, Olega Vladimirovicha Łosiewa, który zauważył, że diody używane w radioodbiornikach wydzielają światło kiedy przechodzi przez nie prąd. Swoje obserwacje spisał w 16 artykułach.

Do masowej produkcji LED-y weszły za sprawą Nicka Holonyaka Juniora, amerykańskiego inżyniera.

Jak działa żarówka energooszczędna?

Żarówka energooszczędna nazywana jest również świetlówką kompaktową (CFL). Jest to rodzaj lampy fluorescencyjnej, zwykle o kształcie przypominającym literę U bądź spiralę. Ma niewielki rozmiar i dzieli się na świetlówki z wmontowanym układem zapłonowym oraz takie, które wymagają zewnętrznego źródła zapłonu.
Świetlówka energooszczędna zbudowana jest z korpusu i szklanej rurki wypełnionej mieszaniną różnych gazów (między innymi neon, krypton czy argon) oraz niewielką zawartością rtęci. Pod wpływem wyładowania elektrycznego gazy te emitują promieniowanie ultrafioletowe (UV), które pada na biały proszek (tzw. pokrycie fluorescencyjne czy luminofor), którym osłonięta jest obudowa świetlówki. Pokrycie fluorescencyjne działa jak swoisty filtr – absorbuje promieniowanie UV, jednocześnie na zewnątrz emitując światło widzialne.

Wzorem dla współczesnych lamp fluorescencyjnych jest opatentowana przez Petera Coopera Hewitta wysokociśnieniowa lampa rtęciowa z 1901 roku.

Strumień świetlny: jak mocno świecą LED-y i żarówki energooszczędne?

Strumień świetlny to po prostu ilość światła, jaką emituje wybrane źródło oświetlenia. Jego wartość wyznacza się w strumieniach świetlnych. Jedna jednostka strumienia świetlnego to jeden lumen (lm). Zakładając, że wymieniamy tradycyjne żarówki na nowe oświetlenie, zwykle chcemy podtrzymać poziom jasności w pomieszczeniu. Tradycyjna żarówka o mocy 40 – 150 W emituje strumień świetlny na poziomie ok. 12 lm/W (lumenów/wat). Im większa moc żarówki tym większy strumień światła jest w stanie uzyskać. Jeśli do tej pory za optymalne warunki oświetleniowe uważałeś światło płynące z dwóch żarówek o mocy 75 W to oczekiwany strumień światła powinien zawierać się w 1800 lumenach – i to taki strumień światła powinny emitować nowe źródła oświetlenia.

Analogicznie – im wyższa wartość lm/wat tym jaśniej i skuteczniej świeci dane źródło światła.

Wartości strumieni świetlnych w żarówkach energooszczędnych plasują się pomiędzy 40 a 90 lm/w natomiast oświetlenie LED-owe osiąga od 90 do nawet 200 lm/w. Są także tańsze wersje żarówek LED-owych , tzw. odrzuty produkcyjne, których wartość nie wychodzi poza 70 lm/w.

Żywotność oświetlenia LED i świetlówek

Przeciętna żywotność żarówek LED-owych wynosi do 50.000 godzin, co przy zużywaniu prądu na poziomie 9 godzin dziennie przekłada się na 15 lat stałej pracy w warunkach domowych. To około 5 razy dłużej niż najbardziej żywotne świetlówki energooszczędne, które osiągają maksymalnie 10.000 godzin pracy (włączając w to ograniczoną liczbę cykli zapalania i gaszenia światła, która może znacznie wpłynąć na długość pracy świetlówki kompaktowej).

Ile kosztują żarówki LED-owe a jakie są ceny świetlówek energooszczędnych?

Przekrój cenowy światła opartego na LED-ach jest ogromny. Na początku oświetlenie diodowe kosztowało znacznie więcej niż inne źródła światła, jednak z czasem – dzięki inwencji producentów dążących do zminimalizowania kosztów pozyskania LED-ów, ceny zaczęły się normować. Obecnie oświetlenie LED-owe z dnia na dzień staje się coraz tańsze i cenowo zbliża się do kosztów, jakie ponosimy za zwykłe świetlówki. Przy wyborze oświetlenia nie należy kierować się jedynie ceną – istotne parametry to między innymi skuteczność świetlna, trwałość źródła światła, odporność na przepięcia, jakość materiałów zużytych do produkcji oraz bezpieczeństwo użytkowania danej żarówki. Oczywiście, dopłacimy również za rozwiązania technologiczne – współcześnie zarówno oświetlenie LED-owe jak i świetlówki kompaktowe występują w najróżniejszych kształtach i formach. Potrafią świecić różnymi kolorami, poddawać się zewnętrznemu sterowaniu czy zaoferować użytkownikowi możliwość zaprogramowania czasu wyłączenia oświetlenia.

Biorąc pod uwagę żywotność i koszty eksploatacji porównywanych źródeł światła, czyli oświetlenia diodowego LED oraz świetlówek fluorescencyjnych, dochodzimy do wniosku, że LED-y mogą być tańsze w ogólnym utrzymaniu! Należy pamiętać również, że najmniej kosztowne, kilkuzłotowe okazje na kupno oświetlenia to najczęściej oferty wyrobów nieznanych firm, które na pudełkach umieszczają niesprecyzowane specyfikacje. Takie żarówki to często buble, które na dłuższą metę nie spełniają pokładanych w nich oczekiwań. Przy koniecznych kosztach wymiany wadliwych produktów tajemniczych producentów zastosowanie będzie miało paradoksalne stwierdzenie, że taniej znaczy drożej…

Techniczne możliwości LED-ów – zmień kolor i natężenie swojego światła!

Oświetlenie diodowe jest najbardziej zaawansowanym technologicznie dostępnym na rynku źródłem światła. Niektóre żarówki wyposażone są w bezprzewodowy interfejs, który pozwala na kontrolowanie koloru i natężenia światła poprzez korzystanie z odpowiedniego oprogramowania na smartfonie. Dostępna jest także wersja lampy LED kontrolowanej za pomocą dołączonego do zestawu pilota, który pozwala na wybranie zarówno koloru jak i natężenia panującego w pomieszczeniu światła.

Współczynnik CRI – sprawdź jakość swojego światła!

CRI (Colour Rendering Index) to parametr określający wierność oddawania barw. CRI wyraża się w jednostkach Ra (liczby od 1 do 100) i charakteryzuje każde sztuczne źródło światła. Naturalne światło słoneczne przyjęte jest za wzorzec maksymalnego CRI (wartość Ra = 100). Tę samą wartość ma tradycyjna żarówka żarowa wynaleziona przez Thomasa Edisona. Oznacza to, że przedmioty oświetlone klasyczną żarówką zachowują swoje naturalne kolory – te widoczne za dnia.

Dla każdego, kto planuje oświetlenie w swoim domu, wskaźnik CRI powinien być jednym z najistotniejszych czynników, na które warto zwrócić uwagę. Źródła światła o wyższym współczynniku CRI emitują ciepłe, przyjemne dla oka światło, które nie męczy i pozwala skutecznie się odprężyć. Niektóre pomieszczenia mają konkretne przepisy co do współczynnika oddawania barw. Jest to niezbędne, gdyż niejednokrotnie światło ma ogromny wpływ na wygląd postrzeganego przez nas przedmiotu a jest to niezwykle istotne np. w gabinetach stomatologicznych gdzie wymogi pod względem CRI zakładają współczynnik RA>90. Załadunek i przewożenie towaru wózkami widłowymi, prace przy wysokich półkach towarowych czy praca biurowa z uwzględnieniem pisania i czytania wymagają od pomieszczeń pracowniczych przynajmniej Ra = 80. Wymagania zmniejszają się w przypadku prac spawalniczych i okuciowych – tu wystarczy współczynnik CRI na poziomie 60.

LED-y a współczynnik CRI

Światło LED charakteryzuje się bardzo szeroką rozpiętością w reprezentowanych współczynnikach CRI. Ra dla żarówki LED-owej wynosi od Ra>60 do Ra>90. Najpopularniejsze LED-y mają na ogół Ra>70. Diody elektroluminescencyjne o wysokim współczynniku CRI są znacznie droższe w produkcji niż te o niższych parametrach, stąd wyższe ceny oświetlenia.

Współczynnik oddawania barw w świetlówkach

Większość świetlówek osiąga Ra na poziomie 80, co jest uznawane za wystarczający współczynnik oddawania barw w przypadku gospodarstw domowych. Są także pięciopasmowe świetlówki liniowe, których parametry CRI sięgają nawet powyżej 90. Wszystko zależy od jakości wykonania. Zdarzają się również słabej jakości świetlówki o niskim wskaźniku Ra (60 i mniej), których stosowania należy bezwzględnie unikać, jeżeli chodzi o wnętrza mieszkalne. Te najtańsze niejednokrotnie mają wskaźnik CRI o znacznie zaniżonej wartości w stosunku do deklaracji na opakowaniu, dlatego należy ufać jedynie sprawdzonym producentom.

Koszty eksploatacji: ile prądu zużywają LED-y, a ile świetlówki?

Aby skutecznie porównać koszty jakie niesie za sobą korzystanie z świetlówki energooszczędnej CFL i diod LED w porównaniu do tradycyjnej żarówki Edisona wystarczy wyobrazić sobie sytuację, w której w trzech identycznych pomieszczeniach umieszczono kolejno świetlówkę kompaktową o mocy 20 W, lampę LED 9W oraz zwykłą żarówkę 60 W. Wszystkie te źródła oświetlenia emitują światło o podobnej jasności. Następnie należy policzyć ile wyniesie nas użytkowanie każdej z tych żarówek w skali roku. Aby wykonać podobne obliczenia musimy przyjąć łączny dzienny czas, w którym światło jest zapalone a także szacunkowe koszty prądu elektrycznego. Zakładając, że żarówka świeci 5 godzin dziennie (czyli 1825 godzin rocznie) a średni koszt opłaty za prąd to 56 groszy za 1kWh otrzymamy następujące wyniki cenowe:

świetlówka kompaktowa 20W: 1825h x 0.58 zł x 0.020 kW = 21,17 zł
lampa LED 9W: 1825h x 0.58 zł x 0.009 kW = 9,53 zł
zwykła żarówka 60W: 1825h x 0.58 zł x 0.060 kW = 63,51 zł

W skali roku zaoszczędzimy trzy razy więcej na wymianie starych żarówek na energooszczędne i aż sześć razy więcej, kiedy zdecydujemy się na LED-y.

Oczywiście, powyższe koszty nie uwzględniają ceny, jaką płacimy za wymianę zużytych żarówek.

LED-y kontra świetlówki – poznaj wady i zalety

Świetlówka energooszczędna ma ograniczoną liczbę cykli włączenia i wyłączenia – w zależności od stopnia zaawansowania technicznego i ceny jest to od kilku do kilkudziesięciu tysięcy powtórzeń. W przypadku LED-ów nie ma takich ograniczeń, gdyż są to żarówki długowieczne i niewrażliwe na częste włączanie i wyłączanie, z czasem nie będą się także przepalać. Po długotrwałym okresie użytkowania po prostu emitują mniejszy promień światła, wykorzystując 70% dawnej wydajności. Świetlówki mają szeroki kąt świecenia, wzorem wolframowych żarówek oświetlają więc całe pomieszczenie. Natomiast LED-y zwykle świecą kierunkowo, należy więc rozważnie rozmieścić światła tak, aby oświetlały odpowiednią przestrzeń. Oczywiście w produkcji są już także modele Wide LED, które dzięki odpowiedniej konstrukcji mają znacznie zwiększony kąt świecenia, jednak za jakością oczywiście podąża stosowna cena. Należy pamiętać, że LED-y działają na prąd stały o niskim napięciu, a więc do pracy w domowych instalacjach elektrycznych (gdzie zwykle mamy do czynienia z prądem zmiennym o napięciu 230V) najczęściej niezbędne jest stosowne zasilanie. Po zapaleniu świetlówka energooszczędna potrzebuje trochę czasu by się “rozgrzać” i świecić z pełną efektywnością, LED-y natomiast od razu działają z całą mocą. Istotna jest również barwa światła, którą wyraża się Kelvinach. Im wyższa deklarowana wartość tym zimniejsze światło emituje dana żarówka. Barwa światła w naszych domach zależy od osobistych preferencji – ciepłe białe światło zbliżone do tradycyjnych żarówek to zakres zbliżony do 2500-2700 K, i o ile występują świetlówki energooszczędne z takimi wartościami, to LED-y rzadko schodzą poniżej 3000 K. Jest to nieco zimniejsze światło, do którego zwyczajnie trzeba się przyzwyczaić.