Oświetlenie i Sterowanie

PanujÄ…ca obecnie moda na „oÅ›wietlenie LED” staÅ‚a siÄ™ motorem napÄ™dowym dla producentów opraw oÅ›wietleniowych – oÅ›wietlenie z dopiskiem LED uważane jest za najefektywniejsze i najbardziej nowoczesne – oprawy bardzo dobrze siÄ™ sprzedajÄ…, chociaż wiÄ™kszość z nich nie ma nic wspólnego z...oÅ›wietleniem.

Diody LED produkowane sÄ… już od lat sześćdziesiÄ…tych, jednak ze wzglÄ™du na maÅ‚Ä… i niestabilnÄ… efektywnoÅ›ciÄ… Å›wietlnÄ… nie byÅ‚y używane do celów oÅ›wietleniowych. Dopiero w ostatniej dekadzie nastÄ…piÅ‚ gwaÅ‚towny rozwój technologii produkcji diody wysokiej mocy, tzw. PowerLED, którÄ… można wykorzystywać w oÅ›wietleniu Wymagania stawiane instalacjom oÅ›wietleniowym (ilość Å›wiatÅ‚a, oddawanie barw, trwaÅ‚ość) speÅ‚nić mogÄ… tylko nieliczne komponenty LED. Niestety na naszym rynku dostÄ™pne sÄ… w wiÄ™kszoÅ›ci oprawy LED oparte o źródÅ‚a caÅ‚kowicie nieprzystosowane do tego typu wymagaÅ„. Jak rozpoznać takie podróbki i nie dać siÄ™ oszukać? Przede wszystkim należy sprawdzić deklarowany przez producenta strumieÅ„ Å›wietlny. Jeżeli jedynym okreÅ›leniem parametrów jest opis „super-jasna dioda LED” lub „porównywalna z halogenem o mocy np. 10W” możemy z reguÅ‚y spodziewać siÄ™ produktu, który może i znajdzie zastosowanie do celów dekoracyjnych, jednak emitowana przez niego ilość Å›wiatÅ‚a jest zbyt maÅ‚a do celów oÅ›wietleniowych. PrzykÅ‚adowo porównajmy reklamowe hasÅ‚o „porównywalna z halogenem o mocy 10W” (cytat z jednej z aukcji w serwisie allegro) z rzeczywistymi parametrami diod LED. Halogen 10W klasy Capsuleline posiada strumieÅ„ Å›wietlny o wartoÅ›ci 140 lm. Ile prawdy odnajdziemy w tym haÅ›le reklamowym dla taniej oprawy skÅ‚adajÄ…cej siÄ™ z 6 klasycznych diod LED o Å‚Ä…cznej mocy 1W? Propozycja wydaje siÄ™ wyjÄ…tkowo atrakcyjna, gdyż efektywność na poziomie 140 lm/W osiÄ…gajÄ… nowoczesne wysokoprężne lampy sodowe. W celach porównawczych możemy posÅ‚użyć siÄ™ najnowszym rozwiÄ…zaniem – diodÄ… Luxeon Rebel. Jest to chyba najbardziej zaawansowane rozwiÄ…zanie wÅ›ród komponentów LED dużej mocy, które przeznaczone sÄ… do celów oÅ›wietleniowych. Luxeon Rebel oferuje okoÅ‚o 90-100 lumenów z 1W przy wymiarach 3x4,5 mm2 (ilustracja poniżej).

Niestety nawet tak zaawansowane rozwiÄ…zanie przy zasilaniu prÄ…dem 350mA nie jest w stanie sprostać porównaniu z 10W halogenem. Dopiero podwyższenie prÄ…du zasilania (a tym samym mocy ukÅ‚adu i obniżenie jego trwaÅ‚oÅ›ci) umożliwia uzyskanie strumienia na poziomie 140 lumenów. Jeżeli w naszym porównaniu uwzglÄ™dnimy dodatkowo straty mocy na zasilaczu prÄ…dowym, bez którego źródÅ‚a LED nie moga pracować, wyniki ulegnÄ… dodatkowemu pogorszeniu.

Oczywiście efektywność diod LED jest wyższa od źródeł żarowych, jednak ze względu na swoje wymiary (uzyskanie porównywalnych wartości strumienia wymaga zastosowania kilku źródeł LED w jednej oprawie) nie są stosowane jako bezpośrednie zamienniki dla typowych świetlówek kompaktowych lub żarówek stosowanych w naszych domach. Najnowszy produkt Luxeon Rebel posiada najmniejsze wymiary pośród źródeł PowerLED dostępnych na rynku. Małe wymiary umożliwiają konstruowanie opraw o kompaktowych wymiarach, które mogą być już porównywalne z klasycznymi odpowiednikami. Na ilustracji poniżej przedstawiony został Luxeon Rebel w porównaniu do innych dostępnych na rynku profesjonalnych diod PowerLED.

IstniejÄ… również konstrukcje oparte na standardowych źródÅ‚ach LED, które Å›miaÅ‚o przyznajÄ… siÄ™ do prawdziwych (i realnych) parametrów technicznych, zaznaczajÄ…c jednak ograniczony zakres ich zastosowania. PrzykÅ‚adowo, rodzina 1W lamp DecoLED firmy Philips posiada strumieÅ„ Å›wietlny od 2 do 17 lumenów. Lampy DecoLED przypominajÄ… swoim ksztaÅ‚tem Å›wietlówki kompaktowe lub halogeny jednak ich zastosowanie jest zupeÅ‚nie odmienne. Nie sÄ… one przeznaczone do tworzenia warunków pracy wzrokowej (czytanie, praca przy komputerze, itp.) – ilość emitowanego Å›wiatÅ‚a jest zbyt maÅ‚a do takich zastosowaÅ„. Z powodzeniem mogÄ… być jednak używane jako elementy dekoracyjne, które tworzÄ… specyficzny nastrój w naszym domu lub uÅ‚atwiajÄ… orientacjÄ™ przy wyÅ‚Ä…czonym oÅ›wietleniu ogólnym. Niski strumieÅ„ Å›wietlny nie przeszkadza w realizacji zadaÅ„, które zostaÅ‚y im wyznaczone i nie ma koniecznoÅ›ci wymyÅ›lania w celach reklamowych opowieÅ›ci, które przerastajÄ… obecne możliwoÅ›ci technologiczne.

Jeżeli poszukujemy oÅ›wietlenia LED przeznaczonego do oÅ›wietlenia ogólnego musimy przygotować siÄ™ na zupeÅ‚nie inny przedziaÅ‚ cenowy i wybierać produkty, w których zastosowano diody PowerLED. Pozornie drogie diody Luxeon (przynajmniej 30-40PLN/sztuka) posiadajÄ… wyjÄ…tkowo wysoki wskaźnik iloÅ›ci Å›wiatÅ‚a do ceny, który decyduje o atrakcyjnoÅ›ci tych rozwiÄ…zaÅ„ dla aplikacji profesjonalnych. 

Kolejnym istotnym parametrem źródeÅ‚ Å›wiatÅ‚a jest trwaÅ‚ość i stabilność strumienia Å›wietlnego w czasie. Wspomniany już Luxeon Rebel oferuje trwaÅ‚ość na poziomie 50 tysiÄ™cy godzin przy utrzymaniu strumienia Å›wietlnego na poziomie nie mniejszym niż 70% wartoÅ›ci poczÄ…tkowej (wskaźnik okreÅ›lany jest jako trwaÅ‚ość L70). OczywiÅ›cie dla naszych producentów z serwisu allegro i importerów dalekowschodnich  technologii jest to wynik, który już dawno zostaÅ‚ "pokonany" – podawane wartoÅ›ci osiÄ…gajÄ… poziom nawet 100 tysiÄ™cy godzin(!!). Niestety prawda wyglÄ…da zupeÅ‚nie inaczej - wiÄ™kszość źródeÅ‚ LED charakteryzuje siÄ™ szybkim spadkiem strumienia Å›wietlnego w czasie – spadek 30% strumienia wystÄ™puje już po okoÅ‚o 2000 godzin użytkowania. Typowym wynikiem dla 5mm diod jest spadek wartoÅ›ci strumienia po 12 tysiÄ…cach godzin o 80%! Można zadać sobie pytanie: Kiedy dioda przestaje być użyteczna do celów oÅ›wietleniowych? W momencie gdy przestaje zupeÅ‚nie Å›wiecić? A może gdy nie jest w stanie wygenerować dostatecznej iloÅ›ci Å›wiatÅ‚a dla naszych potrzeb?

Kluczowym elementem różniącym klasyczne konstrukcje LED od ich odpowiedników PowerLED jest system odprowadzania ciepła. Przegrzewanie się złącza LED doprowadza do szybkiego spadku emitowanego strumienia świetlnego i ostatecznie do jego zniszczenia. Rewelacyjne poziomy trwałości powyżej 50 tysięcy godzin dla klasycznych konstrukcji należy traktować z przymrużeniem oka - nawet jeżeli źródło osiągnie wspomniany okres życia to poprzez termiczne zniszczenie złącza LED emitować będzie tylko niewielkie ilości światła. Różnice pomiędzy klasyczną konstrukcją LED i PowerLED przedstawiono na ilustracji poniżej.

Na kolejnym wykresie przedstawiona zostaÅ‚a zależność trwaÅ‚oÅ›ci wzglÄ™dem temperatury zÅ‚Ä…cza LED dla diody Luxeon K2.

Porównując strumień świetlny typowej świetlówki kompaktowej Softone 12W (610 lumenów) lub klasycznej żarówki Softone 60W (630 lumenów) względem Luxeon Rebel 1W (100 lumenów) łatwo zauważyć, że źródła LED posiadają przed sobą wielką przyszłość i zapewne staną się w przyszłości podstawowym źródłem światła w naszych domach. Niestety wciąż cena w przeliczeniu na jednostkę strumienia świetlnego źródeł LED jest proporcjonalnie wysoka. Koszt komponentów Luxeon Rebel do stworzenia odpowiednika świetlówki kompaktowej Softon 12W (cena sklepowa około 28PLN) wynosi 180PLN! Kupując dzisiaj oprawy ze źródłami LED należy uwzględnić, że przeznaczone są głównie do oświetlenia dekoracyjnego, efektowego (w szczególności kolorowe wersje LED) lub kierunkowego. Jeżeli celem naszego zakupu ma być oprawa do oświetlenia ogólnego to naszą skalą porównawczą musi być stosunek ceny do ilości światła (lumen/PLN) a nie ilości do ceny (szt./PLN). Powinniśmy być też świadomi aplikacyjnych zastosowań źródeł LED w warunkach domowych. Sprawdzą się one znakomicie jako np. oświetlenie kierunkowe podjazdu do domu, oświetlenie numeru domu, oświetlenie orientacyjne na korytarzach, itp. Jeżeli jednak zamierzamy oświetlić za pomocą LED nasze stanowisko pracy lub wykonać iluminację fasady budynku to powinniśmy być świadomi, że tylko profesjonalne konstrukcje oparte o PowerLED pozwolą zrealizować nasze cele.