Світлодіодне освітлення: міфи, реалії та перспективи

(або все, що ви хотіли знати про світлодіодні лінійні лампи T8)

Рубіж перейдено!

Світлодіодні технології продовжують бурхливо розвиватися, перейшовши кордон, що відокремлює їх від джерел світла, які застосовуються для загального функціонального освітлення. Все більше різновидів світлотехнічних LED виробів таких, наприклад, як лінійні лампи типу T8 (що використовуються замість люмінесцентних ламп денного світла) анонсуються на ринку світлотехніки.

В даний час ефективність світлодіодів, придатних для цілей функціонального освітлення, досягла 90Лм/Вт, при ефективності люмінесцентних ламп 50-100Лм/Вт (згідно з даними Департаменту енергоефективності та відновлювальної енергії Міністерства енергетики США (EERE) – див. Табл.1).

Різниця в показниках ефективності люмінесцентних джерел світла обумовлена не тільки типом самої лампи, але і застосуванням різних типів пускорегулюючої апаратури (стартерів, баластів), втрати на яких варіюються в досить великих межах. Крім великого зростання ефективності, світлодіоди відрізняються збільшеним терміном служби, зменшеним енергоспоживанням і відсутністю хімічно небезпечних речовин (ртуті, важких металів, фосфоровмісних субстанцій, тощо) При цьому кожні 6 місяців виробники світлодіодів анонсують нову генерацію цього напівпровідникового джерела світла.

Таблиця 1. Значення ефективності різних джерел світла.

Міняти, чи не міняти?

Чи справді на практиці можлива повноцінна заміна існуючих люмінесцентних ламп на будь-які світлодіодні лампи T8? На жаль, немає. Далеко не всі лінійні світлодіодні лампи, які пропонуються на ринку сьогодні, є аналогами люмінесцентних (з точки зору забезпечення, принаймні, рівноцінних технічних та споживчих характеристик) і придатні для модернізації існуючого освітлювального обладнання.

У рамках цієї статті розглянемо детальне порівняння трьох ламп:

1. Світлодіодної лампи LITEWELL^® LED-T8S-120.

2. Люмінесцентної лампи одного з відомих виробників.

3. Світлодіодні лінійні лампи звичайного, найбільш поширеного типу (за станом на сьогоднішній день).

Порівняння різних характеристик, включаючи оптичні, електричні, теплові, так само як і показники надійності, дозволить більш виважено визначити відмінності, переваги та недоліки кожного виду ламп.

Порівняння світлодіодної лампи LITEWELL^® LED-T8S-120 і люмінесцентної лампи T8 32Вт.

Таблиця 2.

Додаткові параметри порівняння світлодіодних ламп денного світла LITEWELL^® і люмінесцентних ламп.

Таблиця 3.

*RoHS (англ. Restriction of Hazardous Substances ) — директива, що обмежує вміст шкідливих речовин. Була прийнята Європейським Союзом і набула чинності 01.06.2006 р. Ця директива обмежує використання у виробництві шести небезпечних речовин:
- свинець;
- ртуть;
- кадмій;
- шестивалентний хром (chromium VI або Cr6+);
- полібромірованні біфеноли (PBB);
- полібромірованний дифенол-ефір (PBDE).

Світлодіодні лампи: ідеї, підходи, реалізація

Загальні відомості

В даний час, найбільш ефективні білі світлодіоди можна порівнювати за ефективністю з люмінесцентними джерелами світла (див. Табл.1). Проте, показник ефективності є необхідною, але не достатньою умовою та показником якості кінцевої продукції.

Якісні світлодіодні лампи денного світла повинні поєднувати високоефективні світлодіоди із забезпеченням найбільш оптимального теплового режиму виробу, стабільної роботи світлодіодного драйвера і продуманої оптики розсіювача.

І навпаки: погано спроектовані лінійні світлодіодні лампи, в яких використовуються навіть хороші світлодіоди, будуть менш ефективні люмінесцентних ламп, або не забезпечать заявлений (більший) термін служби.

Одним з основних факторів, що впливають на рішення про застосування світлодіодних ламп T8, є їх термін служби. Однак поки що навіть фахівці з світлотехніки мають досить обмежений безпосередній досвід використання таких ламп і, відповідно, стикаються з нестачею практичних результатів по терміну служби і надійності світлодіодних ламп денного світла.

Необхідно зауважити, що термін служби світлодіодних ламп для растрового світильника не ідентичний терміну служби одиничного світлодіода (LED). Довговічність світлодіодної лампи залежить ще й від параметрів джерела живлення (світлодіодного драйвера), діапазону робочих температур, розрахункового теплового режиму, застосовуваних матеріалів і надійності електричних ланцюгів.

Яким же чином можна оцінити прийнятність світлодіодних лінійних ламп?

Апріорі, про показники якості виробу можна судити, виходячи з його відповідності наступним критеріям:
- Використання високоякісних світлодіодів відомого виробника, який публікує дані про показники надійності світлодіодів;
- Спеціально розроблена форма та конструктив для максимального та швидкого відведення тепла, що обумовлює температурні режими роботи світлодіодного чіпа;
- Світлотехнічні (оптичні) специфікації LED лампи від незалежної лабораторії або виробника;
- Гарантійні зобов'язання;
- Результати довготривалих випробувань функціонування світлодіодних ламп.

Звичайні світлодіодні лампи T8

Де-факто, на сьогоднішній день під звичайними світлодіодними лінійними лампами розуміються недорогі (по світлодіодним мірками) лампи з круглими світлодіодами діаметром 3-5 мм (так звані dip-світлодіоди), від 60 до 400 шт. на лампу. Монтажна плата з інтегрованим драйвером (неізольованим джерелом живлення постійної напруги) поміщається в трубку з прозорого пластику або скла, дуже часто без будь-якого відводу тепла.

Тому такий конструктив призводить до перегрівання світлодіодів усередині трубки, і, отже, до швидкого зниження світлового потоку (деградації світлодіодів) і значного скорочення терміну служби виробу в результаті.

Крім того, необхідно відзначити, що круглі dip-світлодіоди споконвічно не призначені для потреб загального освітлення з тривалим режимом роботи.

На відміну від звичайних світлодіодних лінійних ламп, світлодіодні лампи LITEWELL^® LED-T8S (LED-T8SE) створені на базі високоякісних SMD світлодіодів. При цьому, в світлодіодних лампах LITEWELL^® використовується від 30 до 90 світлодіодів (залежно від довжини лампи). Таким чином, на ділі використовується принцип «краще менше, та краще» - коли застосовується невелика кількість високоефективних світлодіодів, що безпосередньо покращує тепловий режим джерел світла і забезпечує їх більш стабільну і надійну роботу. Такий принцип в корені відрізняється від конструктиву звичайних світлодіодних ламп, які використовують велику кількість доступних світлодіодів з низькою ефективністю * (низьким світловим потоком), що неминуче призводить до збільшення граничного температурного режиму.

Монтажна плата світлодіодних ламп LITEWELL^® конструктивно поєднується з оригінальною конструкцією тепловідводу корпусу і розсіювачем з дифузійного оптичного полікарбонату. Світлодіодний драйвер відповідає нормам UL **.

 * Використання великої кількості світлодіодів з низькою ефективністю пов'язано з необхідністю досягнення прийнятної яскравості.

** UL (англ. Underwriters Laboratories ) - Лабораторія з техніки безпеки (США).

Порівняння характеристик світлодіодної лампи LITEWELL^® LED-T8S (T8SE) і звичайної світлодіодної лампи T8.

Таблиця 4.

*Температура переходу - температура області p-n переходу світлодіодного чіпа.
** Зазначені температури означають, що тепло, що виділяється при роботі звичайної світлодіодної лампи, залишається усередині трубки, що згубним чином позначається на терміні служби виробу.

Що в результаті?

LED-T8S vs. Люмінесцентна лампа T8 32Вт.

Джерелом світла в світлодіодних лампах денного світла LITEWELL^® LED-T8S (T8SE) є якісні високоефективні SMD світлодіоди (90Лм/Вт). Їх яскравість порівнянна з люмінесцентними лампами, як видно з Табл.2.

Світлодіодні лінійні лампи LITEWELL^® споживають приблизно на 50% менше електроенергії, ніж люмінесцентні.

Оціночний термін служби світлодіодних ламп ЛАЙТВЕЛЛ становить близько 50 000 годин, при цьому він не залежить від кількості перевключень, що значно скорочує час, необхідний на заміну й утилізацію ламп, що перегоріли. Тому використання світлодіодних ламп LITEWELL^® не тільки знижує витрати на оплату енергоспоживання, а й радикально зменшує експлуатаційні витрати (поточні витрати на обслуговування).

Світлодіодні лінійні лампи LITEWELL^® відповідають вимогам RoHS - не містять токсичних речовин, ртуті, свинцю, які завжди використовуються для виробництва люмінесцентних ламп.

LED-T8S-120 vs. Звичайна світлодіодна лінійна лампа T8.

Світлодіодні лінійні лампи LITEWELL^® набагато надійніші, ніж звичайні світлодіодні лампи денного світла, що пропонуються в даний час на ринку, і характеризуються наступними відзнаками:

1. Використовуються високоякісні ефективні фірмові SMD світлодіоди, які характеризуються незначною втратою світлового потоку за час функціонування (низької деградацією).
2. Застосовано спеціально розроблений, інноваційний корпус з поліпшеною теплопередачею, що дозволяє запобігти наростання температури в замкнутому обсязі лампи і забезпечити стабільний тепловий режим роботи світлодіодів.
3. Спеціально розроблена схемотехніка: навіть відмова одного світлодіода не впливає на роботу інших.

Результати тестування світлодіодної лінійної лампи LITEWELL^® LED-T8S-120

У Таблиці 4 наведені показники значень освітленості (Люкс) лінійної лампи LED-T8S-120, виміряні на відстані 1м, отримані протягом року роботи лампи в безперервному режимі.

Умови проведених вимірів:
- Температура навколишнього середовища (Ta)= 25°С ±2°C
- Час роботи: 24 год. / добу, 7 днів на тиждень.

Таблица 4.

Графік зміни показників значень освітленості (Люкс) лінійної лампи LED-T8S-120, виміряні на відстані 1м, отримані протягом року роботи лампи в безперервному режимі.