Mit tudnak a LED-izzók és mit nem?

(folytatjuk a LED lámpákkal kapcsolatos sorozatunkat)

Szögezzük le még az elején, hogy a LED nem izzik, hanem világít, de a köznyelv kedvéért LED-izzónak neveztem e fényforrásokat. Ha energiatakarékos világításra gondolunk sokaknak a kompakt fénycső jut eszükbe, de egyre többet hallani a LED-világításról.

Mi az a LED és mit kell tudni róla? – a LED, magyarul: fénykibocsátó dióda. A LED (Light Emitting Diode) a rákapcsolt egyenfeszültség hatására fényt bocsát ki. A LED-et 1955-ben találták fel, ekkor vizsgálták a gallium-arzenid félvezetők által elektromos áram gerjesztés hatására kibocsátott infravörös fényt. 1962-ben fejlesztették ki a gyakorlatban is használható látható fényű diódát. Egyik leghétköznapibb megoldásként ott világít az Ön kikapcsolt tévéjén is.

LED-lámpa pedig nem más, mint több LED (természetesen a technológia fejlődésével az egyre nagyobb fényáramúak) összeépítése annak érdekében, hogy koncentráltan nagyobb fényerőt érjünk el. Ezekben, mivel a ledek alacsony egyenfeszültségről működnek, előtét áramkörökre van szükség, amelyek elvégzik az egyenirányítást és feszültségcsökkentést, azaz a LED-ek stabil működéséhez szükséges tápellátást biztosítanak. Az előtét áramkört és a LED-eket is a hagyományos izzónak megfelelő házban helyezik el és szabványos foglalatokkal (G4, GU5.3, GU10, E14, E27, G9, GX53 stb.) látják el. Ezeket a használatban lévő lámpatestekbe egyszerű cserével, a normál izzók kiváltására lehet használni, bizonyos paraméterek figyelembe vétele mellett.

Mivel más a LED-lámpa a többi fényforráshoz viszonyítva?

Minimális a hőtermelésük, a legtöbbjük akkor sem süt, ha folyamatosan világít. Egyszerűen csak melegek. Az úgynevezett Power LED-ek és az újabb SMD LED-es megoldások, már kissé sütősek tudnak lenni, ezért építik őket hűtőbordás megjelenéssel. Azonban, ez sem olyan forró, hogy megégetné a kezünket úgy, mint egy villanykörte.
Mivel kevés hőt termelnek, logikusan következik, hogy a felhasznált áramból – ha nem hőt, akkor több fényt állítanak elő, azaz a hatásfokuk kiemelkedő.

Amíg egy hagyományos villanykörte hatásfoka maximum 14lumen/Watt, egy halogén izzóé maximum ennek a duplája, egy kompaktfénycső már minőségtől és a “hajtogatás” sűrűségétől függően 40-70lumen/Wattos, addig a LED a klasszikus nagy hatásfokú “egyenes” fénycsövekkel is felveszi a versenyt. Hiszen amíg ezen fénycsövek korszerűbb változatai 95lumen/Watt hatásfokot érnek el, addig a mai LED-lámpák 60-120lumen/Wattos tartományban teljesítenek.

Fontos tényező még a hosszú élettartam.

Általában 20.000 és 50.000 órás élettartamra tervezik őket. Az már egy külön téma, hogy ilyen hosszú időtartamokat az idő mennyire fogja igazolni, de kétségtelen, hogy a LED-ek a leghosszabb élettartamú fényforrások lehetőségét nyújtják. Késleltetés nélkül, felkapcsolás után, azonnal teljes fényerővel világítanak. Érzéketlenek a kapcsolgatásra – tehát a sűrű kapcsolgatás nem okoz élettartam rövidülést.

Mivel nincs bennük mozgó, vagy lengő – izzó alkatrész, nincs bennük gáztöltet, így kevésbé érzékeny a környezetre, például a rázkódásból eredően nem keletkezik meghibásodás. Ha egy led-lámpát világításra terveztek, akkor az nem bocsájt ki sem UV-fényt, sem infravöröset, így sem lebarnulni, sem melegedni nem lehet általa, azaz például nyáron a légkondicionált helyiségekben nem kell még a hagyományos, vagy halogén izzók által termelt hőt is hűteni.
Sokféle világítási szögű, irányított fénynyalábbal kaphatóak. A fény eleve egy meghatározott irányban keletkezik a diódában, így nem kell külön tükrökkel terelni. Egy fénycső, vagy bármilyen izzó esetében a fény minden irányban keletkezik, s amennyiben tükrökkel kell a megfelelő irányba terelni, akkor sok fényhullám (foton) a tükörben elnyelődik és hővé alakul. Emiatt különösen rosszak a tükrös halogének hatásfokai.

Érdemes még szót ejteni a színes világításokról.

A hagyományos izzó esetében a színes világítást úgy érik el, hogy a buráját színesre festik. Emiatt az összes színből csak egy, a festék színének megfelelő fog világítani. A többi szín elnyelődik, hővé alakul. Ezzel szemben egy színes led esetében eleve csak a meghatározott színű fény keletkezik, így a leddel történő színes fény előállítása nagyságrendekkel előnyösebb. A színes led-világítás speciális lehetősége az RGB világítás. Ekkor egy piros, egy zöld és egy kék led (a három alapszín) segítségével, azokat speciális vezérlő segítségével különböző fényerővel működtetünk, melynek következtében a szivárvány összes színe előállítható, és azt akár hangulatvilágításként, akár fényterápiás célra is használhatjuk, akár az egész lakásban. Azaz, a hangulati és design elemek megvalósításának tág határokat biztosít.
Ennyi pozitívum után joggal merülhet fel, hogy van-e kedvezőtlen tulajdonsága?

Mivel a led-világítás technológiája igen új és az elterjedtsége még nem túl jelentős, ennek következtében az árak magasabbak. Ugyanakkor a technológia dinamikus fejlődése, az újabb típusok megjelenése miatt az árak folyamatosan csökkennek – talán a számítógép alkatrészek áralakulásához lehetne ezt leginkább hasonlítani. Fontos dolog, hogy amíg egy hagyományos izzót fogyóeszköznek tekintünk, addig egy led-lámpa az beruházás, és ez a beruházás az üzemeltetés folyamán többszörösen megtérül az alacsonyabb összegű villanyszámlából.

A LED-lámpa önmaga sem termel jelentős mennyiségű hőt, de nem is szereti a túl meleg környezetet. A gyártók által meghatározott több tízezer óra várható élettartam a szobahőmérsékleten történő használat mellett érvényes. Minnél hidegebb van a led tovább működik, de ezzel szemben egy szaunában az élettartama pedig rövidül.

A legtöbb led-lámpák túlnyomó többsége nem fényerőszabályozható, két okból:
– egyrész, így olcsóbb a gyártás
– másrész, legtöbbször felesleges. Leginkább azért használjuk a fényerőszabályozót, hogy például egy 300 Wattot fogyasztó csillár esetében van amikor elég 60Wattnyi fény is, és így spórolunk a villannyal. Nade, ha a csillárunk csak 30Wattot fogyaszt akkor ezen is akarunk még spórolni? Mennyit? – hogy csak 6Wattot fogyasszon? Lehet, hogy a meglévő fényerőszabályozónk nem is alkalmas ilyen alacsony fogyasztások szabályozására.

A legtöbb kereskedelemben kapható fényerőszabályozós kapcsoló 60-400 Watt fogyasztás közötti szabályozást tesz lehetővé. Természetesen kaphatóak ennek ellenére fényerőszabályozós LED-lámpák, sőt speciális fényerőszabályozók is. Ha mindenképp a fényviszonyok miatt akarunk a fényerőt állítani. Ugyanakkor a leddel sokkal olcsóbb megoldás lehet, ha például egy helyiségben egy csillárkapcsolónk van. Az egyik kapcsolóval az erősebb, a másikkal a gyengébb fényáramot biztosító LED-lámpa csoportot kapcsoljuk, így egy helységben 3 fokozatú fényerősség közül választhatunk.
Mint minden újat, ezt is meg kell szokni, van akinek rögtön “bejön”, van aki idegenkedik tőle.

Mivel a LED-ekből egy meghatározott világítási szögben jön ki a fény, ez az irányított fény lehet zavaró amiatt, hogy a lakásban esetlegesen a fény-árnyék viszonyok sokkal dinamikusabban alakíthatóak. Ez Önmagában nem negatív tulajdonság, hanem az, hogy körültekintőbben kell választanunk, körültekintőbben kell a világítást is elhelyeznünk, és ennek következtében ízlésünknek megfelelő teljeskörű egyenletes, vagy kontrasztos, kiemelésekkel játszó térvilágítást tudunk kialakítani. Azt is meg kell szokni, a fehér ledek is különféle színhőmérséklettel készülnek.

A hagyományos izzó fényének színét melegfehérnek nevezzük, ezt a fényképész szakma műfénynek hívja, valójában a lenyugvó nap sárgás színének feleltethető meg. Ha nem akarjuk a LED-lámpáktól más színben látni a megszokott falainkat, bútorainkat, akkor melegfehér LED-lámpát válasszunk. Ugyanakkor a modern lakberendezési stílusokhoz jobban illik a hidegfehér.
Hogy miért gyártanak hidegfehéret, ami nem hasonlít a hagyományos izzó színéhez? Azért, mert ez a nappali fény színe. Azaz, amikor tiszta az ég és szépen süt a nap, akkor ilyen színű a fény odakint. Persze, ha strandon vagyunk, vagy magas hegyekben, akkor a nappali fény még hidegebb, még sokkal “kékebb”. Érdekes dolog, hogy ez a tengerparton mindenkinek tetszik, de ezt a szobánkban csak igen kevesen tudnánk elviselni, így ilyet nem is gyártanak.

A LED-lámpák, mint ahogyan a kompakt fénycsövek is – a használat során veszítenek fényáramukból. Az egyes gyártók tájékoztatása alapján például az 50.000 óra élettartamra tervezett LED-lámpa egyes gyártók szerint az első 1000 óra üzemidő alatt 5%-ot veszítenek a fényükből, míg mások az első 5000 órára 10% fényáram csökkenést jeleznek. Arra nem közölnek információt, hogy az élettartam végére milyen fényáram várható.

Nevesebb gyártók, már úgy állapítják meg a várható élettartamot, hogy azt is tudják mennyire csökken a fénye az élettartam végére. A Philips például a várható élettartamot úgy határozza meg, hogy az akkor van, amikor a LED fénye az eredeti 70%-ára esik. Tehát a 20, vagy 40 ezer óra után is világítani fog, de kevesebb mint 70% fényerővel.
Talán van még egy hátránya a LED-világításnak. Ha például egy 100Wattos villanykörtét akarunk lecserélni egy darab LED-lámpára, amely helyettesíteni tudja a 100Wattos fényét. Létezik, van. De, vagy túl nagy és esetleg “ronda”, vagy túl drága, emiatt ritkábban találni a kereskedelemben. Ez azonban csak idő kérdése, a technológia fejlődik, így a lámpák egyre kisebbek, erősebbek és olcsóbbak lesznek.

Még egy érdekesség. Ami talán a márkahű vásárlóknak problémát okozhat. Illetve a vevői bizalmatlanság egyik okozója lehet. Az, hogy a neves gyártók közül nem sokan, vagy nem nagy választékban kínálnak LED lámpákat. A LED-lámpák terén most olyan időszakot élünk, mint a DVD lejátszókkal 10 évvel ezelőtt. Akkor egy közismert márkájú DVD lejátszó drága volt és csak a szabvány DVD és CD formátumot játszotta le. Míg a sok „név nélküli” lejátszó olcsó volt és mindenevő. Lejátszotta a divx-et és egyéb, akkor még egzotikus formátumokat, volt beépített kártyaolvasója, USB portja, és így külső merevlemezről, vagy pendrive-ról is ment a mozi. Ma már ez természetes. Ez van most a LED világában. Sok ismeretlen gyártó különféle utakon, különféle megoldásokkal fejleszt. Olyan, mintha a neves multik pedig kivárnának, hogy a kicsik kitapossák az utat fogyasztói igények felé, mint a DVD lejátszók esetében.

Összességében elmondható, hogy a villanyszámlánk világítási részét a hagyományos izzók fogyasztásához képest több mint 90%-kal is csökkenteni tudjuk LED-lámpák alkalmazásával, a LED-lámpák kedvező tulajdonságainak kihasználásával. Az átlagban közel hatszor jobb hatásfok (12-13lm/W ellenben a 72-78lm/W) még önmagában nem biztosít 90% feletti energia megtakarítást.

Az energia megtakarításban a hatásfok mellett rásegít a LED-ekre jellemző irányított fény. Azaz, csak oda világítsunk, ahova kell is a fény, így további jelentős megtakarítást érhetünk el. Ehhez jön még az a kicsi többletlehetőség, hogy akárhányszor fel- és lekapcsolhatjuk a LED-lámpákat élettartam rövidülés nélkül és nem kell csak azért égve hagyni, hogy nehogy tönkre menjen.
Összességben kevesebb általános térvilágítást használjunk, és több célzottabb helyi világítást.

Egy UFÓ lámpatestben minek világítsuk meg a lámpatest mennyezet felőli színesre festett lemezét, mikor ott a fény többsége csak hővé alakulna – elég a 80-100 fok világítási szög lefelé.
Ugyanígy – egy mennyezeti csillárba, ha csak 200, vagy 120 fokban lefelé világító LED-lámpát teszünk, akkor igen – a mennyezet árnyékben marad, de minek a mennyezetet kivilágítani, ha olvasni, vagy étkezni az asztalnál akarunk.
Természetesen világíthatunk 270-fokos (csak 270-fok, mert a foglalat felé úgyis elnyelődne a fény) világítási szögű LED-lámpával is, és lehet világos a mennyezetünk, csak így a megtakarításunk kismértékben alacsonyabb lesz.

1 hét múlva folytatjuk.

a LED lámpákról szóló sorozat eddig megjelent részei
LED | 1. Hagyományos izzók betiltásának hatásai
LED | 2. Mit tudnak a LED-izzók és mit nem?
LED | 3. Bizonytalansági tényezők, megtérülés
LED | 4. Megbízhatóság és élettartam