Technologia LED

Dostosowanie parametrów do wymagań ekoprojektu. Rozwój technologii LED daje nam możliwość coraz szerszego wykorzystywania energooszczędnego oświetlenia. Jeżeli sięgniemy do historycznego rysu słowa „energooszczędne” to musimy przyznać, że tym terminem było określane już kilka generacji opraw i źródeł światła. Typowym przykładem źródła oszczędzającego energię (porównując ze standardową żarówką), jest świetlówka, zarówno liniowa, jak i kompaktowa. Najczęściej spotykaną i wykorzystywaną w gospodarstwach domowych, jest świetlówka kompaktowa ze zintegrowanym układem zapłonowym z trzonkiem E14 lub E27. Wszyscy zdążyliśmy się już przyzwyczaić do uproszczonego sposobu przeliczania strumienia świetlnego konwencjonalnej żarówki na ten sam parametr świetlówki. Wystarczy moc żarówki podzielić przez pięć i już mamy przybliżoną moc świetlówki, jako zamiennika. W ten sposób przyjęło się, że świetlówka kompaktowa ze zintegrowanym układem zapłonowym zużywa pięć razy mniej energii elektrycznej niż standardowa żarówka. W obrębie źródeł żarowych także powstała rodzina produktów nosząca miano energooszczędnych. Są to żarówki halogenowe, które dzięki napełnieniu bańki gazem obojętnym i dodaniu halogenu – najczęściej jodu, mają żywotność przedłużoną do 2000 h i zwiększoną wydajność świetlną o ok. 30%. Kolejną innowacją, dającą zwiększenie poziomu oszczędności energii źródeł halogenowych, jest wykorzystanie technologii IRC (ang. IRC – Infra Red Coating). Żarówki halogenowe IRC zużywają do wytworzenia tej samej ilości światła, aż o 45% mniej energii, a ich trwałość została wydłużona do 4000 h. 

Autor : Jarosław Rudaś
Współpraca: Krzysztof Żurek

Równolegle do prac nad zwiększeniem wydajności świetlnej istniejących na rynku źródeł żarowych i świetlówkowych w laboratoriach trwały prace nad nowym, półprzewodnikowym źródłem światła LED. O ile wcześniej wskazane technologie, a w szczególności wytwarzanie światła ze źródeł żarowych, ocierają się już o granicę technologicznego maksimum, o tyle technologia źródeł LED wkracza właśnie w dojrzały, aczkolwiek niepozbawiony dalszych możliwości wzrostu wydajności i jakości wytwarzanego światła, okres. Do niedawna można było wymienić co najmniej kilka powodów ograniczających powszechne stosownie źródeł LED. Należały do nich m.in. skomplikowane zasilanie, niski współczynnik oddawania barw Ra, niski współczynnik mocy zasilaczy wewnętrznych w źródłach (PF) oraz wysoka luminancja jednostkowego źródła światła wywołująca olśnienie. Obecnie, w świetle zbliżania się terminu wejścia w życie kolejnych wymogów zawartych w rozporządzeniach zharmonizowanych z dyrektywami ekoprojektu 2005/32/WE oraz 2009/125/WE (01.09.2013), producenci dostosowują do nich parametry techniczne oferowanych opraw i źródeł światła.

Rozporządzeniami są objęte m.in.:

• lampy kierunkowe,
• lampy z diodami elektroluminescencyjnymi (LED),
• urządzenia przeznaczone do montażu pomiędzy siecią zasilania i lampami, w tym osprzętu sterującego lampą, urządzeń sterujących i opraw oświetleniowych (innych niż stateczniki i oprawy oświetleniowe dla lamp fluorescencyjnych i lamp wyładowczych dużej intensywności), z uwzględnieniem sytuacji, gdy są one wbudowane w inne produkty.

Od 1 września 2013 roku na terenie Unii Europejskiej będzie można wprowadzać do sprzedaży tylko kierunkowe źródła światła spełniające wymogi, takie jak:
1) Maksymalne wartości wskaźników efektywności energetycznej (EEI) dla poszczególnych typów lamp kierunkowych (Pcor – moc znamionowa mierzona / Pref – moc referencyjna na podstawie wzoru zawartego w rozporządzeniu)
2) Wymogi dotyczące funkcjonalności (bezkierunkowe i kierunkowe lampy LED)
Końcowy użytkownik, czyli potencjalnie każdy z nas, otrzyma więc źródło światła czy też oprawę oświetleniową spełniającą surowe kryteria dyrektyw ekoprojektu. Zaowocuje to nie tylko wzrostem oszczędności energii, ale również poprawą jakości emitowanego światła.

Co oznacza poprawa poszczególnych wartości w praktyce?

Poprawa wskaźników efektywności energetycznej (EEI) skutkuje lepszym – wydajniejszym wykorzystaniem zużywanej energii elektrycznej. Energia dostarczona w większym stopniu przetwarzana jest na promieniowanie widzialne. Podniesienie współczynnika oddawania barw Ra do wartości powyżej 80 daje gwarancję dobrego odwzorowania barw oświetlanych przedmiotów lub materiałów. W praktyce spotykamy się z problemem słabego odwzorowania barw w przypadku starych świetlówek jednopasmowych, które jakże często można jeszcze spotkać w centrach handlowych czy sklepach. Przy takim oświetleniu, żeby sprawdzić kolor kupowanych ubrań, klient musi wychodzić na zewnątrz, gdzie ma szanse zobaczyć barwę tkaniny w świetle dziennym. W domu oświetlenie LED pozwoli na odbiór pełnej skali barw, zarówno mebli, wykładzin, kolorów ścian, jak i roślinności w naszym mieszkaniu.

Wprowadzenie badania jednolitości barwy źródeł LED (odchyłka barwy mieszcząca się w sześciostopniowej elipsie MacAdama), doprowadzi do standaryzacji otrzymywanych barw światła oraz powtarzalności parametrów w kolejnych partiach produkcyjnych. Wymagane współczynniki mocy (Power Factor) lamp z wbudowanymosprzętem sterującym, zmuszają producentów do konstruowania coraz sprawniejszych przetwornic zasilających źródła i oprawy LED.

To tylko wybrane elementy ze znacznie szerszego zakresu wytycznych obejmujących również czas zapłonu, współczynnik trwałości lamp, zachowanie strumienia świetlnego czy liczba cykli włącz/wyłącz. Podawane powyżej wymagania stanowią spełnienie pierwszego etapu, który będzie obowiązywać od 1 września br. Korzystając z produktów, z których została użyta technologia LED, nie tylko zyskujemy płacąc niższe rachunki za energię elektryczną, ale w dużej mierze przyczyniamy się do ochrony środowiska naturalnego. Warto przypomnieć, że oprócz argumentu redukcji emisji gazów cieplarnianych, mamy również osobisty „interes” w wymianie starych źródeł światła na LED. Instalując źródła LED, wprowadzamy do swojego codziennego otoczenia, domu, biura, mieszkania produkty wolne od szkodliwych substancji, nie zawierające związków kadmu, ołowiu, czy rtęci. A w przyszłości także utylizacja zużytych produktów będzie przyjazna, nieszkodliwa dla przyrody.

Podsumowując można powiedzieć, że jeszcze żadna technologia wytwarzania źródeł światła nie była objęta tak ścisłą kontrolą parametrów. Zarówno ze strony zasilania jak i emisji światła mamy określony szereg wymagań, których spełnienie nie będzie łatwe. Szczególnie trudną sytuację mają firmy, które nie dysponują zapleczem badawczym. Trudno sobie wyobrazić stały nadzór nad wprowadzanymi do sprzedaży produktami bez bogato wyposażonego laboratorium i doświadczonej kadry inżynierskiej. Spektrofotokolorymetry z lumenomierzami kulistymi, ultraszybkie fotometry do pomiaru czasu zapłonu źródeł światła, czy też precyzyjne analizatory parametr
ów elektrycznych lamp z wbudowanym układem zapłonowym, to tylko podstawowe urządzenia niezbędne przy kontroli prawidłowości parametrów opraw i źródeł LED. Dlatego kupując produkt musimy wybierać sprawdzone marki, a w szczególności brać pod uwagę tych producentów, których długoletnie doświadczenie i profesjonalne podejście do sprzedaży źródeł i opraw oświetleniowych potwierdzają niezależni eksperci.