LED technologie


Jak vybrat LED žárovky

Hodnoty, které uvádějí výrobci k LED žárovkám často zákazníkům nic neříkají. Asi každý, kdo neprožil život v jeskyni má představu, jak asi svítí klasické žárovky s wolframovým vláknem a výkonem 60W, nebo 100W, ve variantě s rozptýleným i bodovým světlem. Málokdo si ale dokáže představit jak asi svítí všesměrové LED žárovky s vestavěnými 100ks bílých LED diod a s celkovým světelným výkonem 600 lumenů. Kromě toho, že je celkový výkon uváděný v Lumenech, záleží velmi i na samotné konstrukci LED žárovky, počtu a typu LED diod, jejich umístění a barevném spektru (teplotě světla), úhlu svitu jednotlivých LED diod, a v neposlední řadě také na světelné účinnosti LED žárovky apod.

Základní orientační hodnotou při výběru LED žárovky je její světelný výkon (světelný tok) v lumenech. V odborných pramenech lze najít světelné výkony klasických žárovek pro různé výkony ve wattech. Tyto tabulky je možné najít na internetu, nicméně zde je uvádět nebudeme, protože jsou pro porovnání s LED žárovkami silně zavádějící. Podle těchto tabulek, by měl být světelný výkon 100W vakuové žárovky asi 1300Lm (lumenů). To znamená, že tuto žárovku by mohla nahradit LED žárovka se světelným výkonem 1300Lm. Nicméně my máme v nabídce LED žárovky s deklarovanou svítivostí 650Lm s bílým světlem, které ale při srovnání se 100W vláknovou žárovkou ozáří prostor ve kterém jsou umístěny evidentně lépe a subjektivní pocit je takový, že tyto LED žárovky dávají více světla. Tabulky jsou tedy jedna věc a realita je zase neco jiného. Nicméně každopádně je možné porovnávat jednotlivé LED žárovky mezi sebou právě podle světelného výkonu vyjadřovaného v Lumenech.

Dalším parametrem, který můžeme najít u LED žárovky je Svítivost v jednotce Candela (Cd, mCd atd.). Svítivost se udává zpravidla spolu s úhlem pro který je daná hodnota svítivosti pro LED žárovky platná. Svítivost mimo tento základní úhel se zpravidla neuvádí. Proto je podle parametru “Svítivost“ možné mezi sebou porovnávat LED žárovky jako zdroje bodového světla. To znamená, která z vybraných LED žárovek produkuje v daném úhlu (kužel světla) vyšší svítivost.

Další hodnotou LED žárovek, je jejich příkon ve wattech. Tato hodnota může jako orientační pro výběr LED žárovky také dobře posloužit, je nutné si ale uvědomit, že LED žárovky používají různé typy LED čipů (LED diod) s různou účinností a starší typy čipů mohou mít vyšší odběr proudu a tím menší světelnou účinnost (méně Lm/w). Nicméně jako jedna z hodnot pro porovnání několika typů LED žárovek může příkon LED žárovky posloužit docela dobře.

Při výběru LED žárovky je vždy nutné podívat se jak vlastně LED žárovka vypadá, a co lze na základě jejího vzhledu od ní očekávat. Např. zda má daný typ LED žárovky vestavěný reflektor pro odrážení světla, jakým směrem jsou orientovány vestavěné LED diody, zda má LED žárovka matovanou baňku pro rozptýlení světla do všech směrů, nebo zda má tento typ LED žárovky vestavěnou čočku pro rozptýlení světla apod.

Nedílnou součástí LED žárovek je jejich patice. Předpokládám, že každý zná “malý a velký závit“, čili patice a typy žárovek E14 a E27. Nicméně ne každý, se možná setkal se žárovkami typu GU10, MR16, nebo MR11. Je ale zbytečné je tady popisovat, stačí přejít do kategorie “LED žárovky“ v eshopu a v popisu každé podkategorie najdete jak vyobrazení patice příslušné LED žárovky, tak i její popis.


Veličiny a jednotky, které souvisí s LED žárovkami

Svítivost LED žárovky (Candela)Hustota světelných paprsků LED žárovky. V podstatě se jedná o hustotu světla, které vyzařuje LED žárovka v určitém úhlu. Svítivost se u LED žárovek uvádí zpravidla jako jedna hodnota, která platí pro určitý úhel svitu (např. 45stupňů), nebo je předkládán graf, na kterém jsou zaznamenány hodnoty svítivosti do všech úhlů.

Světelný výkon – světelný tok LED žárovky (Lumen):Světelný výkon vyjadřuje celkový světelný výkon LED žárovky vyzářený do všech směrů. Tato jednotka je pro posouzení celkového výkonu LED žárovky nejvhodnější a také nejrozumnější z hlediska porovnání výkonu klasické vláknové žárovky a LED žárovky.

Osvětlení LED žárovky (Lux):Jedná se o celkový světelný výkon LED žárovky, který dopadne na jednotku plochy. Pokud tedy potřebujete osvětlit určité místo, jako je pracovní plocha kuchyňské linky, pracovní stůl apod., je ideální porovnávat jednotlivé LED žárovky podle hodnot Osvětlení (Lux), které jsou schopné poskytnout na dané ploše.

Světelná účinnost LED žárovky (lm/W):Hodnota celkového světelného výkonu LED žárovky na 1Watt spotřebované energie. Za pomoci této hodnoty se dá velmi rychle porovnat energetická účinnost různých typů LED žárovek. U běžných vláknových žárovek jsou hodnoty světelné účinnosti v rozmezí od 10 do 18 lm/W. U LED žárovek je to rozsah od 50 až do asi 150lm/W (nicméně hodnoty nad 100lm/W platí pro finančně velmi nákladné LED žárovky)

 

TYPŽIVOTNOST (hodin)ZAP/VYPNÁBĚH NA 100% 
klasická žárovka 60W1 000odolávátéměř okamžitě
klasická žárovka 100W 1 000odolávátéměř okamžitě
halogenová žárovka 50W 1 500odolávátéměř okamžitě
žárovka trubicová 120cm/36W 10 000nežádoucípo chvilce v řádech vteřin 40s
tzv. úsporná žárovka (tj. zářivka) 21W 10 000nežádoucípo chvilce v řádech vteřin 40s
výbojka rtuťová 18 000nežádoucípo čase v řádech 10s až 1min
výbojka sodíková20 000nežádoucípo čase v řádech 10s až 1min
výbojka xenonová5 000nežádoucípo čase v řádech 10s až 1min
výbojka oblouková20 000nežádoucípo čase v řádech 10s až 1min
LED technologie 0,32W/cmmin 100 000odoláváskokově - okamžitě
    



TYPPROUD (A)OSVĚTLENÍ (lux)ÚČINNOST (%)SPOTŘEBA el.(%) 
klasická žárovka 60W0,210140100,00 oproti žárovce 
klasická žárovka 100W 0,35323599,86100,14
halogenová žárovka 50W 0,16125117,1985,33
žárovka trubicová 120cm/36W 0,44450153,4165,19
tzv. úsporná žárovka (tj. zářivka) 21W 0,25260159,8062,58
výbojka rtuťová NNNN
výbojka sodíkováNNNN
výbojka xenonováNNNN
výbojka obloukováNNNN
LED technologie 0,32W/cm0,055150409,0924,44
    

 


V laboratoři jsme měli k dispozici LED chipy o výkonu 0,32W/cm2. Existujou mnohem výkonější i s podobou účinností, bohužel musí se ale u nich řešit problém s odvodem nežádoucího tepla (vznikajícího na PN přechodu) pomocí aktivních či pasivních chladičů. 
Z tabulky je patrné, že jsme si zvolili jako referenční zdroj světla nejpoužívanější 60W žárovku s wolframovým vláknem. Naměřené hodnoty jsme přepočítali na účinnost a relativní spotřebu. Díky tomu je vidět, že pokud bychom chtěli uspořit a nainstalovali bychom místo dvou 60W žárovek jednu 100W - téměř vůbec bychom si nepomohli. 

Pokud zanedbáme nepatrný rozdíl v účinnosti mezi 60W a 100W žárovkou, máme tady přehledný příklad na úsporu el. enegie. Když zaměníme 100W žárovku za 21W úspornou "žárovku" získáme tím nejenom stejnou svítivost, ale díky tomu že úsporná "žárovka" má účinnost 159,8%, dostáváme se na úsporu o 37,42% což je víc jak třetina. Bohužel negativní na tomto světelném zdroji je, že úsporná "žárovka" příliž neodolává časému zapínání a vypínání. Musíme také vyčkat než se rozsvítí na 100%. 

Na naprostém vrcholu si nyní stojí LED technologie. Pokud nahradíme 60W žárovku LED technologií za předpokladu stejné svítivosti ocitáme se na čtyřnásobné účinnosti (409% oproti referenční žárovce se 100%) což znamená že spotřeba bude na 24% oproti 60W žárovce. Jako bonus ještě dostaneme minimálne 100násobnou životnost a řešit jestli světelný LED zdroj snese časté zapínání či vypínání vůbec nemusíme. 

zdroj: praktické zkušenosti, laboratorní měření a internet