|
|
||
|
Nem minden LED ami fénylik 2010 második félév
Dicsérni jöttem a LED-et, nem temetni. De dicsérni valós adatok alapján fogom, nem hiedelmek, legendák és kereskedelmi érdekek szerint. Először is néhány fogalmat tisztáznunk kell. A laikusok csak így igazodhatnak el, de a műszakiaknak sem árt átismételni a ritkán használt fogalmakat, mértékegységeket. Fényforrásainkat kétféle célból használjuk: jelzés céljára és megvilágítás céljára. Jelzésre jó példa a közlekedési lámpa, vagy a gépkocsi irányjelzője. Használatakor belenézünk, a fényforrást közvetlenül látjuk. Az érzékelt inger fénytechnikai megfelelője a fénysűrűség, mértékegysége a kandela/m2. Ez a fényforrás, vagy egy megvilágított felület 1 m2-éről merőleges irányban kisugárzott fényerősséget jelenti. Aki további részleteket akar tudni, a bőséges irodalomban nézzen utána. Talán fontos még, hogy láthatóság és a káprázás elkerülése érdekében viszonylag szűk sávban határozzák meg a kívánt fényerősséget. Például a vasúti átjárók fénysorompóiban 100—200 kandela között kell legyen a fényerősség. Ezenkívül jelzés céljára legtöbbször színes, lehetőleg tiszta színű (monokromatikus) színeket használunk. A másik használati módban azokat a tárgyakat, felületeket nézzük, ( út, terem belseje, könyv, munkadarab, stb ), amiket a fényforrásunk megvilágít. Itt külön gátoljuk, hogy magára a fényforrásra pillanthassunk, mert erős káprázást okozna. Még a ma már lebecsült izzólámpa világító szálára sem célszerű közvetlenül ránézni. A megvilágításra használt fényforrás összes fényét próbáljuk több-kevesebb sikerrel felhasználni megvilágításra, ezért itt a fényforrás összes fénymennyisége a lényeges paraméter, ezt fényáramnak nevezzük, s ennek mértékegysége a lumen. További részleteket szintén az irodalomban célszerű megkeresni. A szokásos fényforrások lumen értékei igen nagy tartományt fognak át: a zseblámpa izzó 1-2 lumenjétől a több ezer W-os halogénlámpák sok 10’000 lumenjéig. Fontos kiemelni, hogy megvilágításra elsősorban fehér fényt használunk. Ez alól a díszvilágításban találunk kivételt, de ami fontosabb, az igen jó hatásfokú un. nátronlámpa a legelterjedtebb kivétel. A nátronlámpa megjelenésekor közelítőleg kétszer jobb hatásfokú volt minden más fényforrásnál, ezért elfogadták a csapnivaló színfelismerést. Csak ismétlésképpen: minél több szín van a fényforrás által kibocsátott fényben, annál jobb lesz a színek felismerése. A legjobb a természetes fény. Még két fogalommal kell megismerkednünk, aztán ígérem, a LED-del fogunk foglalkozni.
Amikor egy fekete testet melegítve a
színét nagyjából olyannak látjuk, mint a vizsgált fény színét, akkor ezt a
hőmérsékletet nevezzük a vizsgált fény színhőmérsékletének (CCT).
Mértékegysége ºK . A napfény színhőmérséklete a föld felszínén kb
4500 ºK, az égbolté kb 30’000 ºK, egy 50 W-os halogénizzóé
Utolsó, de talán legfontosabb mennyiség a fényhasznosítás, mértékegysége a lumen/watt , tulajdonképpen magáért beszél: 1 watt elektromos teljesítményből hány lumen fényáramot állít elő a fényforrás. Minél nagyobb a lumen/watt, annál kisebb a fogyasztás. Szokásos értékei: Hagyományos izzólámpa 10 – 15 lumen/watt Halogén izzó 20 – 25 lumen/watt Kompakt fénycső 50 – 65 lumen/watt Fénycső 60 – 80 lumen/watt Fémhalogén lámpa 70 – 80 lumen/watt Nátronlámpa 100 – 120 lumen/watt Ledlámpa (kicsi) 30 – 60 lumen/watt Ledlámpa (nagyteljesítményű) 60 – 140 lumen/watt Ezeken az értékeken a szokásos tápegységek, a foglalatok, búrák, lámpatestek 15—30 %-t csökkenthetnek.
Ezzel eljutottunk a ledekhez. A led egy kristály, amiben az elektromos áram hatására fény keletkezik, de nem a melegedés, izzás hatására. A led nem izzó! Sőt, a led működését a meleg gátolja, hatásfokát rontja és az élettartamát erősen csökkenti, még a benne elkerülhetetlenül keletkező saját melege is. A ledes világítás kulcskérdése a melegedés. Ha a ledes fényforrást bezárjuk, például szűk álmennyezetbe, még a jó hatásfoka mellett is túlmelegszik, mert nem tudja leadni a hőt, a fénye lecsökken, akár 30 % -t is, élettartama akár tizede lesz a vártnak. Eljutottunk a hamis hirdetések sarkalatos pontjaihoz. Különösen a kisméretű, 5 mm-es ledekből készült izzópótlókról készült reklámok az igazán megtévesztők. Számtalanszor látok olyat, hogy ” 95% energia megtakarítás! ” . Ha nem kapcsoljuk be, akkor viszont 100% az energia megtakarítás. Szinte azt sugallja, hogy visszafelé forgatja a villanyórát! Aztán 100’000 óra élettartam! Ez is csak akkor igaz, ha be sem kapcsoljuk. A valóság ehhez képest kiábrándító. Ha rosszul telepítik, például álmennyezetbe, ahol túlmelegszik, egy – másfél év alatt elhalványul, a fénye tizedére is csökkenhet. Nézzünk egy példát: talán a leggyakoribb alkalmazás, amikor egy 35 wattos halogén izzó ( fényárama kb 750 lumen ) helyett egy kisméretű ledekből készült kb 3 wattos LEDes lámpát szerelnek. A LEDes lámpa azért legfeljebb 3 wattos, mert abba a térfogatba még a 3 watt is sok egy kicsit, az élettartam várhatóan nem éri el a 30’000 órát, ami igen messze van a 100’000 órától. Ennek a fényforrásnak a fényárama 100—200 lumen, ez aztán jócskán elmarad a halogén izzóétól. Igaz, hogy keveset fogyaszt, de fényt sem ad. A műszaki érvek szinte mindenben lesújtóak.
Számoljuk ki a költségeket. Egyik szempont az, hogy mibe kerül 1 lumen fényáram előállításának „beruházása”. Egy 4’000 órás élettartamú halogén izzó ára kb 300 Ft, tehát 300Ft/750 lumen = 0,4 Ft/lumen. Egy izzópótló LEDes lámpa kb 1’000 Ft, tehát 1’000 Ft / 150 lumen = 6,66 Ft/lumen. Több mint tizenhatszoros ár. Mindezek mellett nincs elég fény, tehát öt—hat izzópótlót kellene használni. Az élettartama és a fogyasztása valóban kedvezőbb az izzóénál, de aki már kipróbálta, hamarosan rájön, hogy végül is elegendő fényt akart kapni, és pont ez nem teljesül. Mindezek alapján kimondhatjuk, hogy az 5 mm-s LEDekből ( ezt hívom „kicsi”-nek ) készült izzópótlók nem jók, a hangzatos reklámok ellenére sem. A kisméretű LEDek jelzőfénynek valók, nem pedig megvilágításra. Eddig tartott az elmarasztaló vélemény. Más a helyzet a nagyteljesítményű LEDekkel ( power led ). Ezeket kifejezetten világításra gyártották. Alapegysége a kb 1 wattos, nagyjából 10 mm átmérőjű lapos korongocska, amelyeket különböző méretű zárt házba szerelnek. Nem bontható ! Nem is kell bontani, mert ha a tervező jól tervezte, a felhasználó pedig nem gátolja meg a hűtő levegő áramlását, élettartama meghaladhatja az 50’000 órát. A mai modern és neves gyártó által gyártott ledek 50—60 fokkal magasabb hőmérsékletet viselnek el. Kellő hűtés mellett 100’000 óránál is tovább üzemelnek.
A fényforrások fénye a használat során
csökken. Amikor eléri az eredeti 70 %-át, az az élettartam. Órában mérjük.
1 év 8760 órából áll, a 100’000 óra 11,4 évet jelent. Hátrányaik: Kiskereskedelemben, háztartási kivitelre ilyen még nem kapható. Csak néhány neves gyártó készüléke éri el ezt a színvonalat. A jó minőségű ipari LEDes fényforrás az elmúlt egy—két év eredménye. Emiatt áruk még magas, általában három—ötször akkora, mint egy hagyományos, hasonló fényteljesítményű lámpáé. Nagyobb körültekintést igényelnek a felhasználótól. Előnyeik: Mostoha környezetnek, például rázkódásnak, vagy a nagy hidegnek jól ellenállnak. Jó tervezés és hozzáértő felhasználó esetén kicsi a karbantartás igény. Már most a legjobb hatásfokú fényforrások közé tartoznak. Jó a LED, ha jól és hozzáértően alkalmazzák. Várható kilátások: A közeljövőben további erős fejlődés várható. A kicsi LEDekből készült „izzópótlók” felhasználása nem lesz jelentős. A további hatásfokjavulás és árcsökkenés eredményeképp az ipari világításban, a gépkocsikban és a reklámvilágításban a nagyteljesítményű ledek igen gyors elterjedése várható, ( kettő – öt év ). Amikor ennek köszönhetően az ár elegendően lecsökken, akkor várható a háztartásokban a gyors terjedés, becslésem szerint 2014 után.
A jelenlegi „izzópótló” felhasználása olyan, mintha száz évvel ezelőtt az izzót - a gyertyához hasonlóan - a tábortűzön próbálták volna meggyújtani, hogy aztán világítson. |
||
