Чем отличается светодиодная лампа. Чем светодиодная лампа отличается от галогенной и что выбрать. Подтвержденные плюсы энергоэффективных ламп
Чтобы ответить на вопрос, какие лампочки лучше – светодиодные или энергосберегающие, для начала необходимо разобраться, что же подразумевается под этими терминами. По своему принципу оба вида осветительных приборов экономят электроэнергию, одни больше, другие меньше. Но название «энергосберегающие» закрепилось за компактными люминесцентными лампами.
Дело в том, что КЛЛ появились в продаже раньше, чем энергосберегающие светодиодные лампы, и стали для потребителя новой ступенью в линейке осветительного электрооборудования.
Если сравнивать со световыми приборами с , то расход электроэнергии у компактных люминесцентных ламп меньше в 4 раза. Причем это экономия совершенно без снижения силы светового потока.
Конечно, хотя стоимость КЛЛ немного выше обычных ламп, люди поняли, что приобретать их выгодно. К тому же срок службы у лампочки накаливания намного меньше. А потом появились светодиоды, вызвав настоящий переворот в области электротехники. Перед тем как сравнить, какие лампы лучше – энергосберегающие люминесцентные или светодиодные, нужно понять, какие характеристики они имеют и что собой представляют.
Энергосберегающие лампы
Каждый знает, как внешне выглядит компактная люминесцентная лампа, но суть ее работы понятна не всем.
В ее схему входит электронный пускорегулирующий аппарат, при помощи которого создается высоковольтный разряд между электродами внутри колбы, так называемый пробой, и поддерживает его. При таком пробое начинают светиться пары ртути, которая содержится в колбе. Но свечение это не видно человеческому глазу, т. к. находится в ультрафиолетовом спектре.
Для того, чтобы преобразовать такое свечение в видимое, стенки стеклянной трубки покрыты специальным веществом – люминофором (отсюда и название – люминесцентная). По своей сути – это та же лампа дневного света, только в уменьшенном варианте и с более высокотехнологичным ЭПРА.
Преимущества и недостатки КЛЛ
Из преимуществ подобных источников света можно назвать приличную экономию электроэнергии по сравнению с лампами накаливания, а так же больший срок службы. Но вот с компактностью дело обстоит не очень хорошо. Конечно, если сравнить с ЛДС, они имеют меньший размер, но вот в сравнении с осветительными приборами на основе нити накаливания им похвастаться нечем – они не меньше, а иногда даже и больше.
Компактные лампы накаливания очень сложно подключить к сети, используя диммер. Можно сказать больше – без глубоких познаний в области электротехники и большого опыта это сделать нереально.
Еще один недостаток – это содержание паров ртути в колбе КЛЛ. По этой причине возникают проблемы с утилизацией подобных приборов.
И еще. При температуре ниже –20 градусов по Цельсию энергосберегающая лампа просто не будет работать. Это связано с ее технологическими особенностями.
Возможности светодиодов
Приборы освещения на кристаллах появились в магазинах сравнительно недавно, но уже успели зарекомендовать себя как очень экономичные и функциональные лампы. И дело даже не в том, что их энергопотребление еще ниже, чем у компактных люминесцентных ламп, а срок службы порой выше в 10 и более раз. Есть у светодиодов и другие достоинства, которых нет у КЛЛ.
Монтаж
С появлением светодиодов стал более доступен монтаж подсветки потолка, причем появилась возможность многоуровневой и цветной подсветки с разделением световых зон. Стало возможным создание неповторимых световых узоров на поверхностях, с плавными переходами и затемнениями.
Светодиодная лента без лишних усилий располагается в нишах и за полотном натяжных потолков. Конечно, для нее нужно стабилизирующее устройство, но это уже вопрос второстепенный.
Есть у такой полосы и еще одно немаловажное преимущество – это наличие многоцветного варианта ее исполнения. При помощи контроллера появляется возможность подсветить потолок теми цветами, которые нравятся. Управлять освещением можно при помощи пульта дистанционного управления, не вставая с любимого дивана.
Размеры
Разница в размерах между КЛЛ и светодиодной лампой
Осветительные приборы на светодиодах имеют очень маленький размер как по сравнению с лампочками накаливания, так и с компактными люминесцентными. Трехваттные светодиодные лампы имеют окружность в два см, тогда как размер подобной по силе светового потока семиваттной энергосберегающей – 3.2 х 7.9 см. Благодаря столь малому размеру LED-устройств возможно изготовление точечных светильников толщиной не более двух сантиметров. Причем сюда входит и радиатор, отводящий тепло. Также светодиодные лампы легко встраиваются в секции мебели и позволяют монтаж подвесных и натяжных потолков с минимальным зазором от потолка.
Принимая во внимание форму световых приборов, светодиодные за счет очень малой величины чипов можно поместить в любого вида и размера оболочку, а можно и вообще обойтись без нее. Наглядный пример – , называемая «кукуруза». А можно собрать световой прибор своими руками и с теми характеристиками, которые нужны.
Отличие светодиодных ламп от энергосберегающих
Если сравнивать, какая лампа лучше по цветовой температуре – разницы между КЛЛ и LED не наблюдается, ну а подбор такого параметра целиком ложится на плечи потребителя, т. к. у каждого свои предпочтения и свое индивидуальное видение.
По ранее упоминавшемуся вопросу – вопросу диммирования – естественно, впереди светодиоды. Конечно, не все их модификации имеют такую возможность, но все же таковые имеются. Из чего можно сделать вывод – светодиодные лампы от энергосберегающих отличает управляемость, а ведь это еще один плюс в копилку экономичности.
С точки зрения ремонтопригодности оба вида ламп идут «в ногу» – отремонтировать неисправную КЛЛ возможно (за исключением раскола колбы, хотя ее можно просто заменить), равно как и светодиодную.
По сроку службы, конечно, LED-приборы вне конкуренции, их долговечность может превышать тот же параметр энергосберегающих в десятки раз. Ну а о безопасности уже упоминалось, светодиоды не содержат тяжелых металлов, а потому они в более выигрышном положении.
Ну и, наконец, цена. Конечно, в этом компактные люминесцентные лампы выигрывают, но и тут есть свои нюансы. Если брать КЛЛ и LED производства одной фирмы, с одинаковыми параметрами, их стоимость будет не сильно отличаться. А иногда можно найти светодиодную лампу даже дешевле энергосберегающей (правда не факт, что она окажется качественной).
Все же светодиодная или энергосберегающая?
Кто-то может сказать, что световые приборы с использованием нити накаливания имеют преимущество в цене, а с КЛЛ или LED можно еще и на низкокачественную подделку нарваться, но это в корне неверно. Сейчас вероятность приобретения подделки крайне мала, а ассортимент подобных ламп огромен.
Поспорить можно и о величине энергопотребления. И компактная люминесцентная, и светодиодная лампы потребляют минимум энергии, они обе очень экономичны, при этом не теряют силы светового потока. Да и остальные параметры оппонентов практически схожи.
Но все же специалистами в области электротехники рекомендуется вариант освещения на кристаллах, т. к. главное, чем отличаются светодиодные лампы – это долговечность, а также экологичность и безопасность. Есть и второстепенные преимущества, такие как компактность, немного большая экономичность и простота монтажа. А ведь по сути, для обычного обывателя очень важен вопрос, поможет ли осветительный прибор сберечь электроэнергию.
Но сравнивать в деле, что лучше для дома – светодиодные или энергосберегающие лампы – придется каждому самостоятельно, так же как и принимать окончательное решение.
Чем отличается светодиодные лампы от энергосберегающих
Первое отличие светодиодных ламп от энергосберегающих в самом принципе работы. Светодиодное освещение достигается за счет свечения ярких и сверх ярких светодиодов.
Светодиодные или энергосберегающие
Энергосберегающие лампы работают как люминесцентные. Свечение у них возникает при бомбардировке электронов паров ртути, в свою очередь ультрафиолетовое освещение паров ртути вызывает свечение люминофора в уже видимом спектре.
Присутствие паров ртути в является опасным для здоровья человека в случае поломки колбы лампы. Допустимое количество ртути в воздухе, в этом случае, может превысить 150 раз. Обязательна тщательная уборка осколков лампы и частое проветривание помещения.
Для светодиодных ламп большим плюсом является их безопасность. Они не содержат вредных веществ для человека. Хотя был один случай когда выгорело несколько светодиодов в закрытом корпусе лампы. Лампа источала невыносимый запах. Даже после ремонта этой лампы, запах не выветрился. Источник запаха оставался в лампе. Проветривание лампы в разобранном виде в течение нескольких недель не дало результата, запах по-прежнему был сильным.
Виды светодиодных ламп
Помогла только утилизация рабочей лампы. Но это был единичный случай, который не повлиял на выбор светодиодных ламп. Если сравнивать яркость свечения в люменах, то при одинаковой мощности светодиодных и энергосберегающих ламп, у светодиодных сила светового потока будет на 20% выше.
Для наглядности у энергосберегающей лампы световой поток равен 62,5 лм/Вт (люмен на ватт), а для светодиодных он равен 76,9 лм/Вт. Какие лампочки лучше светодиодные или энергосберегающие по выделению тепла покажет тест. Энергосберегающие лампы могут нагреться до 81,7° C из-за тепла нити накала, светодиодные нагреваются не выше 30° C.
Таким образом у вторых экземпляров пожароопасность значительно ниже. Так как они не имеют нити накала и тонкого стекла колбы то механическая прочность, ударопрочность, вибростойкость у светодиодных ламп значительно выше.
Сравнение мощностей накальных, светодиодных и энергосберегающих ламп
Светодиодные лампы не испытывают проблем при изменении сетевого напряжения в пределах 170 — 270 В, тогда как низкое напряжение питания энергосберегающей лампы не разогревает нить накала, и лампа не загорается, а высокое напряжение сети сокращает срок ее службы. Для диодных ламп можно использовать светодиоды различной цветовой температуры (цвет свечения).
Цвета свечения можно выбирать от ярко белого до цвета кукурузы (желтого). Срок службы этих ламп значительно превышает паспортные данные в 50000 часов. Сравнение светодиодных и энергосберегающих ламп показывает полное преимущество первых в яркости свечения, экономичности, долговечности и механической прочности.
Сравнение годовой экономии электроэнергии для разных типов ламп
Даже при большей стоимость выбор следует остановить на светодиодных экземплярах при их хорошей окупаемости и длительном сроке эксплуатации. Качество этих ламп зависит от производителя. Обычно их не выбрасывают, так как они легко ремонтируются в отличии от энергосберегающих (сгоревший светодиод можно просто закоротить или заменить на другой), что не повлияет на работу лампы. Это еще одно преимущество светодиодных ламп.
Лампы накаливания стремительно теряют былую популярность, а им на смену приходят новые, более технологичные осветительные приборы. Происходит это по простой причине неприемлемо высокого энергопотребления. Поэтому сегодня большим спросом пользуются люминесцентные, которые в народе называют энергосберегающими, и светодиодные (или LED, от анг. light-emitting diode) лампы. Но, несмотря на множество информации о каждом типе лампочек, многих интересует экспертный ответ на вопрос их различий. Так чем отличается светодиодная лампочка от энергосберегающей? Давайте разберемся.
Народное название люминесцентных ламп (ЛЛ) не совсем верно, LED-лампы также являются энергосберегающими. Более того, разные виды энергосберегающих ламп могут отличаться внешне и основываться на совершенно различном физическом принципе работы. Но, для более легкого восприятия статьи, будем употреблять устоявшееся в народе название.
Безопасность
Главный аспект в выборе любой продукции – это вопрос безопасности, который напрямую зависит от физических принципов работы и конструкции изделия. Внутри энергосберегающей лампы находятся пары ртути, поэтому повреждение стеклянной колбы может привести к отравлению человека. Но, кроме высокотоксичной ртути, многие эксперты считают опасным их ультрафиолетовое излучение, негативно влияющее на сетчатку глаза.
Помимо этого, отработавшая свой срок ЛЛ относится к вредному мусору, требующая специальной утилизации.
Основное отличие светодиодной лампы от энергосберегающей, в вопросе безопасности, заключается в отсутствие каких-либо вредных веществ. Более того, светодиодные лампочки могут производиться без использования стеклянной колбы, что значительно повышает механическую прочность конструкции.
Срок службы
Под продолжительностью срока службы подразумевается сохранение всех заявленных производителем характеристик. Если сравнивать только качественную продукцию, то светодиодная лампа в среднем служит примерно 30 тысяч часов, а ЛЛ – всего около 8 тысяч. Если же вести сравнение с обычными лампочками накаливания, то выигрыш у LED примерно в 45 раз, у ЛЛ и компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) примерно в 8 раз.
Еще одно отличие энергосберегающих ламп от светодиодных источников освещения заключается в заметном снижении продолжительности рабочего ресурса при частом включении и отключении.
Экономическая выгода
Отличаются LED-лампы и по энергопотреблению. Чтобы создать тот же световой поток, что и от вольфрамовой нити, КЛЛ потребуется примерно в 5, а LED примерно в 8 раз меньше электроэнергии.
Производство светодиодных источников освещения довольно молодое, не совсем отлаженное направление. Поэтому стоимость качественных LED приборов достаточно высока (на январь 2017 года средняя цена по России составляет 350 рублей). Производство КЛЛ давно отлажено, а средняя стоимость изделия ниже примерно в 3 раза. Но, как уже было сказано выше, отличие светодиодных ламп от энергосберегающих компактных люминесцентных источников освещения заключается в более продолжительном сроке службы, что компенсирует затраты в длительной перспективе использования.
Рост цен на электроэнергию заставляет экономить там, где раньше даже не задумывались о расходах. Например, массовой стала замена ламп накаливания. Есть намного более экономичные источники света — люминесцентные и на светодиодах. Но как решить, какие ставить — энергосберегающие или светодиодные лампы? Чтобы принять решение, надо сравнить их характеристики. И лучше сделать это объективно.
Какие более экономичные
Название «энергосберегающие» прижилось у нас по отношению к компактным люминесцентным лампам (ККЛ). На момент их широкого распространения они и были наиболее экономичными. Особенно если сравнивать их с привычными лампами накаливания — экономки потребляют в 3-4 раза меньше энергии. Позже стали «продвигать» светодиодные источники света. Они потребляют еще меньше электроэнергии, а значит, являются наиболее экономными.
Чтобы можно было оценить разницу, посмотрите таблицу. В ней приведена потребляемая мощность светодиодных, люминесцентных ламп и привычных нам с вольфрамовой нитью. У всех у них одинаковый (или почти) световой поток, но, как видите, потребляемая мощность очень отличается. Светодиодная лампа 3 Вт равна по световой мощности энергосберегающей на 7 Вт или накаливания на 20 Вт. Диодная лампа на 5 Вт заменит 12-13 ваттную «экономку» или 40 ваттную накаливания. Это усредненные данные, так как у разных производителей показатели несколько меняются, но, в общем и целом, пропорции сохраняются.
| Лампы накаливания | Люминесцентные и энергосберегающие | Светодиодные | Световой поток |
|---|---|---|---|
| 20 Вт | 5-7 Вт | 2-3 Вт | 250 Лм |
| 40 Вт | 10-13 Вт | 4-5 Вт | 400 Лм |
| 60 Вт | 15-16 Вт | 6-10 Вт | 700 Лм |
| 75 Вт | 18-20 Вт | 10-12 Вт | 900 Лм |
| 100 Вт | 25-30 Вт | 12-15 Вт | 1200 Лм |
| 150 Вт | 40-50 Вт | 18-20 Вт | 1800 Лм |
| 200 Вт | 60-80 Вт | 25-30Вт | 2500 Лм |
Уже только по одной этой таблице легко сказать энергосберегающие или светодиодные лампы являются наиболее экономичными. Но это еще не все преимущества LED технологии. О них поговорим дальше (как и о недостатках, впрочем).
Срок службы
Если говорить о сроках службы, то средний у энергосберегающих он в среднем — 10 000 часов. У светодиодных этот показатель выше: в среднем — 30 000 часов, но есть заявки производителей на 50-60 тыс. часов работы.
Вроде и тут в лидерах ЛЕД-лампы, но есть один нюанс. Обе технологии имеют довольно существенный недостаток: с течением времени у них постепенно снижается интенсивность свечения. Происходит так называемое «выгорание». В связи с этим стоит ориентироваться не на заявленное время работы, а на гарантийный срок. Он точнее отображает действительное положение. Ведь если со светильником в это время что-то произойдет, производителю придется заменить прибор на новый. Чем реже будут случаться такие случаи, тем лучше. Именно поэтому гарантийный срок производители склонны занижать, так как несут материальную ответственность.
А если сравнивать энергосберегающие и светодиодные лампы по гарантийному сроку, разница тоже есть. У светодиодных средний показатель — 3 года, у экономок — 1 год. Есть больше/меньше, но это частности. Так что и тут, сравнивая, энергосберегающие или светодиодные лампы лучше, лучшей получается ЛЕД-технология.
Размеры и внешний вид
Вид и размеры энергосберегающих ламп все знают. Это скрученная в сложную спираль трубка с люминофором. Самые компактные могут влезть в плафон средних размеров, но в большинстве случаев они торчат из обычных светильников, а со встроенными смотрятся вообще «не ахти».
Светодиодные лампы могут иметь совсем маленькие размеры. Кристалл на три вата может быть сделан в виде окружности диаметром в 1,5-2 см. А это — эквивалент энергосберегайки в 7 Вт, которая по минимуму имеет размер 32*79 мм. Такие миниатюрные размеры светодиодов позволяют сделать встраиваемые светильники очень небольшой толщины — 2 см и меньше. И это с радиатором для отведения тепла, которое выделяют светодиоды при работе. Такие небольшие размеры позволяют их встраивать в мебель или опускать подвесные и натяжные потолки на совсем незначительную высоту.
Если говорить о более привычном формате — с колбой, то форма и размеры колбы могут быть абсолютно разные. Эта деталь не является обязательной — светодиоду не требуется вакуум или определенная газовая среда. Так что это, скорее, дань традиции. Есть бесколбовые лампы, которые называют «кукуруза» за характерный внешний вид. Срок их службы определяется качеством светодиодов, а не целостностью оболочки, которой, по сути, нет. Можно даже собрать освещение вообще из отдельных светодиодов на металлической пластине-радиаторе или даже без нее. В общем, и размеры и внешний вид у светодиодных ламп могут быть разными. И тут, решая что лучше энергосберегающие или светодиодные лампы, безусловно приходим к выводу, что LED светильники лучше — они могут быть практически незаметными, могут иметь любую форму и размер.
Удобство и безопасность использования
Всем известно, что в люминесцентных лампах в трубки заполнены люминофором, который начинает светиться при определенных условиях. На создание этих условий уходит некоторое время. Иногда оно почти не заметно, а иногда задержка после включения может составлять секунду или даже немного больше. Это не самое приятное явление, с которым приходится мириться. Светодиодные лампы зажигаются сразу после подачи напряжения. В этом они, безусловно, лучше.
Сегодня все чаще стараются делать освещение с возможностью изменения интенсивности света. Достигается это или сложной схемой с большим количеством выключателей, или — небольшого устройства, которое позволяет плавно менять уровень свечения. Но дело в том, что не все лампы могут работать вместе с диммером. Энергосберегающие не могут. Им необходим определенный уровень напряжения и его форма, а диммер как раз форму и искажает. Зато с этим устройством могут работать некоторые LED светильники. Просто при выборе светодиодных ламп ищите диммируемые. Эта способность указывается в технических характеристиках. Минус — такие источники света при равных характеристиках стоят дороже.
Еще один момент в пользу светодиодных ламп. Их колба (если она есть), сделана из ударопрочного пластика. Энергосберегающие люминесцентные — из стекла. Причем повреждение трубки фатально — источник света перестает работать. Кроме того некоторые (дешевые) экономки содержат пары ртути, так что поврежденная стеклянная трубка люминофором может нанести здоровью серьезный вред. Отсюда также вытекает сложности с утилизацией — нужны специальные предприятия по переработке подобных осветительных приборов.
И последний момент относительно удобства эксплуатации — ни лампу накаливания, ни люминесцентную восстановить после выхода из строя невозможно. При повреждении они полностью теряют работоспособность. Светодиодные лампы обычно состоят из некоторого количества кристаллов, расположенных на корпусе. При выходе из строя одного или нескольких кристаллов световой поток уменьшается, но свет все равно излучается хоть и в меньшем количестве. Кроме того, при желании и можно сгоревшие элементы заменить, восстановив прежнюю яркость.
Итак, решая энергосберегающие или светодиодные лампы лучше по удобству эксплуатации, видим, что LED-светильники более практичны и безопасны.
Цены и все-таки что же лучше…
Все знают, что светодиодные лампы стоят дороже. Это, пожалуй, единственный пункт, по которому впереди оказываются люминесцентные лампы. Но сегодня разница в цене не настолько велика как раньше. Они уже практически сравнялись. Если взять, например, источники света одного производителя с одинаковым эквивалентом (или почти одинаковым) по отношению к лампам накаливания, то цены практически идентичны.
Тут так даже на светодиодную цена ниже. Правда, цветовая температура отличается…
Например, лампы фирмы Camelion (Хамелион). Энергосберегающая лампа — LH15-FS-T2-M/864/E14 является эквивалентом лампы накаливания в 75 Вт, стоит 160-225 рублей. Светодиодная лампа — Camelion LED8-C35/830/E27 (тоже эквивалент 75 Вт накаливания) — 170-230 рублей. Обе серии базовые, без особых «наворотов», а если учесть экономию на электроэнергии (8 Вт против 15 Вт) и срок службы (10000 часов и 30000 часов) и все остальные «плюшки», то даже уже и вопроса «что лучше энергосберегающие или светодиодные лампы» не возникает. Решение, наверное, однозначное — более экономичны, удобны в эксплуатации и долговечны светодиодные. Именно их лучше всего устанавливать взамен ламп накаливания.
Но в прессе и Интернете очень много в последнее время появилось информации относительно того, что светодиоды вредны — они излучают вредный спектр и мерцают. Насчет спектра подтвержденных данных нет, а мерцать, мерцают и люминесцентные. Но они мерцают всегда, а светодиоды есть и без пульсаций, просто стоят они намного дороже. В общем, решение за вами.
От ламп накаливания бытовые потребители постепенно отказываются, и применяют их всё реже и реже. Сначала их заменили компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Они потребляют электроэнергии в 5 раз меньше, при той же яркости. То есть люминесцентной лампой в 20 Вт можно заменить 100 Вт лампу накаливания. За это их прозвали энергосберегающими.
Технологии не стоят на месте и в последние 5 лет на рынке укрепились . Ассортимент продукции достаточно широк от световых панелей и лент до прожекторов и ламп под все возможные цоколи. При этом светят в 10 раз ярче, чем лампы накаливания той же мощности. Давайте подробно рассмотрим отличия энергосберегающих и светодиодных ламп.
Интересно:
Светодиодные лампы фактически тоже относятся к энергосберегающим, но в народе такое название закрепилось за компактными люминесцентными лампами, хотя энергию они сберегают не так как светодиодные. В статье предлагаю не отклоняться от народных названий.
Состав
Энергосберегайки представляют собой компактный вариант классической трубчатой люминесцентной лампы, которые выпускаются под штырьковые цоколя g5 и g13, обычно различаются по толщине трубки (t5, t8). Компактность достигнута за счёт скручивания трубки в форме спирали. Тогда при том же принципе действия вы получаете источник света по размеру и цоколю повторяющий распространённые лампы накаливания.
Наиболее востребованы модели ламп с цоколями E14 и E27.
Компактная энергосберегающая лампа состоит из:
электронного балласта;
В свою очередь колба наполнена парами ртути и её внутренние стенки покрыты люминофором, от его состава зависит цветовой спектр и цветовая температура.
Светодиодные лампы в зависимости от годов выпуска строились с использованием разных конструктивных и схемотехнических решений, типах светодиодов. Ранние модели выпускали с 5 мм светодиодами, позже их заменили , такие как вы могли встретить на светодиодной ленте.
Последние новации - это филаментные нити, они состоят из светодиодных кристаллов расположенных на сапфировом стекле или другом диэлектрическом материале, равномерно покрыты люминофором, что создает иллюзию светящейся нити. Внешне такие лампы похожи на лампы накаливания - у них прозрачная стеклянная колба и нет пластика в корпусе.
И так общая конструкция большинства светодиодных ламп:
пластиковый или металлический корпус;
источник питания;
металлическая плата со светодиодами;
светорассеивающая колба.
Первое отличие люминесцентных энергосберегаек от светодиодных в используемых источниках света: трубка с парами ртути против полупроводниковых кристаллов.
Яркость и мощность
У лампы есть три основных характеристики:
Потребляемая мощность, Вт;
Световой поток, Лм;
Цветовая температура, К.
В принципе единственный возможный путь к сохранению электроэнергии - увеличение удельного светового потока, т.е. .
Для сравнения давайте рассмотрим световой поток от ламп разной конструкции:
Лампа накаливания в зависимости от особенностей исполнения может выдавать до 20 Лм на 1 Ватт потребляемой мощности, при этом чаще всего это порядка 10-17 Лм/Вт.
Люминесцентная лампа выдает от 40 до 70 Лм/Вт. Стоит сказать, что несмотря на снижение популярности этих источников света инженеры улучшают эти показатели и встречаются публикации о том, что достигнуто порядка 100 Лм/Вт, но в продаже я таких не встречал.
Светодиодные лампы светят еще ярче - 80-120 Лм/Вт. За последнее десятилетие этот показатель вырос в разы, а цена снизилась еще больше. Это и есть причиной успеха LED-продукции на рынке.
Отсюда следует, что при работе наибольший нагрев у ламп накаливания (более 100 градусов), на втором месте энергосберегающие лампы (60-80 градусов), самые холодные лампы - светодиодные (30-40 градусов). Это связано с разницей в КПД, при работе светодиодных ламп в тепло выделяется наименьшее количество энергии.
Ресурс и потеря яркости
30000-50000 часов - средний срок службы светодиодных ламп. Но он значительно зависит от условий эксплуатации. Например, если LED-источник света работает в жарких условиях то срок может снизиться в 2 и больше раз.
10000 - часов работают люминесцентные лампы. Но это тоже не статическая величина, встречаются случаи, когда они перерабатывают свой ресурс или наоборот - сгорают преждевременно.
Основная причина выхода из строя компактных люминесцентных ламп - частое включение и выключение, тогда как те лампы, что включены круглосуточно обычно переживают ресурс в разы. Это связано с принципом работы, об этом немного позже.
На длительность срока эксплуатации влияет и система питания. К слову, люминесцентные лампы с электромагнитным балластом (дросселем) лампы работают в два раза меньше чем с электронным. Но в компактных энергосберегающих лампах используется только электронный балласт (ЭПРА).
1000 часов светят лампы накаливания. Срок службы сократится, если лампу часто включают и выключают или она работает в условиях с повышенной температурой и вибрацией. Удары и сотрясения лампочки могут повредить спираль, и она оборвется.
Вывод:
Светодиоды имеют наибольший ресурс среди перечисленных аналогов. Светодиодные лампы не боятся частых включения и выключений - это позволяет их применять в коридорах, туалетах и кладовых.
Снижение яркости ламп со временем
Лампы накаливания уверено выдают свои люмены на протяжении всего срока службы, возможно снижение до 7%. Основной причиной снижения яркости является загрязнение колбы и плафона светильника.
Энергосберегающие лампочки, как и любые типы люминесцентных ламп, имеют свойство стареть. И световой поток Снижается до 50% к концу срока службы. Это связано со старением люминофора, его выгоранием, износом электродов. Вы могли заметить, что старые ЛЛ часто чернеют у концов трубки, это признак скорой замены.
Светодиодные лампы выдают заявленный световой поток не постоянно. Световой поток снижается до 15% уже через 25000, что значительно дольше, чем у энергосберегающих ламп, за это время вы замените две таких, а светодиодная будет продолжать работать. На яркость также влияет и температура. Если лампа перегревается, то световой поток падает до 80% от номинального в течении 2-3 минут. При длительном перегреве кристалл светодиода деградирует и может сгореть.
Способ питания
Оба вида ламп требуют особого подхода к питанию. Для этого внутри корпуса расположена схема питания.
Компактные люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы довольно специфичный источник света с точки зрения питания, для их включения нужна схема повышающая напряжение выше напряжения питания в электросети. Ранее для этого использовали дроссель со стартером, теперь электронный пускорегулирующий аппарат (балласт). Внутри колбы газ, на её концах две спирали, напряжение подключается к спиралям (электроды).
Для упрощения понимания процесса розжига я опишу его на примере устаревшей системы пуска, в ЭПРА используемом на энергосберегающих лампах принцип тот же, но подход другой.
Так как в выключенном (холодном) состоянии сопротивление между электродами большое, поэтому сначала их разогревают, за это отвечает стартер. Начинается процесс под названием «термоэлектронная» эмиссия, начинают испускаться свободные электроны.
В стартере находится колба с газом, например неон, и биметаллические контакты, которые в горячем состоянии замыкаются и конденсатор. Ток в 20-50 мА, через колбу с газом разогревают контакты, они замыкаются, а разряд внутри колбы стартера прекращается. Тогда ток ограниченный реактивным сопротивлением дросселя и спиралей протекает по контуру: Источник питания - дроссель - спираль - стартер - спираль - источник питания.
Спирали разогреваются, а пластины стартера остывают и размыкаются. В результате чего энергия происходит всплеск напряжения достаточный для ионизации газов в колбе лампы, после чего происходит её зажигание, сопротивление между электродами резко снижается. Эти процессы приводят к протеканию тока через колбу и излучению света.
Как вы могли заметить процесс достаточно сложный. Включение лампы усложняется, если спирали износились или деградировал люминофор, а также в холоде. Это большая проблема всех люминесцентных, газоразрядных источников света - включение при морозе. Оно может либо происходить крайне долго или вообще не включиться, если лампа не первой свежести. Да и итоговая яркость в холоде может быть ниже номинальной.
Сейчас отказываются от такого подхода, используют импульсные схемы, которые называют электронным балластом или ЭПРА. Его типовую схему вы видите ниже. Она работает на высокой частоте (десятки кГц), против 50 Гц питающей сети в схеме с дросселем. Это позволяет получить более равномерное и яркое свечение, а также облегчить розжиг лампы и снизить износ электродов.
Светодиодные лампы
У светодиодов требования к питанию проще, хотя все равно довольно жесткие. Основная задача стабилизировать ток. Источник питания называют , это такой прибор, который стремится поддерживать заданный ток независимо от сопротивления нагрузки. Фактически сопротивление ограничено мощностью драйвера.
В самых дешевых лампах драйвер и стабилизация отсутствует, ток просто снижают балластным сопротивлением до приемлемой величины при условии нормального напряжение в питающей сети. Но напряжение в сети часто отклоняется от нормы и происходят всплески, такие лампы долго не живут, светодиоды сгорают из-за долгой работы при повышенном напряжении питания, или при скачке напряжения. Типовая схема балластного драйвера изображена на фото.
Преимущества - гальваническая развязка, возможно наличие защит, стабилизация тока, больший срок службы светодиодов, низкие пульсации света.
Недостатки - относительная дороговизна, при использовании некачественных компонентов драйвер тоже может сгореть.
Утилизация и вред экологии
Основная проблема люминесцентных ламп - использование ртути в колбе, она вредит окружающей среде и здоровью человека, если разобьётся в помещении. Это вызывает большие затраты на утилизацию (для предприятий). Нужно проводить процесс «демеркуризации».
Светодиодные лампы не несут вреда экологии, могут утилизироваться как бытовые отходы, не используются вредные вещества при их изготовлении. При этом существуют компании по их переработки для вторичного производства. Встречаются публикации о том, что отдельные предприятия занимаются переработкой полупроводниковых кристаллов.
Заключение
Подведем итоги и перечислим кратко достоинства и недостатки ламп:
Энергосберегающие люминесцентные:
«-» Проблема утилизации и вред экологии.
«-» Световой поток ниже, чем у светодиодных.
«-» Срок службы 10000, хоть и больше чем у ламп накаливания, но меньше LED-продукции.
«+» Относительная надежность.
«+» Яркость.
«+» Энергопотребление.
«+» невысокая рабочая температура.
Светодиодные:
«-» Цена качественных ламп может доходить до 8-10 долларов.
«-» У низкокачественных ламп плохой цветовой спектр и высокие пульсации.
«+» Энергосбережение.
«+» Яркость.
«+» Долговечность.
Светодиодные лампы тоже энергосберегающие, но по упомянутым причинам такое название закрепилось за компактными люминесцентными лампами. Светодиоды - это актуальный, надежный и популярный источник света. Инженеры лидирующих производителей постоянно занимаются повышением качества света и цветового спектра.