Светодиоды или люминесцентные лампы?
Содержание
- Экологичность
- КПД и световая отдача
- Эргономика
- Работа с плохими электросетями
- Механические характеристики
- Срок службы
- Цена
- Итог
Когда эта статья была впервые опубликована – а произошло это без малого 10 лет назад – люминесцентные лампы и светильники на их основе занимали доминирующее положение на рынке систем освещения общественных, да и многих промышленных зданий. Появление компактных люминесцентных ламп для установки в стандартные патроны E27, E14 и другие только упрочняло их положение. Почему же по прошествии всего небольшого промежутка времени практически все новые системы освещения создаются на основе светодиодов и в чём они лучше или хуже люминесцентных ламп? Попробуем разобраться.
Историю появления и принцип работы люминесцентных и светодиодных источников света мы здесь затрагивать не будем – интересующиеся могут обратиться к соответствующей статье на нашем сайте.
Экологичность
Здесь LED-лампы в выигрыше. В колбах люминесцентных ламп в обязательном порядке присутствуют пары металлической ртути, необходимые для зажигания электрической дуги. Как многие помнят ещё со школы – ртуть является сильно ядовитым веществом (особенно хорошо это запомнили дети, которым довелось разбить градусник – паника некоторых родителей в таком случае не знает границ). Справедливости ради стоит заметить, что ядовиты только пары ртути, а активно испаряться она начинает только после определённых температур, но картины в целом это не меняет. Нельзя без последствий случайно разбить или выбросить в мусорное ведро люминесцентную лампу – в первом случае желательно проведение процедуры обеззараживания помещения, а во втором обязательна утилизация. И то, и другое, к слову, стоит денег.
Так утилизация одной люминесцентной лампы обходится минимум в 8 рублей (на начало 2019 года). Причём такая цена справедлива только в том случае, если эти лампы на соответствующее предприятие доставляются за свой счёт и целыми ящиками. А вот утилизировать десяток ламп будет стоить в два раза дороже – по 16 рублей за штуку. И это без учёта транспортных расходов. А чтобы исключить элемент экологической безответственности, такая процедура по закону для организаций фактически является обязательной. Так что юридическим лицам при покупке люминесцентной лампы сразу стоит добавить к её стоимости цену последующей утилизации.
КПД и световая отдача
В данном случае мы говорим о КПД как о той части затраченной энергии, которая пошла непосредственно на получение света от источника. Есть распространённое заблуждение, что светодиоды имеют в данном случае какие-то рекордные показатели – чуть ли не 99%. Но это не так. КПД даже самых передовых разработок в этом направлении пока не превышает 40%. И это только сам светодиод. Добавим к этому КПД блока питания и получим реальное значение для распространённых коммерческих продуктов со светоотдачей около 140 люмен на ватт на уровне 20-25%%. Всё остальное превращается в тепло. В том числе и по этой причине светодиодные лампочки в корпусах из дешёвого пластика с низкой теплопроводностью имеют такой маленький срок службы – они просто перегреваются.
Люминесцентная лампа здесь также проигрывает своим более современным собратьям. Поскольку фундаментальные разработки в данном направлении практически не ведутся, световая отдача этих источников света в обозримом будущем вряд ли поднимется выше современных 80-100 люмен на ватт, что даёт КПД около 10-15%%. То есть в самом оптимистичном – для люминесцентных ламп – варианте на четверть ниже светодиодов. В реальной жизни разница больше.
Эргономика
Всем знаком электрический треск и гудение, которыми зачастую сопровождается работа светильников с люминесцентными лампами. Добавим к этому помехи радиоприборам, звукоусиливающей аппаратуре и – что самое главное – видимое глазу мерцание света, особенно хорошо заметное на долго бывших в эксплуатации приборах. Хотелось бы сказать, что светодиодные лампы лишены всех этих недостатков… Но нельзя. Точнее – можно, но не всегда. Рынок диктует свои требования, и производители всё чаще начинают использовать низкокачественные компоненты в преобразователях напряжения, установленных в светодиодных источниках света. Мерцание? Пожалуйста. Помехи радио? Конечно. Гудение и треск? Честно говоря, пока лично не сталкивались, но дальнейшее удешевление процесса производства может привести и не к такому.
Опять-таки справедливости ради следует заметить, что LED-лампы – даже низкокачественные – имеют меньшую выраженность этих раздражающих факторов. Тот же коэффициент пульсации, например, даже у худших представителей семейства светодиодных источников не превышает 5-8%%. Ну а у хороших ламп и светильников этот показатель и вовсе менее 1%, к тому же - они не трещат, не гудят и вообще не издают никаких посторонних звуков. Люминесцентные лампы также могут достичь такого показателя пульсации, посторонних шумов и помех – при условии использования современной и качественной электронной пускорегулирующей аппаратуры. Но вспомните про рынок и его постоянное требование: ещё больше, ещё дешевле. В таких условиях качественные ЭПРА – это роскошь.
Работа с плохими электросетями
Падение напряжения в питающей сети для люминесцентной лампы – это проблема. В таких условиях разряд не может поддерживаться постоянно, и лампа начинает мигать – тухнуть и снова разгораться через какое-то время. Что очень раздражает. Светодиодные лампы с качественными блоками питания прекрасно функционируют в очень широком диапазоне питающего напряжения. Заметили слово качественными? Да, здесь снова существует проблема рынка. Многие современные светодиодные лампы – особенно компактные лампочки под патроны E27 и E14 – для удешевления имеют весьма простую схему преобразователя напряжения. Вместо активных компонентов качественных высокочастотных выпрямителей они обходятся куда более простыми решениями. Например – диодными мостами, которые мы описывали в статье о защищённых от радиации источниках света.
Такие лампы и светильники ничего не могут поделать с понижением напряжения. Они не будут мигать так, как мигают в такой ситуации их люминесцентные собратья. Но при этом количество света от них будет уменьшаться… и уменьшаться… и уменьшаться. У светодиодных источников света с качественными блоками питания разница в яркости свечения при напряжении в 230 и, скажем, 180 вольт – едва ли будет заметной на глаз, если вообще будет.
Механические характеристики
Большая часть люминесцентной лампы представляет собой герметичную стеклянную колбу. В то время как светодиодные источники – даже линейные, аналогичные по конструкции люминесцентным – имеют корпус из пластика. И хотя лично мне – автору статьи – как-то раз без особого труда удалось уронить и разбить пластиковую LED-лампу – это скорее исключение. Промышленные источники света на основе светодиодов получают корпуса из алюминия и ударопрочного оптического поликарбоната. На нашем сайте есть целая серия крэш-тестов, которые наглядно демонстрируют прочность таких решений.
Также заметим, что светодиоды спокойно светят при низких температурах, чем люминесцентные лампы похвастаться в большинстве своём не могут. Ну а ещё одним важным преимуществом LED-освещения является то, что с его помощью создают куда более сложные конструкции, чем это возможно с люминесцентными лампами, в любом случае ограниченными геометрией стеклянных колб. Отсюда – широта дизайнерских решений, а также новых и подчас неожиданных идей.
Срок службы
Здесь светодиодные светильники на коне. Их заявленный срок службы составляет, как правило, не менее 50 тысяч часов. Люминесцентные лампы в большинстве своём обладают куда меньшей долговечностью и работают около 10 тысяч часов. Хотя есть отдельные образцы, например – OSRAM LUMILUX XXT T8, которые вполне могут проработать и 75 тысяч часов. Но это исключение.
Люминесцентные лампы также сильнее подвержены деградации световых характеристик с течением времени. Коэффициент эксплуатации – величина, показывающая насколько уменьшится световая отдача светильники в течение всего его срока эксплуатации – для светодиодных источников принимается равным 0.85 – 0.9. В то время как для люминесцентных ламп – это 0.66 – 0.75. А значит люминесцентные лампы нужно либо ставить в больших количествах – чтобы на начальном этапе они работали со значительным превышением требований по освещённости – либо чаще менять. И то, и другое – это дополнительные затраты и увеличение стоимости владения осветительной системой.
Также следует отметить, что с течением времени по мере деградации слоя люминофора (его прогорания), изменяется спектральный состав света от люминесцентных ламп. Сам цвет свечение смещается в зеленоватую область, а в спектре появляется ультрафиолет. Поэтому целый день смотреть непосредственно на такую лампу всё-таки, пожалуй, не стоит.
Цена
Ещё 5 лет назад стоимость светодиодных решений в разы превышала цену люминесцентных ламп. Сейчас эта ситуация уже не столь драматична – в большом количестве появились дешёвые светодиодные лампы. Но, к глубокому сожалению, их реальные потребительские характеристики – срок службы, качество света и прочие – зачастую оказываются очень далеки от того, что производитель заявляет на упаковке. Поэтому можно сказать так: качественные светодиодные лампы по-прежнему стоят дороже качественных люминесцентных ламп. Но они того стоят.
Для снижения инвестиций при переходе с люминесцентного освещения на светодиодное появились переходные решения. Например – светодиодные лампы с привычным для люминесцентных светильников цоколем Т8, позволяющие использовать старые корпуса. Опять-таки, к сожалению, ещё ни одного долговечного решения среди подобных изделий лично мне не встречалось. Проблема состоит в том, что блок питания размещён в одном замкнутом пластиковом корпусе со светодиодами и вся эта конструкция заключена в ещё один корпус – уже самого светильника. И такой нагрев совсем не увеличивает срок службы.
Итог
Будущее – за светодиодными лампами. Точнее – за твердотельными источниками света, потому как светодиоды – это всего один из представителей этого класса. LED-источники в сравнении с люминесцентными предлагают большую экологичность, лучшие потребительские характеристики и срок службы. Но при этом имеют большую цену. Появление дешёвых решений, сопоставимых по цене с традиционными газоразрядными лампами – в настоящее время – это шаг назад, а не вперёд, потому что их качество оставляет желать лучшего и отчасти компрометирует всю отрасль. Ведь, к глубокому сожалению, низкокачественная светодиодная лампа зачастую работает даже меньше, чем старая добрая лампа накаливания.
Ну а для тех, кто уже морально готов к переходу на LED-освещение, мы подготовили обширный раздел с аналогами устаревших источников света. С заменами конкретно люминесцентных ламп можно ознакомиться здесь.