Статьи и публикации
Светодиод, или LED технология в вопросах и ответах
1. Что такое LED?
2. Из чего состоит LED?
Из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные LED мало похожи на первые корпусные LED, применявшиеся для индикации.
4. Означает ли это, что чем больший ток проходит через LED, тем он светит ярче?
Разумеется, да. Ведь чем больше ток, тем больше электронов и дырок поступают в зону рекомбинации в единицу времени. Но ток нельзя увеличивать до бесконечности. Из-за внутреннего сопротивления полупроводника и p-n-перехода LED перегреется и выйдет из строя.
8. От чего зависит цвет LED?
Исключительно от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника, и от легирующих примесей. Чем «синее» LED, тем выше энергия квантов, а значит, тем больше должна быть ширина запрещенной зоны.
15. Почему нужно стабилизировать ток через LED?
Как видно из рисунка, в рабочих режимах ток экспоненциально зависит от напряжения и незначительные изменения напряжения приводят к большим изменениям тока. Поскольку световой выход прямо пропорционален току, то и яркость LED оказывается нестабильной. Поэтому ток необходимо стабилизировать. Кроме того, если ток превысит допустимый предел, то перегрев LED может привести к его ускоренному старению.
19. «Портится» ли цвет LED с течением времени?
Старение LED связано не только со снижением его яркости, но и с изменением цвета. В настоящее время нет стандартов, которые позволили бы выразить количественно изменение цвета LED в процессе старения и сравнить с другими источниками.
22. Где сегодня целесообразно применять LED?
LED находят применение практически во всех областях светотехники, за исключением освещения производственных площадей, да и там могут использоваться в аварийном освещении. LED оказываются незаменимы в дизайнерском освещении благодаря их чистому цвету, а также в светодинамических системах. Выгодно же их применять там, где дорого обходится частое обслуживание, где необходимо жестко экономить электроэнергию и где высоки требования по электробезопасности.
Какие лампы лучше светодиодные или энергосберегающие? Сравнение и оценка параметров
Во всём мире наблюдается чёткая тенденция к переходу на энергосберегающие источники освещения. Наиболее экономичными на сегодняшний день являются люминесцентные и светодиодные лампы. Проведем сравнение и определим какие из источников света лучше — светодиодные или энергосберегающие?
Существуют еще металлогалогенные источники света, у которых коэффициент светоотдачи на уровне светодиодов, но высокая цена пускорегулирующей аппаратуры исключает их массовое применение. Их удел – источники освещения со световым потоком десятки тысяч люмен.
Что бы понять, какие лампочки лучше светодиодные или энергосберегающие, рассмотрим их ключевые особенности.
Особенности конструкции
Несмотря на внешнее сходство, светодиодная и энергосберегающая лампы имеют существенные конструкционные отличия. Чем отличаются светодиодные лампы от энергосберегающих?
В первую очередь отличие в принципе получения светового потока.
В качестве светоизлучателя у LED используются светодиоды открытой конструкции либо помещённые в пластиковую колбу. У энергосберегайки — стеклянная трубка, наполненная специальным газом и покрытая изнутри люминофором.
Соответственно светодиоды значительно устойчивее к механическим воздействиям.
Для розжига люминесцентной лампы на спирали необходимо подать кратковременный высоковольтный разряд и при низком напряжении в сети они могут не загореться.
При изготовлении люминесцентных ламп используется ртуть. Такие изделия требуют специальных методов утилизации. В Европе за выброшенные в мусоросборник энергосберегающие лампы предусмотрено административное наказание.
Итог: по конструктивным особенностям лучше светодиодные светильники
Сравнение по эффективности светоотдачи
Если сравнивать соотношение потребляемой энергии и величину светового потока, у светодиодов оно лучше. Так, энергосберегайка при мощности 13Вт даёт световой поток около 700 люмен, мощность светодиодов с таким же световым потоком 7-9Вт.
Следует учесть, что со временем у всех газоразрядных источников света показатели светового потока снижаются. Ответ на вопрос, какие лампы экономичнее светодиодные или энергосберегающие очевиден.
Экономия светодиодных ламп по сравнению с энергосберегающими, даже без учёта срока службы, как минимум двукратная.
Сравним срок службы
По паспортным данным срок службы энергосберегающей лампы – 15000-20000ч, светодиодной 35000ч. Как показывает практика, реальные показатели у «энергосберегаек» куда хуже.
При расчётах времени жизни газоразрядной лампы производитель берёт идеальные условия: количество включений/выключений в течение суток не более пяти, отсутствие перепадов температуры и напряжения.
В условиях среднестатистической квартиры, даже если лампочка расположена не в проходном месте, например туалет или ванная комната, срок её жизни редко превышает 5000-6000 часов. А если учесть, что через пару лет световой поток снизится на 30% и того меньше.
Качественные светодиоды при обеспечении стабильного напряжения и тока служат гораздо дольше.
Как определяется срок службы изделия
Для любого промышленного изделия проводится нагрузочный тест. Для обуви, например, роботизированная нога производит сто тысяч шагов, после чего оценивают износ, аналогично исследуют любое устройство с механическими нагрузками.
Для светодиодов устраивают многомесячный марафон с непрерывным включением/выключением и подачей повышенной силы тока. По результатам таких тестов прогнозируемый срок эксплуатации светодиода может достигать ста тысяч часов.
Фактор старения
У любой газоразрядной лампы, в том числе и у люминесцентной в процессе эксплуатации снижается яркость. Это вызвано испарением вольфрама со спиралей и выгоранием люминофора, покрывающего стеклянную колбу изнутри.
Итог: с точки зрения срока службы, лучше светодиодные светильники.
Можно ли управлять яркостью (диммирование)
Диммирование – управление яркостью источника света. Светодиоды позволяют изменять яркость свечения в широких пределах. Уменьшить яркость газоразрядной лампы, снижая напряжение невозможно.
Для этих целей используют достаточно дорогостоящие высокочастотные ЭПРА. Изменения яркости достигается пропусканием импульсов с частотой около 50 кГц. При таком режиме работы срок жизни устройство существенно сокращается.
Цветовая температура
По этим показателям энергосберегающая и светодиодная лампы – близнецы. И у тех и у других есть градации тёплого белого, нейтрального белого, холодного белого света.
Индекс цветопередачи
И опять светодиоды лучше. У обыкновенной люминесцентной лампы спектры излучения меньше чем у светодиода. Лишь энергосберегайки с трёхкомпонентным люминофором, как и светодиоды, имеют индекс 80-90, в остальных моделях индекс цветопередачи 60-80.
Итог: светодиодные светильники могут свободно регулировать свою яркость. Энергосберегающие лампы — нет. Преимущество за светодиодными лампочками.
Сравнение по устойчивости к неблагоприятным факторам
При эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью или запылённостью срок службы энергосберегающих лап существенно сокращается. Чем лучше светодиодные лампы от энергосберегающих?
Правда, есть один интересный феномен, при очень низких температурах, лампы накаливания показывает несравнимо лучший результат. Рекомендую ознакомиться с экспериментом:
Сравнение цен
Цена у светодиодной лампы однозначно выше. Даже несмотря на постоянное снижение стоимости производства светодиодов.
Итоговая таблица сравнения светодиодной и энергосберегающей лампы
| Критерий | Светодиоды | Люминесцентный источник света |
|---|---|---|
| Надежность конструкции | + | — |
| Эффективность светоотдачи | + | — |
| Управление яркостью | + | — |
| Устойчивость к загрязнению | + | — |
| Экономичность | + | — |
| Цена | — | + |
Как мы видим, единственны критерием, по которому лучше энергосберегающие источники света – низкая базовая стоимость. Но следует учесть, что затраты на электроэнергию за время эксплуатации значительно превысят разницу в стоимости. Так что не смотря на стоимость, светодиодные лампы лучше чем энергосберегающие.
Светодиодные лампы: Чем отличаются от обычных и как выбрать лучшую
В последние несколько лет светодиодные лампы приобретают все большую популярность и это неудивительно, ведь они позволяют существенно снизить затраты на электричество без ущерба качеству освещения. В данной статье мы рассмотрим, чем светодиодные лампы отличаются от обычных лампочек накаливания, насколько они эффективны и как не совершить ошибки при их покупке.
Что собой представляет светодиодная лампа?
В светодиодных лампах в качестве источника света используются светодиоды, тогда как в обычных лампочках свет излучается за счет накала, который раскаляется под воздействием электрического тока. Изнутри энергосберегающая лампа покрыта люминофором (флуоресцентным красителем), который светится под действием газового разряда.
Каждый тип лампы обладает своими особенностями и недостатками. Конструкция лампы накаливания довольно проста: она состоит из нити накала (обычно изготовляется из вольфрама или его тугоплавких сплавов), заключенной в вакуумированную стеклянную колбу. Под действием электрического тока нить нагревается и начинает светиться. Основным преимуществом ламп накаливания является их низкая стоимость, которое, однако, нивелируется низким КПД. В действительности в свет превращается только 10% затраченной электроэнергии, остальное рассеивается в виде тепла. Кроме того, служит такая лампочка недолго – всего около 1 тыс. часов.
Компактная люминесцентная лампа, или КЛЛ (именно так называется энергосберегающая лампа) светит почти настолько же ярко, но при этом потребляет в пять раз меньше электроэнергии. В числе недостатков КЛЛ можно назвать более высокую цену, долгий промежуток разогрева после включения (несколько минут), неэстетичный вид, а также мерцание света, что несет нагрузку на глаза.
Светодиодная лампа состоит из нескольких светодиодов и блока питания, заключенных в корпус. Блок питания – необходимый компонент, так как для функционирования светодиодов требуется питание постоянным током с напряжением 6 или 12 В или переменным током с напряжением 220 В в бытовой электросети.
Чаще всего дизайн корпуса светодиодных ламп напоминает «грушевидную» форму с винтовым цоколем привычных ламп, что обеспечивает их беспроблемную установку. Устройства обладают целым рядом преимуществ, в числе которых разный цвет излучения (в зависимости от применяемых светодиодов), низкое энергопотребление (в среднем в 8 раз меньше по сравнению с лампами накаливания), долговечность (служат в 20-25 раз дольше, чем лампы накаливания), низкое нагревание корпуса, независимость яркости освещения от перепадов напряжения.
Существенный недостаток таких ламп – цена. Их ценник в несколько раз превышает стоимость ламп накаливания. Тем не менее, высокая стоимость компенсируется снижением затрат на освещение, при условии, что лампа не перегорит раньше времени. При этом светодиодные лампы вполне приличного качества можно приобрести в интернете, не значительно превышая затраты на обычные лампочки. Например, по этой ссылке на AliExpress можно купить светодиодные лампы стандартной конструкции по весьма привлекательной цене, имеется 9 вариантов мощности.
У светодиодных ламп есть и другие недостатки. В частности, неравномерное светораспределение, связанное с тем, что встроенный блок питания препятствует световому потоку. Тем не менее, некоторые производители обходят это ограничение, используя специальную форму конструкции, например, такую.
Кроме того, матовый корпус лампы выглядит неэстетично в стеклянных светильниках. К недостаткам относятся и отсутствие регулятора яркости (диммер), а также непригодность к применению при очень высоких и низких температурах.
На что обращать внимание при покупке
Из-за большого количества характеристик правильный выбор светодиодной лампы может стать непростым занятием.
Напряжение питания
При нестабильном напряжении в доме или квартире выбирайте лампы, способные работать в большом диапазоне напряжений. Данная характеристика обычно указывается на упаковке. Отметим, что при низком напряжении светодиодные лампы излучают столь же яркое свечение, что и при обычном.
Цвет излучения
Цветовая температура характеризует интенсивность излучения осветительного прибора. Цветовая температура измеряется в кельвинах. С ее повышением цвет меняется от желтого к голубому. Как правило, производитель указывает параметры излучения на упаковке и корпусе лампы: теплый (2 700 К) – приблизительно сравним с цветом лампы накаливания; теплый белый (3 000 К) – оптимально подходит для жилых помещений; холодный белый (4 000 К) – для офисов и производства, близок к цветности дневного света.
Некоторые модели ламп позволяют регулировать цвет с помощью специальных режимов. Если вы плохо переносите голубой спектр и холодный свет кажется вам тусклым, при покупке лампы с холодным спектром выбирайте прибор с запасом мощности.
Отдельной категорией следует выделить RGB-лампы, которые могут светить разными цветами, соответствуя предпочтениям пользователя. Управлять такими лампами обычно можно при помощи смартфона или другого Bluetooth-совместимого гаджета. Пример такой RGB-лампы.
Для особых эстетов выпускают даже лампы, которые могут довольно реалистично имитировать пламя (пример).
Мощность
Среди характеристик на упаковке светодиодных ламп приводится их световой поток и мощность аналогичных по яркости ламп накаливания. В действительности мощность светодиодных ламп в шесть-восемь раз ниже. Например, яркость свечения 12-ватной лампочки сопоставима с мощностью лампы накаливания на 100 Вт. Имейте ввиду, что заявленная мощность не всегда соответствует действительности, и лампа может светить менее ярко. Мощность свечения может снижаться и в связи с уменьшением яркости светодиодов со временем, поэтому существует вероятность, что устройство придется менять задолго до истечения его срока службы.
Прочие существенные моменты
Светодиодные лампы крупнее по сравнению с лампами накаливания, поэтому могут просто не поместиться в небольшой плафон.
Для приборов освещения, которые включаются через диммер, нужно подбирать подходящие лампы – на упаковке устройства должна быть информация, что лампу можно регулировать.
Светодиодные лампы слегка искажают визуальное восприятие цветов. В некоторых ситуациях, например, при съемке фотографий, это может иметь существенное значение.
Переход на использование светодиодных ламп
Рассматривая возможность перехода на более экономные лампочки, обратите внимание на ряд нюансов. Во-первых, целесообразно заменять только мощные лампочки (60 Вт и выше), так как замена маломощных ламп не принесет значительной экономии, а вот сумма, потраченная на покупку светодиодной лампы, может и не окупиться. Во-вторых, заменяйте лампы в часто используемых приборах освещения, например, в люстрах или светильниках в жилых помещениях, так как менять лампу в местах, где вы только изредка включаете свет, не имеет смысла. В-третьих, не ожидайте резкого сокращения расхода электроэнергии после замены ламп (экономия может составить 15-25%), поскольку основными потребителями электричества являются бытовые приборы (утюг, электрочайник, электроплита, стиральная машина и т.д.).
Наконец, при выборе светодиодных ламп не покупайте приборы одного производителя, а сначала опробуйте один-два бренда. Дело в том, что устройства разных производителей могут отличаться по испускаемому свету, даже если на упаковках заявлена одинаковая цветовая температура.
На сегодняшний день светодиодные лампы уже не являются дорогой технической новинкой и вполне доступны по ценам. Учитывая, что светодиодные лампы выгодно отличаются от обычных ламп накаливания, переход на их использование вполне целесообразен.
Сравнение светодиодных и энергосберегающих ламп: выбирайте лучшее
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 решить энергосберегающие или светодиодные лампы лучше, необходимо сравнить их параметры
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.
Сравнивать лучше не рабочий ресурс, а гарантийный срок
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».
Примерная разница в размерах между светодиодом и энергосберегающей ККЛ лампой одинаковой световой мощности
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.
Так выглядят встраиваемые светильники со светодиодами
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 установкой диммера — 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.
Таблица для сравнения светодиодных и энергосберегающих ламп
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 умении обращаться с паяльником 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.