Zalety i wady oświetlenia LED

Technologia LED i oświetlenie zbudowane z jej wykorzystaniem to bardzo nowoczesne i zaawansowane źródło światła, jednak zdecydowanie bardziej skomplikowane technologicznie niż inne. Pociaga to za sobą z jednej strony bardzo wiele zalet ale niestety również całkiem sporo wad. Na co dzień dużo słyszymy o zaletach oświetlenia LED, ponieważ to świetna karta przetargowa dla marketingu. Niestety bardzo rzadko wspomina się o wadach a jeśli już, to są one ograniczane do minimum. Dlatego chcąc promować rzetelną wiedzę nie będziemy ukrywać przed Państwem wad diod i poniżej prezentujemy obszerną listę nie tylko zalet, ale również wad oświetlenia LED. Zalety diody LED:

• małe rozmiary - porównując z typową żarówką można by rzec, że wręcz bardzo małe, co umożliwia zastosowanie w wielu miejscach niedostępnych dla tradycyjnego oświetlenia
• bardzo duża sprawność - czyli bardzo małe straty podczas przetwarzania prądu elektrycznego w światło, co bezpośrednio przekłada się na oszczędności,
• możliwość świecenia na dany kolor - dioda produkuje światło od razu w konkretnym kolorze, dlatego nie trzeba stosować ani filtrów zatrzymujących sporo światła ani luminoforów, które też obniżają sprawność i się wypalają. Poza tym cecha ta daje wyjątkowo nasycone kolory niedostępne innym technologiom,
• skupiona wiązka światła - diody LED, dzięki bardzo małemu punktowi wytwarzającemu światło, nie potrzebują odbłyśników i luster, aby uzyskać wąską, skupioną wiązkę światła, wystarczy jedna, prosta soczewka i po sprawie. W niektórych zastosowaniach może to być też wadą,
• brak „uderzenia prądowego” przy włączaniu - o co chodzi? Każda żarówka w momencie włączenia pobiera znacznie większą moc niż jej moc nominalna. Dzieje się tak dlatego, że zimny żarnik ma znacznie mniejszą rezystancję niż gorący, więc dopóki się nie rozgrzeje pobiera dużo większy prąd. Oznacza to, że częste włączanie żarówek nie tylko zwiększa zużycie prądu ale również skraca życie żarówki. Diody nie mają tej dolegliwości,
• bardzo długa żywotność - tej zalecie należy się dłuższe wyjaśnienie. Markowe diody mają żywotność na poziomie 30-100 tysięcy godzin. Nie jest to jednak czas pracy, po któym dioda spali się jak żarówka. Diody nie przestają świecić nagle, tylko stopniowo tracą swoją jasność. Większość dobrych producentów podaje więc żywotność, jako czas świecenia, po którym dioda straci 30% swojej jasności. W praktyce oznacza to, że po tych 30 tysiącach godzin dioda jeszcze przez wiele kolejnych lat będzie nam świeciła, tyle że coraz słabiej! Nie zaskoczą nas więc egipskie ciemności a na ewentualną zmianę oświetlenia będziemy mieć bardzo dużo czasu,
• odporność na uszkodzenia - diody LED dzięki swojej zwartej budowie i braku luźnych czy kruchych części mechanicznych (żarnik, szkło, itp.) są bardzo odporne na uszkodzenia mechaniczne, jak również na wilgoć i niską temperaturę. Bez problemu znoszą drgania, wstrząsy czy upadki,
• ekologia - diody LED nie zawierają rtęci ani innych szkodliwych dla środowiska substancji, a dzięki ich długowieczności, rzadko się je wyrzuca. Zawierają oczywiście odrobinę związków chemicznych odpowiadających za kolor świecenia ale z uwagi na gabaryty jest ich niewiele i są nieszkodliwe,
• wąskie pasmo promieniowania - światło generowane przez diody posiada bardzo wąski zakres promieniowania, bo dioda wysyła tylko jedną długość fali. Dzięki temu kolory światła diodowego są bardzo nasycone i wyglądają znacznie lepiej niż z innych źródeł. Ponadto światło diodowe nie zawiera w sobie ani podczerwieni ani ultrafioletu (chyba że dioda właśnie w tym zakresie ma świecić). W niektórych zastosowaniach ma to ogromne znacznie, jak na przykład w gablotach muzealnych z eksponatami wrażliwymi na ultrafiolet lub podczerwień,
• niskie napięcie zasilania - pojedyncze diody LED potrzebują napięcia zasilania od 2 do 4 V. Często łączy je się w szeregi pracujące przy 12V, ale to wciąż bardzo bezpieczne napięcie i przy zastosowaniu dobrego zasilacza nie ma ryzyka porażenia. Przy dużych mocach może to jednak być wadą,
• łatwość sterowania- dzięki niskiemu, stałemu napięciu pracy oraz bardzo dużej szybkości diod LED, ich sterowanie za pomocą modulacji PWM jest bardzo łatwe i powszechnie dostępne. Ogranicza to znacznie koszt urządzeń sterujących oraz otwiera wiele nowych możliwości,
• niska temperatura pracy- diody LED nie grzeją się tak bardzo w czasie świecenia jak ich "starsze" koleżanki żarówki, które przy odrobinie nieszczęścia potrafią nawet spowodować pożar. Korzystając z diod LED nie trzeba się martwić o wełnę nad sufitem podwieszanym, o drewniane dźwigary na suficie lub o folię za regipsem. Nie spalą się też kable doprowadzające zasilanie i nie pojawią się ciemne plamy na ścianach i sufitach w okolicy lampy LED. Poza tym w upalny dzień włączone oświetlenie nie wyciśnie z nas dodatkowej dawki potu.

Wady diody LED:

• duża wrażliwość na „złe” zasilanie- diody LED są bardzo wrażliwe na przepięcia oraz na nawet krótkotrwałe przekroczenie dopuszczalnego prądu pracy, więc choć są odporne mechanicznie, to łatwo jest je uszkodzić elektronicznie. Pociąga to za sobą konieczność stosowania drogich zasilaczy o dobrej jakości oraz elektroniki stabilizującej lub przynajmniej ograniczającej prąd. Należy również bardzo uważać z ładunkami elektrostatycznymi, czyli popularnym "elektryzowaniem się",
• skupiona wiązka światła - z jednej strony jest to zaleta, ale może również być wadą, ponieważ cecha ta powoduje większe oślepianie oraz trudność w osiągnięciu rozproszonego oświetlenia. Między innymi dlatego wciąż tak trudno znaleźć dobry diodowy zamiennik zwykłej żarówki, który świeciłby tak samo dookólnie,
• brak współpracy z tradycyjnymi ściemniaczami oświetlenia - diody, z uwagi na swoje właściwości elektryczne i wymagania co do sposobu zasilania, nie za dobrze lub najczęściej wcale nie współpracują ze standardowymi ściemniaczami na 230 V i do regulacji ich jasności trzeba stosować specjalne urządzenia. Ma to jednak swoje dobre strony, bo przy zastosowaniu niskonapięciowych ściemniaczy PWM dioda nie zmienia koloru w miarę ściemniania, tak jak robi to żarówka, która świeci coraz bardziej na żółto. Poza tym możliwości sterowania po stronie niskiego, stałego napięcia są znacznie większe,
• konieczność skutecznego chłodzenia - dioda LED nie grzeje się bardzo w czasie pracy, ale ponieważ jej wewnętrzna temperatura nie może przekroczyć ~85° to należy zapewnić jej dodatkowe chłodzenie, czego nie wymagają żarówki. To pociąga za sobą większe gabaryty opraw LED niż wynikałoby z samych rozmiarów diody, a czasem nawet wymuszone chłodzenie (czyli hałas oraz częste wymiany wentylatorów). Co więcej oświetlenie LED nie sprawdzi się w miejscach o wysokiej temperaturze otoczenia. Za to świetnie poradzi sobie we wszystkich mroźnych miejscach,
• niska temperatura pracy - to wielka zaleta LED, lecz osoby, które lubią zagrzać ręce przy żarówce jesienią lub wiosną, gdy kaloryfery jeszcze/już nie grzeją, mogą odebrać to jako wadę,
• niski współczynnik oddawania barw - technologia LED wciąż jeszcze ma problemy z uzyskaniem światła nie przekłamującego kolorów. Wprawdzie jest coraz lepiej i współczynniki oddawania barw (Ra lub CRI) dobrych diod są już w okolicach 80 czy nawet 90, to wciąż bardzo trudno jest uzyskać wartości bliskie 100, a taką wartość ma każda, zwykła żarówka. Patrząc jednak na szybki postep technologii LED jest to tylko kwestia czasu,
• niskie napięcie zasilania - generalnie jest to zaleta, ale przy dużych mocach niskie napięcie zasilania może być problemem, ponieważ drastycznie rośnie prąd płynący w instalacji i trzeba stosować bardzo grube przewody. Poza tym duży prąd to często duży problem, z uwagi na mocne grzanie się instalacji oraz problemy z zakłóceniami przy modulacji PWM.

Artykuł opublikowano dzięki uprzejmości firmy Enterius, która zajmuje się projektowaniem i produkcją urządzeń elektronicznych, głównie na potrzeby oświetlenia LED. Link do źródła artykułu tutaj.