Egy kis történelem
A XIX. század elejéig a világítás egyet jelentett a szerves anyagok égetésével, így a szoba kivilágítása gyakorlatilag fényűzésnek számított. A jó minőségű méhviaszgyertyák nagyon sokba kerültek, minden megváltozott azonban a mesterséges világítás megjelenésével, amelynek forradalmasító hatása újra a levegőben lóg, csak éppen most a LED miatt.
A modern ipari társadalmak óriási energiát emésztenek fel, ez pedig hosszútávon fenntarthatatlannak tűnik. A világ energiafelhasználásának csökkentésével ugyanakkor ez a folyamat jelentősen lassítható, az izzólámpa használata helyett pedig a különböző rendelkezések és törvények is egyre inkább a magasabb hatékonyságú világítási eszközök alkalmazása felé terelik a felhasználókat.
Ha azonban át akarjuk alakítani a már meglévő világítási rendszerünket, vagy más fényforrásra cserélnénk izzólámpánkat, nem árt néhány fogalommal tisztában lenni, és néhány szempontot figyelembe venni. Nézzük, mik alapján hasonlíthatjuk össze új és használt fényforrásainkat.
Alapfogalmak
Fénykibocsátás: győződjünk meg róla, hogy a két terméknek azonos a fénykibocsátása (lumen). A wattban mért felvett teljesítmény alkalmatlan ennek összehasonlítására, mert egy rossz fényhasznosítású termék nem összehasonlítható egy LED-es fényforrással.
Színminőség: fontos, hogy a két fényforrás fényénél azonos színűek legyenek az adott tárgyak. Ezt szakszerűen színhőmérsékletnek (Kelvin) és színvisszaadási mutatónak hívjuk. A gyanúsan olcsó fényforrások sokszor alacsony színvisszaadással és/vagy szélsőséges színhőmérséklettel rendelkeznek. Általában ez abban nyilvánul meg, hogy amit hidegfehérként árulnak, könnyen lehet 8000K feletti is, ami számunkra kéknek hat.
Fényerősség-eloszlás és sugárzási szög: mekkora szögben sugároz a két összevetett fényforrás, valamint ugyanakkora mennyiségű fényt sugároz minden irányban?
Méret: az egyenértékű termékeknek meg kell felelniük a megfelelő kivitel- és méretszabályoknak, hiszen mit sem ér a lámpa, ha nem illik bele az adott világítótestbe.
Élettartam: mivel a LED lámpák és a hagyományos lámpák élettartamát különböző módon határozzák meg, ezért erre érdemes külön figyelmet fordítani. Itt egyébként is nagy eltérések lehetnek.
Csereszabatosság: szükséges még valamilyen kiegészítő elemre, vagy a használandó termék anélkül is működik a meglévő rendszer elemeivel? Ez leginkább a LED szalagokra igaz, melyek tápegység nélkül nem működnek.
Ár: melyik termék éri meg jobban? Érdemes nem csak a beszerzési árat, hanem az energiafogyasztást, valamint a karbantartással kapcsolatos költségeket is figyelembe venni, mert a kétféle technika jellegzetességeiből adódóan a beszerzési, valamint a fenntartási költségek épp fordítottan arányosak egymással.
Működési környezet: adott felhasználási körülmények, környezeti hatások (magas vagy alacsony hőmérséklet, nedvesség, pára, rázkódás, stb.) mellett egyes termékek nem vagy csak korlátozottan használhatóak. A szóbanforgó termék alkalmas a kívánt környezetben való használatra?
A fény
A fény lényegében elektromágneses sugárzás, melynek négy fő jellemzője van (amplitudó, terjedési sebesség, frekvencia, hullámhossz), valamint három alapvető tartománya (ibolyántúli, látható és infravörös).
A látható fényt az infravöröstől az ultraibolyáig terjedő elektromágneses sugárzás, azaz a 780 nm és 380 nm hullámhossz közti tartomány adja. A fényforrások kibocsátotta látható fénymennyiséget lumenben mérik, ellenben az emberi szem nem minden hullámhosszra egyformán érzékeny. A fénytartomány vörös részében sugárzó fényforrás lumenben kifejezett értéke például alacsonyabb, mint az ugyanakkora mennyiséget sugárzó, de a fénytartomány zöld részében sugárzó fényforrásé, mivel a zöld színre az emberi szem érzékenyebb.
A fényforrások legfontosabb jellemzői a világítástechnikában
Fényáram: adott fényforrás által kibocsátott fénysugárzás teljes mennyisége. Mértékegysége a lumen (lm).
Fényhasznosítás: a fényforrás által kibocsátott fényáram és az általa felvett villamosenergia hányadosa. Mértékegysége a lumen/watt (lm/W). Fontos energetikai tényező, elméleti maximuma 680 lm/W.
Színhőmérséklet: a fény színképi eloszlását pontosan jellemző adat, mértékegysége a Kelvin (K).
Színvisszaadási mutató: a mesterséges fényforrások fényük minőségének tükrében bizonyos mértékben eltorzítják a színeket. Ez a mutató a torzulást jellemzi, a természetes fények (pl. a Nap) színvisszaadása számít 100-nak egy 0-100-ig terjedő skálán. Minél kisebb ez az érték, annál nagyobb a torzítás. Jelölése: Ra.
Sugárzási szög: a megfelelő lámpa kiválasztásához szükséges alapvető ismeretek közé tartozik a fentiek mellett az is, hogy milyen térbeli eloszlással sugározza fényét az adott fényforrás. Lehet körsugárzó, mint a hagyományos körteizzó, vagy vonalszerű, mint a hagyományos fénycsövek. Sugározhat egyenletes eloszlásban minden irányba, vagy irányítottan, egy meghatározott irányban és szögben, mint a reflektorlámpák.
Fényforrások típusai
A villamos árammal működő fényforrásoknak három alapvető fajtája különböztethető meg: a hősugárzásos, a villamos kisüléssel fényt előállító, valamint az elektrolumineszcencián alapuló fényforrás. Az első közé tartoznak az izzószálas lámpák, másodikba a fénycsövek, harmadikba pedig a fénykibocsátó diódák, azaz a LED-ek.
A hagyományos izzólámpák előnye, hogy kiváló minőségű fényt biztosítanak, jól szabályozható a fényerejük és nem tartalmaznak veszélyes anyagokat. Ezen kívül széles környezetihőmérséklet-tartományban használhatóak, és felépítésük is rendkívül egyszerű. Ugyanakkor sérülékenyek, főleg üzemi hőmérsékleten (felmelegedve). Működési feszültségük 12~230 V, élettartamuk nagyjából 750-2000 óra körül mozog.
A halogénizzók tulajdonképpen az izzólámpák továbbfejlesztett változatai. A hagyományos izzóktól abban különböznek, hogy burájukban a semleges gáz mellett kis mennyiségű halogén adalék (jód vagy bróm) található, ami magasabb üzemi hőmérsékletet tesz lehetővé, és lassítja az izzószál elöregedését. Továbbá előnyként ugyanazok elmondhatóak róluk, mint amit fentebb a hagyományos izzók esetében leírtunk. Működési feszültségük 12~230 V, élettartamuk 1000-6000 óra.
A kisüléses lámpák közül csak a fénycsövek és a kompakt fénycsövek használatosak háztartási világításra. Ezekben a csövekben a csőbe zárt fémgőz-nemesgáz keverékben létrehozott elektromos ív erőteljes ibolyántúli sugárzást kelt, amit a csőhéj belső oldalára felhordott fényporbevonat alakít át látható tartományba eső fénnyé. Előnyük a hosszú élettartam, magas hatékonyság, alacsony üzemi hőmérséklet, hátrányuk a gyengébb színvisszaadás és a sérülékenység. Ezen kívül tudni kell, hogy nem bírják a gyakori kapcsolgatást, és felkapcsoláskor nem adnak azonnali, teljes fényt. Veszélyes hulladéknak számítanak, tekintve, hogy higanyt és foszfort tartalmaznak. Háztartási célokra 230 V a működési feszültségük, élettartamuk 5000~20000 óra.
A fénykibocsátó diódák az elektrolumineszcenciát hasznosítják a villamos áram látható fénnyé alakításához. A megfelelően megválasztott félvezetőanyagokban kialakított p-n átmeneteken átvezetett villamos áram hatására lezajló folyamatban energia szabadul fel, amely fotonok, azaz fény formájában szabadul fel. A LED lámpák legnagyobb előnye a magas fényhasznosítás, a hosszú élettartam és az alacsony hőmérséklet. Hátrányuk a környezeti hőmérséklet iránt tanúsított érzékenységük, valamint színvisszaadásuk, amely minimálisan elmarad az izzószálas lámpákétól. Működési feszültségük háztartási világítási célokra általában 230 V, de kaphatók a törpefeszültségű halogénizzók kiváltására szánt 12-24 voltos változatok is. Élettartamuk 10000~50000 óra.
Összességében ott, ahol a fény minősége és a fényvisszaadás a legfontosabb, tehát bemutatótermekben, műhelyekben, műtermekben még mindig a hagyományos izzó a legjobb megoldás. A fénycsövek színvisszaadása ennél sokkal gyengébb és megjelenésükből adódóan otthoni világításra használni nem érdemes. A LED lámpáknak rendkívül jó a fényhasznosításuk, amelynek köszönhetően nagy mennyiségű villamosáram takarítható meg. Jól bírják az ütődést, és a korábbi lámpáknál megszokott szabványos lámpafejekkel vannak ellátva.
Fenti ismeretek tudatában már viszonylag egyszerű dolga van annak, aki váltani akar, de ha még így is maradtak Önben kérdések, nyugodtan tegye fel őket elérhetőségeink valamelyikén.
