LEDy stają się poważną konkurencją dla tradycyjnych świetlówek liniowych. Zanim zdecydujemy się na modernizację instalacji oświetleniowej poznajmy walory oraz mankamenty obu systemów.

Szacuje się, że w krajach Unii Europejskiej oświetlenie zużywa ok. 50% ogółu energii elektrycznej konsumowanej w obiektach biurowych. Oznacza to, że modernizacja instalacji oświetleniowej może przynieść firmie czy instytucji znaczne oszczędności. Może, ale nie musi. Tradycyjne liniowe źródła światła są coraz chętniej zastępowane nowoczesnym oświetleniem LEDowym, należy jednak pamiętać o większych nakładach inwestycyjnych, związanych niejednokrotnie z koniecznością wymiany opraw oraz wyższą ceną świetlówek LED. Warto również rozróżnić przypadek modernizacji oświetlenia poprzez wyposażenie opraw w retrofity LED (czyli liniowe zamienniki świetlówek wykonane w technologii LED) oraz wymiany opraw na dedykowane do źródeł LED.

Tradycyjne świetlówki liniowe

Tradycyjne świetlówki liniowe są funkcjonalnym i efektywnym źródłem światła, zwłaszcza w związku z wprowadzonymi na przestrzeni ostatnich kilku lat usprawnieniami i unowocześnieniem technologii, szczególnie w dziedzinie opraw oświetleniowych. W teorii świetlówki liniowe to nic innego jak lampy fluorescencyjne z grupy lamp wyładowczych – promieniowanie nadfioletowe powstaje dzięki wyładowaniu elektrycznemu w parach rtęci o niskim ciśnieniu; następnie zamieniane jest w światło widzialne za pomocą luminoforu.

Świetlówki liniowe są powszechnie wykorzystywane w oświetleniu biurowym, przemysłowym, placówkach handlowych i usługowych, szkołach, placówkach służby zdrowia, urzędach i innych instytucjach. Zastosowanie nowoczesnych opraw oświetleniowych sprawiło, że wybór pomiędzy świetlówką tradycyjną a LED stał się poważnym dylematem. Usprawnienia pozwoliły na wyeliminowanie zjawiska tętnienia światła, niekomfortowego migotania podczas włączania oraz buczenia. Ponadto czas rozświecania oraz uzyskanie pełnego strumienia świetlnego uległ skróceniu, a oprawy nie wymagają kompensacji. Świetlówki wydzielają niewielką ilość ciepła, wyróżniają się dużą trwałością (od kilku do kilkudziesięciu tysięcy godzin), występują ponadto w różnych temperaturach barwowych.

Z kolei jednym z największych mankamentów świetlówek tradycyjnych jest ich wpływ na środowisko. Zawierają szkodliwe substancje, w szczególności rtęć. Choć ich ilość zminimalizowano, nie da się wyeliminować ich całkowicie. Ponadto skuteczność świetlna świetlówek liniowych uzależniona jest od temperatury otoczenia, tzn. znacznie spada wraz ze spadkiem temperatury. Dlatego też ten rodzaj oświetlenia nie jest polecany do wykorzystywania na zewnątrz, np. w otwartych magazynach czy na parkingach.

Nowoczesne LEDy

Trwałość LED wynosi średnio ok. 50 tys. godzin. Producenci wciąż pracują nad poprawą tego parametru, na rynku pojawiły się także świetlówki pracujące nawet 90 tys. godzin. Warto jednak sprawdzić, dla jakich parametrów podaje się deklarowaną trwałość – jaki jest spadek emitowanego strumienia świetlnego czy zakładany procent uszkodzeń. Może bowiem okazać się, że deklarowane żywotności są nieporównywalne w przypadku produktów poszczególnych producentów.

Na trwałość mają wpływ przede wszystkim układ zasilający oraz system odprowadzania ciepła. Oświetlenie LED wyposażone jest w wewnętrzne układy elektroniczne, które umożliwiają zasilanie bezpośrednio z sieci prądu przemiennego bez zewnętrznych układów zasilania. Zbudowane są na diodach LED najczęściej w technologii DIP lub nowszej, bardziej trwałej i wydajnej – SMD (ang. Surface Mount Device; montażu powierzchniowego elementów elektronicznych). Przykładowo, świetlówki oparte na diodach LED SMD 3528 pozwalają na uzyskanie strumienia świetlnego ok. 7,5 lm na diodę przy zasilaniu prądem 20 mA (przy diodach LED SMD 3014 – do 13 lm na diodę przy 30 mA). Ze względu na konieczność odprowadzania ciepła, umieszczenia układu zasilającego i ograniczone wymiary lampy LEDowej, jej budowa jest niemal taka sama u wszystkich producentów. Częstym wykorzystywanym usprawnieniem jest z pewnością trzonek obrotowy umożliwiający ukierunkowanie światła w określone miejsce. Ponadto niektórzy producenci zdecydowali się na umieszczenie układu zasilającego na zewnątrz zmniejszając w ten sposób jego zawodność i obciążenia cieplne dla systemu. W celu odprowadzenia z układu nadmiernego ciepła stosuje się również radiator. Nowoczesne lampy emitują światło o kącie rozsyłu do 160°. Ponadto dzięki przesłonie rozpraszającej światło lampa emituje światło bez widocznych punktów świetlnych. Bardzo ważne jest także zmniejszenie efektu olśnienia, który wywołuje znaczny dyskomfort w przypadku pracy w biurze, przy komputerze, powodując u pracowników przykre wrażenia wzrokowe oraz spadek koncentracji.

LEDy do zadań specjalnych

Technologia LED ulega ciągłym unowocześnieniom, pozwalającym na uzyskanie coraz doskonalszych parametrów. Nowoczesne lampy spełniają najwyższe wymagania pod względem oddawania barw (Ra=98, podczas gdy według normy PN–EN 12464 w pomieszczeniach, w których pracują lub przebywają ludzie należy stosować źródła światła o Ra wyższym niż 80; oświetlenie LED o wysokim Ra znajduje zastosowanie zwłaszcza w drukarniach, zakładach graficznych, muzeach, galeriach i gabinetach zabiegowych, np. pozwalając na idealne dopasowanie wypełnienia dentystycznego do naturalnej barwy zęba), posiadają wzmocnioną powłokę, ochraniającą urządzenie przed stłuczeniem lub nawet emitują światło, którego barwa wspomaga rozwój roślin, dzięki czemu nie potrzebują one światła dziennego.

LEDy „zwyciężają” z tradycyjnymi świetlówkami w jeszcze jednej kategorii, a mianowicie – pracy w ujemnych temperaturach bez widocznej utraty strumienia światła. Sprawia to, że oprócz zastosowania w obiektach użyteczności publicznej powszechnie wykorzystuje się je na zewnątrz, w otwartych magazynach oraz chłodniach.

Energooszczędność

Obliczono, że gdyby na świecie używano tylko i wyłącznie żarówek tradycyjnych, należałoby ponad pięciokrotnie zwiększyć wydajność wszystkich elektrowni. Z kolei lampy wyładowcze pozwalają na zużycie jedynie 30% energii. Na największe oszczędności możemy jednak liczyć po zainstalowaniu oświetlenia LED. Zastosowanie liniowych LEDów pozwala na zaoszczędzenie do 50% wykorzystywanej do tej pory energii (niektórzy producenci wspominają nawet o 68%), choć podawanie tego tylko parametru bez wspomnienia np. o średnim natężeniu oświetlenia czy równomierności oświetlenia może być mylące.

Z drugiej strony przed planowaniem modernizacji oświetlenia należy wziąć pod uwagę również o wiele wyższe koszty zakupu. Lampa LED T8 14 W kosztuje około 100 zł, podczas gdy jej tradycyjny odpowiednik – 10 razy mniej. Inwestycja może więc zwrócić się po minimum roku, to jednak zależy również od stopnia eksploatacji oświetlenia w obiekcie.

Pamiętajmy również, że wymiana świetlówek wiąże się najczęściej ze zmianą opraw na dedykowane do oświetlenia LEDowego, co bezpośrednio wpływa na koszty inwestycji. Szacuje się jednak, że czas jej zwrotu wynosi 1--3 lat. Niektórzy producenci oferują zaś liniowe lampy LED jako gotowe do podłączenia w starej oprawie po przeróbkach układu elektronicznego – współpracują one z konwencjonalnymi układami zasilającymi lub jest to możliwe po odłączeniu stateczników oraz kondensatora, który kompresuje moc bierną oraz zainstalowaniu w miejsce standardowego startera urządzenia do lamp LED, jednak opinie na temat tego rozwiązania są podzielone – może to rodzić m.in. problemy z deklaracją CE. Stateczniki i kondensator można wyłączyć z obwodu lub usunąć całkowicie. Po odłączeniu zasilania przekręcamy świetlówkę o 90°, wyjmujemy ją z gniazda, demontujemy konwencjonalny starter, wkładamy i obracamy w gnieździe starter dedykowany do lamp LED, blokujemy lampę, a na koniec sprawdzamy kierunek emisji światła. W systemach z elektronicznym układem zasilającym zastąpienie oświetlenia tradycyjnego na LEDowe wymaga ingerencji w okablowanie oprawy, co z kolei może spowodować utratę gwarancji.

Mimo funkcjonalności i uniwersalności oświetlenia LEDowego, nie jest ono pozbawione wad. Przeciwnicy lamp LEDowych podkreślają przede wszystkim wyraźny spadek natężenia oświetlenia w pewnej odległości od osi oprawy w stosunku do konwencjonalnej świetlówki – okazuje się, że taka wymiana źródeł światła może nie spełnić założeń projektowych mimo wygenerowania oszczędności energii na deklarowanym poziomie. Wymieniając świetlówki tradycyjne na lampy LEDowe musimy więc upewnić się, że nie przyniesie to uszczerbku na komforcie użytkowania pomieszczenia. Pamiętajmy, że oświetlenie musi spełnić wymagania normatywne, realizować odpowiedni komfort widzenia w zależności od zadań wzrokowych, a dopiero na dalszym etapie generować oszczędności. Sceptycy zwracają uwagę inwestorów również na awaryjność układów zasilających.

EKSPERT Fachowego Elektryka

Wykorzystanie retrofitów liniowych LED w modernizacjach instalacji oświetleniowej

Motywowani potrzebą oszczędzania energii, a tym samym i pieniędzy, przeznaczamy czasami znaczne środki na modernizację istniejącego systemu oświetlenia, na drodze jedynie wymiany źródeł światła na inne, jak obiecują foldery reklamowe, bardziej energooszczędne. Zdarza się, że potem jesteśmy zawiedzeni taką inwestycją.

Popularne na rynku liniowe retrofity LED, czyli zamienniki świetlówek liniowych wykonane w technologii LED, są obecnie chętnie proponowane jako możliwy sposób modernizacji istniejącej instalacji oświetleniowej. Uważna analiza zalet i wad takiego rozwiązania prowadzi do konkluzji, że większość przypadków tego rodzaju modernizacji, jest możliwa jedynie z powodu niewystarczającej u inwestorów, świadomości problematyki oświetleniowej. Przed przystąpieniem do zadania modernizacji oświetlenia na drodze zastosowania liniowych retrofitów LED inwestor powinien mieć świadomość określonych konsekwencji takiego działania. Przede wszystkim fakt, iż stosując liniowe retrofity LED w oprawach oświetlenia profesjonalnego, użytkownik bierze na siebie pełną odpowiedzialność za dalsze funkcjonowanie tak zmodyfikowanych opraw. Producent opraw jest zwolniony z dalszej odpowiedzialności za taki produkt – czy to w zakresie gwarancji, czy też za skutki wywołane nieprawidłową pracą opraw – ponieważ oprawa nie pracuje już w jej warunkach znamionowych dla których producent wystawił deklarację CE. Pomijając fakt, że mamy do czynienia z pracą oprawy ze źródłami innego typu, niż zadeklarowane w deklaracji CE, to w przypadku stosowania liniowych retrofitów LED zawsze mamy do czynienia z ingerencją w obwód elektryczny oprawy. W najlepszym wypadku jest to zastąpienie startera przez bezpiecznik, a w najgorszym poprzez przekablowanie połączeń w oprawie, odłączenie bądź usunięcie pierwotnego układu zasilającego.

Powyższe zastrzeżenie jest o tyle zasadne, że zastosowanie liniowych retrofitów LED w sposób rzeczywisty zmienia parametry elektryczne i fotometryczne oprawy. Tak zmodyfikowane oprawy zwykle cechują się zacznie niższym współczynnikiem mocy na poziomie 0,3, który dla skompensowanej, lub zasilanej elektronicznie, oprawy świetlówkowej wynosi około 0,9. W przypadku niskiej jakości zamienników liniowych LED, mamy do czynienia dodatkowo z ponad normatywnym wzrostem poziomu harmonicznych i napięcia zaburzeń na zaciskach zasilania sieciowego. W rezultacie czym większa jest modernizowana w ten sposób instalacja oświetleniowa, tym bardziej prawdopodobne są problemy ze sprzedawcą energii, który może oczekiwać płatności z tytułu pobranej mocy biernej lub kar za negatywny wpływ na jakość zasilania w sieci energetycznej. Wreszcie, w porównaniu do tradycyjnej świetlówki, zamienniki LED mają zwykle odmienny sposób dystrybucji światła, świecąc jedynie w dolną półprzestrzeń, zwykle w kącie zbliżonym do 120°, co zawsze zaburza pierwotny rozsył światłości oprawy i może negatywnie wpłynąć na realizację zaprojektowanych, wymaganych normatywnie, parametrów oświetleniowych.

Ostatecznie należy mieć na uwadze, że pełne wykorzystanie możliwości technologii LED w zakresie poprawy efektywności energetycznej instalacji oświetleniowych, jest możliwe jedynie przy wykorzystaniu dedykowanych i projektowanych od podstaw konstrukcji opraw LED, będących częścią profesjonalnie zaprojektowanej instalacji oświetleniowej.

Iwona Bortniczuk
Na podstawie materiałów:
OSRAM, Philips, ES-SYSTEM

 

---