Webes LED-ek

Ki ne hallotta volna, hogy mennyi energiát lehet megtakarítani a LED-ekkel? Napjaink slágercikke a LED, egy újszerű fényforrás, mely az interneten könnyen beszerezhető: webshopok százai kínálják, a rengeteg típus és változat közt nehéz eligazodni. Hogyan válasszunk? A hétköznapok végfelhasználóinak, a speciális világítástechnikai szakismeretekkel nem rendelkező karbantartóknak, beszerzőknek, villamosipari szakembereknek igyekszünk segíteni az alábbiakban.

 A LED a jövő fényforrása, szoktuk mondani, s ez a jövő karnyújtásnyi közelségbe került. Zavarba ejtő módon megnőtt a LED fényforrások kínálata, és napjainkra jellemző módon nem csak szaküzletekben vagy barkácsüzletekben szerezhetjük be, hanem az interneten, webshopokban is. A LED, mint fényforrás még sem egységteljesítményeiben sem fénytechnikai tulajdonságaiban nem olyan kiforrott és kompatibilis, mint például a (manapság már kivonásra ítélt) izzólámpa vagy a fénycső, a kaotikusnak tűnő kínálat útvesztőiben néha még a szakembereknek is nehéz eligazodniuk. Sajnálatos tény, hogy a korszerű termékek és tisztességes forgalmazók közt olyanok is felbukkannak, akik a LED-et övező misztikumot és divathullámot meglovagolva próbálnak gyors sikerekre szert tenni, és persze sok olyan kereskedő is akad, akiknek nem fő tevékenységük a fényforrás-forgalmazás, de kínálatukban megtalálhatóak a LED-ek, ugyanakkor bővebb ismeretek hiányában jószándékuk ellenére is kerülnek téves vagy hiányos információk a termékeik mellé.

A webet böngésző felhasználó, aki a termék kosárba helyezése minél részletesebben szeretné megismerni annak tulajdonságait és előnyeit, sokszor egymásnak ellentmondó vagy félrevezető adatokkal találkozik.

Célcsoportok

A világítási célú LED-ek közt találhatunk – a teljesség igénye nélkül csoportosítva – professzionális felhasználásra szánt termékeket és retrofit valamint dekorációs célú fényforrásokat is. 

A webes felületeken keresztül elsősorban retrofit LED-eket, illetve részben dekorációs célú LED-eket vásárlunk. A retrofit LED-ek végfelhasználóinak körébe nem csak a lakosság tartozik, ide kell sorolni a kisvállalkozások tulajdonosaitól a társasházi közös képviselőkön keresztül az iskolaigazgatókig mindenkit, akiknek mélyebb szakmai ismeretek hiányában kell dönteniük arról, hogy LED-ekre váltanak-e és ha igen, a LED-ek nagyon széles palettájáról mely fényforrásokat kívánják használni az elkövetkezendő sok-sok évben. Egy-egy ilyen döntés komoly műszaki és gazdasági következményekkel jár. Az árak könnyű összehasonlításának lehetősége és a kedvező kiszállítási feltételek a villanyszerelőket és más szakmai felhasználókat is egyre inkább arra ösztönzi, hogy kihasználják a webshopok adta előnyöket.

Minek nevezzelek?

A neten böngészve találkozunk a hibás LED izzó, energiatakarékos izzó, körtelámpa, lámpakörte, körteégő, LED-fénycső, LED-körte, UfoLED és egyéb kreatív elnevezésekkel. Anélkül, hogy mélyebb műszaki részletekbe mennénk, a LED nem izzik mint az izzólámpa, működése nem hasonlítható a fénycső vagy a kompakt fénycső fénykeltéséhez, hanem a félvezetők fizikáján alapszik, ezért az egyszerűség kedvéért nevezzük LED lámpának vagy LED fényforrásnak. 

Wattokra hangolva

Évtizedeken keresztül megszoktuk, hogy egy adott fényforrás villamos teljesítménye közismerten meghatározza az általa szolgáltatott fény mennyiségét, és ez többé-kevésbé gyártófüggetlen: a 60-as izzó egy 60-as izzó fényével világít, nem több, nem kevesebb. Teljesítmény alapján még egy fénycső esetén – a speciális felhasználási területekre szánt típusoktól eltekintve – sem lehetett nagyon mellényúlni. A hétköznapi felhasználó, aki csak a saját lakásában, lakóházában foglalkozott világítástechnikával és sokáig szinte kizárólagosan izzólámpát használt, különösen hozzászokott, hogy a fényt izzólámpás egységteljesítményekben mérje, ezzel párhuzamosan költségei is nyilvánvalóak voltak. Most néhány wattos LED fényforrásokat kínálnak neki, mely csábítóan hangzik, de valójában mennyi és milyen fényt fog kapni a pénzéért?

Terminus technicus

A LED fényforrásaink pillanatnyilag annyira különbözőek, hogy nem fejezhetjük ki wattokban a fényüket, ez hibás vagy félrevezető lehet. Egyrészt nincs olyan standard LED egységteljesítmény sor, mely a szokásos izzólámpáknak (25-40-60-75-100 W) fényáramukban megfelelnének, másrészt csak erősen (és általában felfelé) kerekítve vagy egzotikus számokban fejezik ki a gyártók az izzólámpára utaló ekvivalenciát. Nincs pl. ekvivalens „87 W-os” izzólámpa, soha nem is volt, és bár hétköznapi értelemben segít pozicionálni a fényforrást a 75 W és 100 W izzó közé, sajnos ezen a ponton gyakran a gyártók ceruzája is vastagabban fog: a példabeli sokat ígérő címke mögött fényáramarányosan néha csak 60-as vagy 40-es izzóhoz hasonló LED-et találunk.  De mi is a fényáram? 

A webshopok oldalainak szerkesztői sokszor szinonimákat látnak a fenti kifejezésekben, pedig téves használatuk nagyban megnehezíti a termékek megítélését, összehasonlítását. Előfordul, hogy például a számunkra fontos fényáram helyett a fényerősséget tüntetnek fel, esetleg a megvilágítás mértékegységével [lx] mérik, ilyen adatlap esetén legyünk gyanakvóak.

„Hideg” fényű?

Még két fénytechnikai alapfogalmat tisztázni szükséges: a színvisszaadást és a színhőmérsékletet.

Komfortérzetünk érdekében beltéri használatra csak a melegfehér, nagyobb megvilágítási szintek esetén esetleg a semleges fehér javasolt, annak ellenére, hogy azonos típusú ám eltérő színhőmérsékletű LED-ek közül a hidegfehéret nem csak fényesebbnek érzékeljük, hanem valóban magasabb fényáramú (nagyobb fényhasznosítású) szokott lenni. A LED színhőmérséklete szór, valójában csak a jelzett érték körüli. Gyengébb minőségű termék esetén néha szemmel is észlelhető apró különbségek vannak még az azonos csomagból származó LED-ek között is. Kerüljük azokat a termékeket, melyekhez nincs feltüntetve színhőmérséklet, esetleg csak utalás van rá (pl. CW/Cool White – hidegfehér), a lehetséges széles tartomány miatt meglepetéseket tartogathat.

Téves a „hideg fényű” elnevezés használata, amikor arra utal, hogy a LED kevés hőt sugároz ki. Sok félrevezető kifejezéssel illetik a LED-eket a weben: pl. „minimális a hőkibocsátása”, „teljesen hideg”, „nem sugároz hőt”, stb., ez mind nem igaz. Tény, hogy az izzólámpához képest több energia alakul át fénnyé, és kevesebb hővé, valamint a fénykibocsátás irányába kevesebb a sugárzott hő, mert főként az ellenkező oldalon történik a hőleadás. 

A LED – mivel fényhasznosítása hasonló a kompakt fénycsövekéhez – hasonló mértékben hasznosítja az elektromos energiát, és amit nem hasznosít, az hasonló mértékben hővé válik. Óriási különbség, hogy egy kompakt fénycső tenyérnyi felületen, a LED (maga chip, ami világít és egyben hőt termel) viszont csak néhány mm2-en keresztül tudja e hőt leadni, ez több ezerszeres különbséget jelent! A hűtés az egyik legfontosabb konstrukciós kérdés, ezt a gyártók hűtőbordákkal, szellőző résekkel szokták megoldani. Fontos, hogy olyan üzemeltetési feltételeket teremtsünk, melyben valóban hatékonyan működik a hűtés, ellenkező esetben a félvezető túlhevül, ami a fényforrás élettartamának drasztikus csökkenésével jár. 

Holtodiglan

Az élettartam a fényforrásoknál egy statisztikai várható értéket jelent, valamilyen szórással. Az izzólámpák szinte kőbe vésett 1000 órájához képest itt extrém különbségek vannak: gyártótól és típustól függően 8 000-100 000 óra közt mindenféle értékkel találkozhatunk, egy-egy adott típust figyelve felhasználói szemmel a szórás is nagynak tűnik. Néhány éve még divat volt nagyon nagy számokkal dobálózni, ma már a 100 000 óra komolytalan, de még az 50 000 óra is fenntartásokkal fogadható el. Pillanatnyilag a 10-30 ezer óra közti érték tűnik reálisnak. 

A retrofit LED fényforrások a fénykeltő félvezetőn kívül működtető egységet is tartalmaznak, ezek meghibásodási valószínűségének eredője adja a várható élettartamot, sőt, a működtető egység élettartama a gyártásban felhasznált alkatrészek jól ismert várható élettartama miatt esetenként rövidebb és jobban meghatározható, mint magának a fénykeltő LED chipnek az élettartama. Klasszikus „kiégés” esetén, tehát ha a fényforrás többé nem működik, elsősorban a működtető egység meghibásodására kell gondolni. A LED hasznos élettartama többnyire úgy ér véget, hogy fényárama egy adott szint (a névleges érték 70%-a) alá csökken, ekkor további üzemeltetése nem gazdaságos és cserélni szükséges. Mivel ez hosszú évek alatt történik, szemmel szinte lehetetlen megmondani, mikor következik be, érdemes a várható üzemidőt meghatározni és a cserét előre eltervezni.

Ha a LED nem hozza a várt élettartam értéket, esetleg jelentős a korai kihalások száma, még nem biztos, hogy a fényforrás hibás. Meg kell vizsgálni az üzemeltetés hőmérsékleti körülményeit és összevetni a gyártó által jelzett működési hőmérséklet-tartománnyal. A LED-ek túlhevülése jelentős mértékben csökkenti az élettartamukat, a hűtés, a megfelelő hőmérséklet a tényleges élettartam szempontjából kulcsfontosságú! 

Sokak kérdezik, miért csak 10-20, esetleg 30 ezer óra a LED fényforrás élettartama, hiszen korábban szinte örökéletűnek harangozták be. Nos, közelítéssel egy notebook hasznos üzemideje 10-15 ezer óra, egy mosógépé 5-6 ezer óra, egy személyautóé 8-10 ezer óra. Egy 20 ezer órás fényforrás mindennapos 8 órás használat mellett is 7 évig szolgál. Felmerülhet, egyrészt jogos elvárás-e, hogy egy néhány ezer forintos félvezető eszköz ezt többszörösen meghaladja, másrészt nem kockázatos-e egy gyorsan fejlődő technológia esetén évtizedekre előre rögzíteni a mai műszaki színvonalat.

Izzócsere

Normálizzók és halogénizzók helyett szinte minden esetben megtérül LED-et használni. Ügyelni kell arra, hogy a színhőmérséklete meleg legyen, és színvisszaadása 80 feletti. A sugárzás jellege mindig hasonlítson arra a fényforrásra, melyet kiváltunk: egy normálizzó helyére csak olyan LED-et helyezzünk, mely legalább egy félgömb felületen keresztül egyenletesen világít, mint egy opál izzó tenné. A vonalszerű vagy irányított fényű LED alkalmazása teljesen megváltoztatná a lámpatest fényeloszlásának jellegét.

Az izzólámpák esetén mindig fényáramarányos kiváltást alkalmazzunk: pl. egy 60-as izzó 700 lm, egy 100-as izzó 1350 lm fényáramú volt, legalább ennyit tudjon az új LED is. Ezt jelenleg az 1-2 W-os LED még nem tudhatja, nagy csalódást fog okozni, ha csak pislákol. Az ekvivalenciára tett utalások (pl. „megfelel egy 75 W-os izzónak”) segíthetnek, ám vagy helytállóak, vagy sem, ezeket mindig fenntartásokkal fogadjuk. Ha csúsztatás van a dologban, akkor gyakori a kettes szorzó, tehát az említett LED 75 W-os helyett legfeljebb 40 W-os izzónak felel meg. 

A tükörrel egybeépített halogén lámpák esetén a sugárzási szögnek (félértékszögnek) kell közel azonosnak lennie, ebben az esetben mennyiségi mutatók közül még a fényerősség ellenőrizendő.

A LED fénye még kitűnő színvisszaadás és melegfehér szín esetén sem lesz azonos minőségű az izzólámpáéval, ebben gyártónként és típusonként eltérések mutatkoznak, melyek főként a szubjektív komfortérzetünkre vannak hatással. Ennek oka, hogy különböző LED-ek fényében különböző színű (hullámhosszúságú) összetevők aránya némileg eltérő, ezt érzékelve egyéntől függ, kinek melyik mennyire szimpatikus vagy zavaró.

Egy rázós ügy: LED-cső

A fénycső kiváltására alkalmazott fényforrás a LED-cső, mely retrofit fényforrás, bár háztartásokban ritkábban találkozunk fénycsővel. Két alapvető típusa létezik, amelyikhez át kell alakítani a lámpatestet és amikhez nem.

A LED-cső csere mellett szóló érvként többek hangoztatják, hogy a LED-cső hatásfoka jobb, mert nem világít feleslegesen felfelé, csak lefelé világít, ezáltal a fénycső fényáramának felével is azonos megvilágítást kelt. Vajon akkor miért van a lámpatestben tükör a fénycső mögött? A fele fényáram nyilvánvalóan nem elegendő, a felső térfélben a fényáram másik fele hiányozni fog, hiszen a fénycső esetén a tükör ezt jó hatásfokkal (és a kívánt irányban, a tervezett fényeloszlást okozva) visszaverte és mindez hozzáadódott az alsó térfélbe sugárzott fényáramhoz. 

Almát a körtével?

Nagyobb mennyiségű fényforrás lecserélése LED-re, akár már egy teljes lakásé is, jelentős beruházás. A döntésben az egyik legmeghatározóbb tényező: megtérül-e és mennyi idő alatt? Számtalan táblázattal, kalkulációval találkozhatunk a világhálón, melyek mind a LED-ek energiahatékonyságát és olcsó üzemeltetését hangsúlyozzák. Sajnos, három tipikus hiba fedezhető fel egy jelentős részükben: 

Megtérülésszámításokban szarvashiba (sajnos jellemző! ld. a mellékelt táblázat), hogy nem szerepel a beruházás (azaz a LED fényforrás) anyag és munkadíja. További hiányossága e számításoknak, hogy csak becsült vagy hiányos üzemeletetési költségeket tüntetnek fel, szinte sosem szerepelnek a lámpatest tisztításával, karbantartásával és fényforrás-cserével kapcsolatos költségek. Sokszor a várható napi átlagos üzemidő nem reális érték. Korrekt számítás esetén a megtérülési időtávban várható energiaár-változást is prognosztizálni kellene, ez nem könnyű, de sejthető, hogy a jövőben az energiaár nőni fog, és az erre vonatkozó prognózisok szintén megtalálhatók az interneten. A LED fényforrások pótlásával, cseréjével kapcsolatban azok várható árváltozását is becsülni kellene, új technológia lévén ezek az árak a jövőben várhatóan csökkenni fognak. Az időben változó arányú egységköltségek miatt jelenérték-számítást is el kellene végezni a korrekt eredmény érdekében.

Tessék választani

Megfelelő LED-et választani nem könnyű, ám mindez ne vegye el senki kedvét attól, hogy e korszerű fényforrásra váltson. A cikk alapját képező vizsgálatomban a legnépszerűbb kereső által ajánlott első 50 LED-et forgalmazó webshopból 32 kínálatát, adatait, kiegészítő információit figyeltem fél éven keresztül, s bár kétharmadukban fél év alatt nem volt lényegi változás, a fennmaradó egyharmaduk (egy kivételével) hitelesebb, korrektebb tájékoztatást adott a megfigyelési időszak végére. 

Bízom benne, hogy ez a folyamat nem állt meg, egyre megbízhatóbb és könnyebben áttekinthető adatokat találunk a LED-ek kínálatában, ez mindenkinek segít a tájékozódásban, döntéshozatalban.

Aki pedig nagyobb beruházáshoz, közületi cseréhez keres megoldást, vagy csak továbbra is elveszve érzi magát a LED témában, a kereskedőkön túl forduljon bizalommal világítási szakemberekhez, világítási szakmérnökökhöz.

Remélem, e technikai újításokkal járó átmeneti időszakra és tanulási folyamatra a nem is olyan távoli jövőben technikatörténeti érdekességként, nosztalgiával gondolunk majd.