Wybieramy lampy energooszczędne: porównawczy przegląd 3 rodzajów energooszczędnych żarówek

Oszczędność energii elektrycznej to szeroko zakrojone zadanie, do rozwiązania którego stosuje się najnowsze technologie. Rosnące zużycie prądu zmusza użytkowników do korzystania z lamp energooszczędnych – nowatorska technika oświetleniowa charakteryzuje się wyższą wydajnością przy niższym zużyciu energii.

Rynek oferuje szeroki asortyment “ekonomii”, ale w takiej różnorodności łatwo się pogubić, prawda? Pomogą Państwu dokonać właściwego wyboru.

W artykule przedstawiono szczegółowy przegląd trzech rodzajów lamp z opisem ich charakterystyk i cech zastosowania, wskazano parametry, które koniecznie należy wziąć pod uwagę przy wyborze energooszczędnych opraw.

Klasyfikacja lamp energooszczędnych

Określenie efektu ekonomicznego jest możliwe poprzez porównanie dwóch próbek. Jako obiekt analogii wybrano żarówki tradycyjne – najbardziej nieefektywne spośród współczesnych źródeł światła. Właśnie to stało się podstawą promowania hasła reklamowego „energooszczędne żarówki”.

Lampy elektryczne o dużej wydajności świetlnej i niskim poborze mocy dzielą się na trzy podstawowe rodzaje: LED, fluorescencyjne i halogenowe.

Przy tym każda kategoria różni się nie tylko cechami konstrukcyjnymi, ale także jakością oszczędności:

• fluorescencyjne są w stanie zaoszczędzić do 80% energii elektrycznej;
• LED – 80-90%;
• halogenowe – 30-50%.

Wskaźniki ekonomiczne uzyskuje się w nich dzięki wysokiej wydajności. Większość ich mocy jest przeznaczona na wytwarzanie strumienia świetlnego, a emisja ciepła i inne procesy stratne są zredukowane do minimum.

Dzięki energooszczędnym źródłom światła osiąga się oszczędność energii nie tylko w ramach budżetu jednej rodziny, ale także w bardziej globalnych – światowych skalach (+)

Największą popularność zdobyła jednak fluorescencyjna technika oświetleniowa, która znalazła zastosowanie nie tylko w gospodarstwach domowych, ale także w różnych dziedzinach życia: biurach, magazynach itp. Jednak pozycja kosztów związanych z ich utylizacją zmusza przedsiębiorców do wdrażania nowszego rodzaju – analogów LED.

Lampy fluorescencyjne (wyładowcze)

Lampy fluorescencyjne używane w gospodarstwach domowych nazywane są kompaktowymi (CFL). Zazwyczaj mają kształt wygiętej spirali i tradycyjnie są wyposażone w gwintowany trzonek. Można je wkręcać do standardowego gniazda, zamiast nieekonomicznego odpowiednika.

Podstawowe elementy konstrukcyjne kompaktowych lamp fluorescencyjnych:

• rurka wyładowcza;
• cewka dławika;
• mostek diodowy;
• bezpiecznik;
• kondensator filtrujący.

Szklana rurka wypełniona jest gazem szlachetnym (argonem lub neonem) z domieszką par rtęci. Ciśnienie rtęci zależy od temperatury ścianek świetlówki kompaktowej i przy standardowej temperaturze roboczej 40°C będzie w zakresie 0,13-1,3 N/m².

Wewnątrz lampa pokryta jest warstwą luminoforu, w skład którego wchodzi halofosforan wapnia lub antymon z manganem. Zmieniając proporcje tak zwanych aktywatorów światła, producenci osiągnęli różne parametry barwy świecenia.

Tutaj znajdują się wolframowe spiralne elektrody, podłączane za pomocą statecznika do sieci zasilającej. Aby zwiększyć emisję, styki są pokrywane tlenkową pastą.

Urządzenie wyładowcze ma wiele zalet w porównaniu z żarówkami: żywotność jest 5-20 razy dłuższa i wynosi 6000-15000 godzin; do 75% mniejsze zużycie energii elektrycznej; podobna intensywność strumienia świetlnego (+)

Stosowana w nich technologia wytwarzania światła znacznie różni się od innych odpowiedników. Pod wpływem pola elektrycznego przyłożonego do styków lampa wytwarza wyładowanie gazowe.

Przebija ono obojętne środowisko rurki, w wyniku czego powstaje promieniowanie ultrafioletowe. Jednak to widmo jest niewidzialne dla człowieka, dlatego następnie pochłania je luminofor, przekształcając w standardową widzialną emisję światła.

Szerokie wdrożenie świetlówek kompaktowych praktycznie wyparło zwykłe żarówki. W porównaniu z liniowymi odpowiednikami ich konstrukcja jest bardziej kompaktowa, przy czym obszar objęty strumieniem świetlnym jest podobny (+)

Urządzenia wyładowcze są dostępne zarówno w wersji otwartej, jak i w komplecie z dyfuzorem.

Są one produkowane z trzonkami różnych modyfikacji:

• E27 – standardowe gniazdo;
• E14 – typu minion;
• E40 – do dużego gniazda;
• G23, 2G7, G53, 2D – dekoracyjny typ urządzeń: reflektory punktowe, podświetlenie itp.

W zależności od jakości elementów składowych, czas bezawaryjnej pracy gwarantowany przez producenta waha się od 3000 do 15000 godzin.

Montaż jest znacznie uproszczony dzięki umieszczeniu wszystkich elementów w jednej nierozłącznej obudowie, w tym również statecznika.

Świetlówka kompaktowa ma różnorodny zakres odcieni od ciepłej bieli do zieleni. Wymiana takiej lampy odbywa się podobnie jak w przypadku zwykłej żarówki dzięki znormalizowanemu trzonkowi.

Jeśli porównać lampę fluorescencyjną z żarówką, można zauważyć, że pozytywne cechy pierwszej zdecydowanie przeważają:

• długowieczność – dzięki zastosowaniu EPRA, które charakteryzują się odpornością na wahania napięcia sieciowego, żywotność urządzenia znacząco wzrasta do 20000 godzin;
• współczynnik oddawania ciepła jest obniżony, dlatego można je montować w dowolnych typach opraw bez ryzyka przegrzania;
• różnorodność widma temperatury barwowej, która jest z powodzeniem wykorzystywana w aranżacji wnętrz.

Ponieważ w urządzeniu zastosowano znormalizowane elementy, pod warunkiem zachowania szczelności bańki gazowej możliwa jest wymiana uszkodzonych części.

Jeśli porównać cechy energooszczędnego urządzenia fluorescencyjnego i żarówki, zauważalna jest znacząca różnica w stopniu nagrzewania: pierwsze urządzenie bardzo się nagrzewa podczas pracy i ma bardzo kruchy szklany korpus, u drugiego parametry te są średnie (+)

Dzięki wiodącym badaniom wady energooszczędnych lamp fluorescencyjnych próbuje się zminimalizować, jednak obecnie nadal one występują:

1. Żywotność lamp fluorescencyjnych jest ograniczona.
2. Zastosowanie par rtęci, które są szkodliwe nie tylko dla człowieka, ale także dla środowiska, w przypadku rozszczelnienia bańki.
3. W związku z powyższym punktem, wymagane jest podjęcie środków utylizacji produktów. Dla dużych przedsiębiorstw jest to dodatkowa pozycja kosztów.
4. Kruchość szklanego korpusu.

Niekontrolowane dostawy produktów niskiej jakości na rynki i masowe rozpowszechnianie tego rodzaju wyrobów pociąga za sobą utratę zaufania klientów. Ponad połowa żarówek niskiej jakości chińskiej produkcji nie spełnia norm GOST.

Cechy lamp halogenowych

To udoskonalona wersja standardowych żarówek, zawierająca w swojej konstrukcji pary halogenowe. Włókno żarowe w tych wyrobach wykonane jest z wolframowych drutów, umieszczonych jak najbliżej trzonka urządzenia. Aby nadać im kształt spirali, zwija się je i mocuje za pomocą elektrod i uchwytów.

Do kategorii energooszczędnych lampy halogenowe zaliczane są warunkowo, ponieważ ich żywotność jest tylko 2-3 razy dłuższa niż zwykłych lamp próżniowych. Średnio wynosi 4000 godzin. Mechanizm przepalania się włókna żarowego jest identyczny u obu przedstawicieli. Temperatura barwowa w żarówkach halogenowych odpowiada rzeczywistej temperaturze włókna żarowego – 3000-3200K

Algorytm działania urządzenia jest następujący: gorący drut opuszczają atomy wolframu i w bańce zderzają się z parami halogenów, łącząc się z nimi. Jednak wysoka temperatura nie daje innej ścieżki rozwoju procesu chemicznego poza rozpadem związku – atomy wolframu wracają na spiralę drucianą.

Obecnie jako składnik halogenowy stosuje się bromek metylenu lub metyl. Jednak nadal trwają prace nad doborem skutecznych lotnych składników halogenów. Ponieważ wszystkie elementy są zamknięte w kwarcowej bańce, promienie ultrafioletowe mogą przenikać przez taki materiał, dlatego podejmuje się środki w celu ich blokowania.

W produktach sieciowych lampa jest dodatkowo umieszczona w szklanej osłonie. Częściowa filtracja szkodliwego promieniowania osiągana jest również poprzez nałożenie na bańkę specjalnego składu. Te lampy są oznaczone jako UV-Stop lub UV-Block.

W tańszych modelach, gdzie takie środki są niewystarczające, na opakowaniu takich produktów podaje się, że urządzenia należy instalować wyłącznie w oprawach z szybą ochronną.

Żywotność takich żarówek jest określona momentem wyczerpania się wolframowych włókien. Dzięki zastosowaniu cyklu halogenowego producenci osiągają zwiększenie strumienia świetlnego przy zachowaniu identycznej żywotności jak w żarówkach tradycyjnych – 1000 godzin.

Lub wydłużają okres eksploatacji do 4000–5000 godzin przy tych samych parametrach światła.

Eksploatacja takich opraw jest przystosowana do niskiego napięcia sieciowego – 6, 12 lub 24 V, dlatego są one używane wyłącznie wraz z transformatorami do lamp halogenowych.

Niskonapięciowe lampy z odbłyśnikiem dają szerokie możliwości, rozszerzając zakres ich zastosowania. Dzięki wyposażeniu w interferencyjny element odbijający, który filtruje promienie podczerwone, ponad 60% ciepła jest odprowadzane przez odbłyśnik do tyłu.

Najmocniejszy egzemplarz – metalohalogenkowa lampa światła kierunkowego. Ta opcja oświetlenia nadaje się do pomieszczeń, w których znajdują się obiekty o podwyższonej wrażliwości na ciepło, przez co ulegają zepsuciu lub zniszczeniu.

W większości przypadków stosuje się je do oświetlania witryn. Intensywna biała barwa świecenia o temperaturze barwowej 3200 K skutecznie podkreśla błyszczące elementy oraz różnorodność kolorystyczną oświetlanych produktów.

Wolframowo-halogenowe modele kapsułkowe HALO STAR STANDARD mają standardowe parametry. Seria HALOSTAR STARLITE charakteryzuje się wydłużonym okresem eksploatacji – do 3000 godzin. Szklane modele HALOSTAR UV-STOP 24V są wyposażone w pochłaniacz ultrafioletu. HALOSTAR IRC – emituje o 30% więcej światła.

Najbardziej kompaktowe wykonanie mają modele kapsułkowe. Proces ich wytwarzania opiera się na technice niskiego ciśnienia, dlatego można je stosować w oprawach otwartych. Produkowane są tylko dwie modyfikacje – z podłużnym lub poprzecznym ułożeniem wolframowego włókna.

Główną zaletą w porównaniu ze wszystkimi szklanymi odpowiednikami jest zastosowanie kolby kwarcowej. Konstrukcja charakteryzuje się zwiększoną odpornością na uszkodzenia mechaniczne i wysoką termoodpornością.

Dzięki temu istnieje możliwość napełnienia lampy ksenonem pod wysokim ciśnieniem, co zapewnia wysoką jasność i skuteczność świetlną.

Dzięki swoim pozytywnym właściwościom światło halogenowe charakteryzuje się efektywnym oddawaniem barw. Cień otaczających przedmiotów nie ma ostrych kątów, wręcz przeciwnie, kontury są płynne.

Dodatkowo warto odnotować następujące zalety:

• stabilny w czasie strumień świetlny;
• kompaktowe rozmiary;
• działają bez transformatora, z wyjątkiem niskonapięciowych, w sieciach o wysokim napięciu 220-240 V;
• szeroki kąt rozpraszania światła, bez ostrych ograniczeń do wąskiej wiązki;
• przez cały okres użytkowania jasność nie spada;
• istnieje możliwość regulacji natężenia światła;
• wysoki poziom bezpieczeństwa – modele niskonapięciowe mogą być używane w pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności oraz w oprawach bez szkła ochronnego.

Oprócz pozytywnych stron, halogeny mają również negatywne cechy, w tym nadmierne nagrzewanie się kolby. W niektórych modelach temperatura sięga 500°C. Z tego powodu instalacja opraw oświetleniowych powinna zachowywać odpowiednią odległość od obiektów – innych źródeł światła i sufitu.

Ponadto wyroby halogenowe charakteryzują się wrażliwością na wahania napięcia, co jest istotną wadą.

Najwięcej zastrzeżeń budzą modele liniowe: nie można ich długotrwale eksploatować w pozycji pionowej lub pochylonej. W rezultacie substancje halogenowe i gaz rozdzielają się, a urządzenie przestaje działać.

Kwarcowe modele halogenowe eksploatowane są wyłącznie w płaszczyźnie poziomej, z odchyleniem nie większym niż cztery jednostki od poziomu. Jeśli ten warunek nie zostanie spełniony, urządzenie dość szybko ulegnie awarii. Produkowane są wyłącznie w kompaktowym formacie.

Osobno warto zaznaczyć, że nie należy dotykać lampy gołymi rękami, ponieważ pozostawiają one plamy. Wkręca się ją, uprzednio owijając w kawałek szmatki lub zakładając rękawiczki.

Dodatkowe informacje na temat wyboru lamp halogenowych znajdują się w tym artykule.

Lampy LED

Ze względu na niskie zużycie energii, początkowo kryształy diod LED były używane wyłącznie do sygnalizacji różnych procesów w urządzeniach radioelektronicznych. Z czasem jednak zaczęto je udoskonalać, stosując superjasne elementy LED, co pozwoliło na ich zastosowanie w układach podświetlenia praktycznie we wszystkich dziedzinach działalności.

Urządzenie takich źródeł światła składa się z kilku elementów – sterownika, diod LED i listwy z getinaksu. Części są zamknięte w obudowie o kształcie: „kukurydzy”, wydłużonej żarówki lub typu spot.

Wszystkie są wykonane z poliwęglanu. Taka konstrukcja pozwoliła wyeliminować główny problem – ryzyko uszkodzeń mechanicznych.

Dzięki temu, że w urządzeniu znajduje się już balast, lampa podłączana jest bezpośrednio do sieci zasilającej bez aparatury rozruchowo-regulacyjnej.

Wskaźniki mocy opraw LED są proporcjonalne do liczby kryształów – im ich więcej, tym wyższe wartości strumienia świetlnego.

Wąska specjalizacja diod pozwala na łączenie ich w małe lub duże grupy.

W zależności od przewidywanego miejsca instalacji lampy dzielą się na:

• samochodowe;
• przemysłowe;
• fitolampy dla roślin (dostępne w typie liniowym);
• reflektory zewnętrzne;
• domowe i biurowe.

Urządzenia typu liniowego są stosowane w różnych warunkach. Do podświetlania w projektowaniu krajobrazu warto wybierać urządzenia o wysokim stopniu ochrony – IP65, IP67.

Mogą mieć zarówno kształt rurowy, jak i być bardziej wydajne, reprezentowane przez reflektory. Do pomieszczeń o standardowym klimacie odpowiedni jest – IP20.

W urządzeniach LED udało się osiągnąć proporcjonalne rozpraszanie strumienia świetlnego. Ta właściwość utrzymuje się przez cały okres eksploatacji. Lampy praktycznie nie emitują ciepła, dlatego się nie nagrzewają (+)

Przeglądowy współczynnik kształtu posiada największą liczbę pozytywnych cech w porównaniu ze wszystkimi opisanymi powyżej źródłami:

• zasilanie z sieci 220 V bez statecznika;
• najniższe zużycie energii spośród wszystkich przedstawionych rodzajów;
• nie wymaga specjalnych metod utylizacji;
• nie emituje ciepła;
• kąt rozpraszania osiąga 230 stopni;
• brak efektu pulsowania;
• wysoki stopień transmisji światła do 120 lm/W;
• żywotność 50 000–100 000 godzin;
• nierozbijający się materiał obudowy;
• odporność na wahania temperatury i inne niekorzystne czynniki.

Jedyną wadą tej modyfikacji jest wysoka kategoria cenowa. Jednak z dużym prawdopodobieństwem przyszłe opracowania pomogą zniwelować również ten minus.

Na naszej stronie jest seria artykułów poświęconych wyborowi opraw LED, polecamy zapoznać się:

1. Lampy LED do domu: jakie żarówki diodowe są najlepsze, przegląd producentów lamp LED
2. Charakterystyka lamp LED: temperatura barwowa, moc, światło i inne
3. Ściemnialne lampy LED: porady dotyczące wyboru, przegląd najlepszych producentów

Zasady wyboru lamp energooszczędnych

Żarówki żarnikowe były w użyciu tak długo, że wybierając ekonomiczny zamiennik, kierujemy się wyłącznie wskaźnikiem mocy. Dla lepszego zrozumienia wielu producentów bezpośrednio na opakowaniu podaje ekwiwalent mocy w porównaniu ze strumieniem świetlnym zwykłej lampy próżniowej.

Dla jasności należy zaznaczyć, że moc i strumień świetlny to różne wskaźniki. Pierwsza wartość mierzona jest w watach, druga – w lumenach. Na przykład żarówka o mocy 40 W emituje światło o natężeniu 470-500 lm, 60 W – 700-850 lm, 75 W – 900-1200 lm.

Wybierając wymaganą jasność lamp energooszczędnych, można opierać się na współczynniku mocy. W lampach fluorescencyjnych wynosi on 5. Jeśli żarówka ma moc 12 W, oznacza to, że jej fluorescencyjny odpowiednik jest ekwiwalentny 60 W. Dla LED – 7-8 (+).

To właśnie relacja tych dwóch czynników – mocy i strumienia świetlnego – pozwala ocenić ekonomiczne wskaźniki urządzenia. Ogólna wartość mierzona jest w lm/W.

Oto kolejny przykład: standardowa oprawa oświetleniowa na 1 W pobranej energii daje 10-15 lm światła. W halogenowych – 15-20 lm/W, fluorescencyjnych – 40-80 lm/W, a u liderów LED – 60-90 lm/W.

Nie jest to jednak jedyny aspekt wymagający uwagi.

Ważne jest zwrócenie uwagi na następujące cechy:

1. Temperatura barwowa. Jeśli weźmiemy lampy o identycznej mocy, ale różnych modyfikacjach, kolor ich emisji może być inny. Wartość ta mierzona jest w kelwinach. Wybór temperatury barwowej może być dokonany w zakresie 2700-6500 K. Im mniejsza wartość, tym cieplejsze (żółte) światło.
2. Wskaźnik oddawania barw. Wskaźnikiem poprawnego oddawania barw jest światło słoneczne – CRI=100. Oświetlenie sztuczne nie osiągnęło jeszcze takich parametrów. Należy tu wychodzić od optymalnego CRI=80 i więcej.
3. Okres eksploatacyjny. Producenci podają tę wartość w godzinach. Jednak takie oznaczenie nie jest dla wszystkich wygodne. Przedstawmy to w latach: halogenowa – 2 lata, fluorescencyjna – 5 lat, LED – do 12 lat.
4. Typ trzonka. Kształt trzonka lampy dobiera się do konkretnego modelu oprawy. Standardowy wariant, jak w żarówce żarnikowej – E27.

Przy wyborze kształtu bańki, decydującą rolę odgrywa wyłącznie strona estetyczna. Należy jednak pamiętać, że zbyt duża lampa może nie zmieścić się w szklanej oprawie oświetlenia.

Zrealizowanie regulacji jasności lampy energooszczędnej jest dość drogą przyjemnością, a wyraźna różnica działania z ściemniaczem i bez niego będzie tutaj mało zauważalna.

Aby sprostać wszelkim oczekiwaniom, warto zwrócić uwagę na producentów, których produkty już zdążyły się pozytywnie sprawdzić: Philips, OSRAM, GE, Ecola. Firmy te oferują okres gwarancyjny na swoje wyroby wynoszący 2-3 lata.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Materiał wideo o tym, które źródła światła są najbardziej ekonomiczne:

Przegląd i testowanie lamp LED Feron:

Mimo że na rynkach wciąż można spotkać lampy żarowe, energooszczędne odpowiedniki wkrótce całkowicie wyprą je z półek. Jeśli zastąpi się nimi wszystkie źródła światła w oprawach, już po dwóch latach wydane pieniądze się w pełni zwrócą. Potem następuje pełna oszczędność.

Prosimy Państwa o podzielenie się z czytelnikami swoim doświadczeniem w użytkowaniu energooszczędnych lamp. Prosimy opowiedzieć, jakie oprawy Państwo wybrali i czy są zadowoleni z zakupu. Prosimy również o pozostawianie komentarzy, zadawanie pytań i udział w dyskusjach. Formularz kontaktowy znajduje się poniżej.