LED lampy v současnosti nahrazují konvenční žárovky i kompaktní zářivky (CFL) jak v domácnostech, tak i v komerční sféře. Porozumění údajům, které jsou prezentovány v souvislosti s výkonem či životností LED lamp, je klíčem k volbě těch správných produktů.

Údaje o LED lampách lze dohledat na jejich balení nebo v přiložené dokumentaci. Některé informace jsou založené na prokazatelných faktech, jiné jsou naopak pouhým marketingovým tvrzením, které nemusí mít technické opodstatnění. Mnoho globálních značek nyní bojuje o podíl na trhu LED svítidel. Ceny padají spolu s technologickým pokrokem, výrobní procesy jsou efektivnější a do hry vstupuje ekonomika velkoobjemové produkce a řízení dodavatelského řetězce. Cena určitého produktu od seriózních výrobců se nebude lišit o více než ±20 %. Produkty od méně známých nebo dokonce neuvedených výrobců mohou být nabízeny výrazně levněji. Je však logické, že aby mohly být prodávány za takto nízké ceny, musejí obsahovat méně kvalitní materiály a komponenty – žádným jiným způsobem totiž nelze výrazných úspor nákladů dosáhnout. Kvalita komponent použitých v elektronických obvodech LED lamp je kritická pro stanovení provozní životnosti produktu, takže u nestandardně levných výrobků můžete očekávat brzký výskyt poruch a tudíž i slabou návratnost investice. Reputace celého oboru LED svítidel je závislá na pochopení této argumentace spotřebiteli.

Typická specifikace lampy zahrnuje jmenovitý výkon, jeho ekvivalent ke klasickým žárovkám, úsporu energie oproti klasickým žárovkám, provozní napětí a frekvenci, barvu světla, index podání barev, světelný tok, provozní životnost a typ zástrčky, do které přísluší. Údaje by měly vypovídat i o tom, zda je lampa stmívatelná, a v případě směrových lamp uvádět rovněž svítivost a vyzařovací úhel.

Classic A E27 10W teplá bílá

Vlastnosti produktu • LED lampa jako náhrada za standardní 40W žárovku

• Stmívatelná

• Úspora energie až 75 %

Příkon 10 W

Napětí 220-240 V

Provozní frekvence 50-60 Hz

Barva světla Teplá bílá - 3000K

Index podání barev (CRI) >80

Světelný tok 480 lm

Světelná účinnost 48

Životnost 35 000 hodin = 16 let*

*při 6 hodinách používání denně

Obrázek 1: Typická tabulka s údaji o LED lampě

Jmenovitý výkon je množství elektrické energie spotřebované při provozu lampy na plný výkon, tj. bez tlumičů světla. Pokud je lampa specifikována jako stmívatelná, obvykle to znamená, že obsahuje standardní tlumič světla, který se dříve používal v klasických žárovkách. I ty však do budoucna pravděpodobně nahradí dedikované tlumiče pro LED lampy, které nabízejí vyšší efektivitu a lepší kontrolu nad osvětlením.

Evropský standard č. 244 definuje ekvivalent výkonu LED lamp vzhledem ke klasickým žárovkám. I malá změna v provozních podmínkách klasické žárovky má dramatický vliv na její světelný výkon. Například 5% snížení napětí se projeví 20% redukcí světelného toku. Rozdíly v síťovém napětí, které jsou poměrně časté a normální, tak výrazně působí na výkon klasických žárovek. Poměr mezi jmenovitým výkonem LED lampy a ekvivalentním výkonem klasické žárovky se v různých podmínkách liší, a proto by měl být pouze hrubým vodítkem. Lídři na trhu budou mít tendenci uvádět více realistická a konzervativní čísla. Spotřeba energie klasických žárovek je typicky 3,5-5x vyšší než u LED lamp. To je reálný údaj, který odpovídá vnímání spotřebitelů. Někteří z agresivních nováčků na trhu však uvádějí poměr 10:1 i více. Na taková tvrzení je třeba hledět skepticky, pokud nechceme být výrobkem zklamaní.

Obrázek 2: Evropský standard č. 244 specifikuje ekvivalentní výkon

Nejlepší dnešní LED lampy nabízejí oproti klasickým žárovkám až 75% úsporu energie. Přesné číslo závisí na provozních podmínkách, jako je teplota okolního prostředí či zda je používán tlumič světla. Pokud není lampa využívána na plný výkon, efektivita řídícího obvodu je pochopitelně nižší.

Barva světla definuje barevnou teplotu světla emitovaného lampou a vyjadřuje se na Kelvinově stupnici. Barevnou teplotu viditelného světla lze definovat jako „teplotu černého tělesa vyzařujícího světlo o odstínu, který je srovnatelný se zdrojem světla". LED lampy se zpravidla třídí podle toho, zda vyzařují „teplou bílou" nebo „studenou bílou" barvu světla. Poněkud matoucí je skutečnost, že vysoké teploty barev (okolo 5 000 °K a více) jsou klasifikované jako studené barvy, protože vytvářejí modrobílý odstín, zatímco nízké teploty barev (od 2 700 °K do 3 000 °K) jsou označovány jako teplé barvy, neboť produkují žlutočervené světlo. Jasné sluneční světlo (např. v poledne) odpovídá barevné teplotě okolo 5 500 °K.

Velmi důležitou charakteristikou, kterou je nutné brát v potaz při výběru LED lampy, je její index podání barev (CRI). Ten popisuje, jak přesně světlo z lampy reprodukuje barvy různých objektů ve srovnání s ideálním nebo přírodním zdrojem světla. V praxi se má za to, že wolframové halogenové žárovky mají CRI ve výši 100. LED lampy založené na modrých čipech s fosfory v dnešní době dosahují CRI přibližně 80. Jakákoli nižší hodnota už znamená, že zdroj světla podává zkreslený obraz o barvách okolního prostředí. Během následujícího roku až dvou by měly být k dostání LED lampy s CRI až 98. Výkon barevného podání u těchto lamp bude prakticky nerozpoznatelný od přírodního světla a bude jej dosaženo díky použití technologie fialového čipu, který vyvíjejí společnosti jako např. Mitsubishi Chemical Corporation. Tato společnost prodává LED lampy pod značkou Verbatim.

Obrázek 3: Technologie fialového čipu od Mitsubishi Chemical Corporation výrazně zlepší index barevného podání LED lamp již v roce 2011.

Světelný tok, měřený v lumenech, je množství světla emitované lampou, nebo také jas. Pokud jej vydělíme množstvím spotřebované energie, dostaneme údaj o efektivitě lampy, který je vyjádřen jako počet lumenů na jeden watt. Jen velmi málo subjektů dodavatelského řetězce, včetně koncových spotřebitelů, vlastní zařízení na měření světelného toku. Proto je dobré si připomenout, že renomované značky budou spíše uvádět konzervativní hodnoty. Pokud narazíte na lampy, u kterých se proklamují výrazně nadprůměrné hodnoty, měli byste platnost takových údajů minimálně zpochybnit.

Podobná situace se týká i provozní životnosti. Na rozdíl od konvečních žárovek, které selžou náhle a zcela, potenciální chybové stavy u LED lamp mohou sice způsobit poklesy výkonu, ale málokdy dojde k jeho úplnému výpadku. Z toho důvodu je provozní životnost LED lamp někdy uváděna jako čas, který uplyne než světelný výkon klesne pod určitou úroveň, což obvykle bývá 70 % nebo 50 % původního výkonu. V dokumentaci se tento parametr označuje jako L70 nebo L50.

Životnost samotného LED čipu závisí na provozní teplotě, která je přímo úměrná napětí, jenž aktuálně prochází diodou. Zvýšením napětí procházejícího diodou se pochopitelně zvýší světelný výkon, ale zároveň i teplota, která zkrátí provozní životnost. Provozní životnost se obyčejně vypočítá z předpokladu, že teplota uvnitř LED čipu je 25 °C, to však nemusí nutně korespondovat se skutečnými provozními podmínkami v reálném užití. LED čip může při této teplotě dosáhnout životnosti až 100 000 hodin, ale u levných výrobků se může teplota vyšplhat až na 150 °C, což způsobí selhání lampy za mnohem kratší dobu. Životnost řídících obvodů je rovněž závislá na teplotě. Termální účinnost je proto životně důležitým faktorem v návrhu krytů LED lamp. Teplo musí být efektivně rozptýleno pryč od řídícího obvodu i celé LED lampy. To je jedním z důvodů, proč lampy různých typů mohou mít různě dlouhou očekávanou životnost, a to i tehdy, když obsahují naprosto stejný LED čip a řídící technologii. Čím větší lampa, tím snazší je udržet teplotu v přijatelné normě, protože teplo lze rozptýlit na vetší ploše.

Údaje o provozní životnosti mohou být někdy přehnané. I v tomto případě platí, že renomované firmy budou chránit pověst své značky a uvádět spíše reálná čísla. Všechny zainteresované firmy se snaží získat co největší podíl na trhu, ale čím méně mají co ztratit z hlediska pověsti své značky, tím více bývají optimistické v předpokládané životnosti svých výrobků a spíše než relevantní data předkládají výsledky neseriózních, narychlo provedených testů, aby jimi svá tvrzení doložily.

Specifikace směrových lamp mohou navíc obsahovat dva další parametry. První z nich je vyzařovací úhel světelného paprsku, který se zpravidla nachází v rozptylu 25° až 50°. Druhým parametrem je intenzita světla. Ta je vyjádřena jako množství světla emitované zdrojem světla, které připadá na jednotku úhlu. Tato veličina se měří v kandelách. Existuje sice matematická definice kandely, její světelný výkon však přibližně odpovídá běžné svíčce. Zjednodušeně řečeno, intenzita světla je světelný tok lampy v určitém vyzařovacím úhlu.

Shrnutí

Několik předních hráčů dominovalo trhu tradičních světel v uplynulých několika letech. Přechod na osvětlení ve formě LED lamp vytváří příležitost vstoupit na trh i pro jiné firmy produkující materiály a elektroniku, zejména některé z hlavních japonských korporací. S vidinou nové obchodní příležitosti vytvářejí enormní aktivitu také malí, nízkonákladoví výrobci, z nichž někteří mají tendenci přehánět tvrzení o účinnosti či spolehlivosti svých produktů. Ti, kdo kupují LED lampy, by měli dobře rozumět základním faktorům, které ovlivňují účinnost a spolehlivost těchto výrobků, protože jen tak mohou zvolit pro použití tu nejvhodnější. Renomovaní výrobci zpřístupní veškerá data, která by neměla chybět v produktové specifikaci. Zároveň tito výrobci budou mnohem méně často uvádět parametry výkonu, kterých nelze dosahovat dlouhodobě. Kvalitní LED osvětlení má potenciál přidat skutečnou hodnotu do každodenního života lidí a současně přispívá k urgentní globální potřebě snížit spotřebu energie.

(tz)