Artiklid ja uudised

Kas LED valgusti on ikka nii energiasäästlik ja pikaealine kui väidetakse

Teeme algust artiklite seeriaga, mis räägib LEDi võimalustest. Käesolevas loos keskendume LEDi tehnilistele omadustele, mis aitavad aru saada, kui valgusviljakas ja energiasäästlik on LED.
LEDidega valgustid on viimaste aastate jooksul leidnud palju kõlapinda. LEDidest on räägitud ülivõrdes. Kõlama on jäänud väited, et LED on kõige energiasäästlikum ja kõige pikema elueaga hooldusvaba valgusallikas, mis ajapikku tõrjub välja kõik teised valgusallikad. Kõikidesse sellistesse väidetesse tuleks aga suhtuda kriitiliselt. Olgugi, et LEDi kasuks räägivad mitmed omadused, ei saa tänasel päeval veel väita, et nad on igas mõttes paremad kui teised kasutusel olevad valgusallikad. Võiks hoopis öelda, et LEDi ülistavad avaldused on pigem kantud innovatsioonieufooriast kui võrdlevast ja sisulisest arutelust selle ümber, mida üks või teine LEDi tehniline näitaja tähendab. Tehnilistest omadustest sõltub ka see, kus on LEDi kasutamine kõige sobilikum.

Mis on LED ehk light emitting diod?

LED on valgust andev pooljuhi kristall. Erinevad pooljuhid annavad erineva värvusega monokromaatilist valgust, mis tähendab seda, et LED kiirgab inimsilmale nähtavast valgusest vaid teatud väikest osa elektromagnetlainetest. Sinine LED kiirgab vaid sinist valgust, punane punast ja roheline rohelist. Valget valgust andvat pooljuhti pole olemas ning valge valgus saadakse erinevaid meetodeid kasutades nagu näiteks sinise pooljuhi katmisel kollase fosforiga. Võrdluseks võib tuua hõõg- ja halogeenlambi, mis kiirgavad valgust kogu inimsilmale nähtava värvispektri ulatuses. Valgustitootjad kasutavad punast, rohelist, sinist, kollast ning külma ja sooja valget valgust andvaid LEDe.

Mis on power LED?

Enne, kui jõuti power LEDideni, oli kasutusel suhteliselt väikese võimsusega dioodid, mille võimsus ei ületanud 1 W. Siiani tehakse LED-valgusteid, milles on näiteks hulk 0,2, 0,4 vähem või enam W võimsusega dioode. Näiteks valgustitootja TALi lakke süvistatavas valgustis Nova on 24 dioodi koguvõimsusega 1,2 W, mis annab kõigest 0,05 W võimsust ühe dioodi kohta. Kindlasti on selline valgusti energiasäästlik, kuid tema kasutusvõimalused on vähese valgusvoo tõttu väga piiratud. Kui ei oleks LEDide arendamisel jõutud läbimurdeni, mis võimaldab toota võimsamaid LEDe kui 1 W, siis ilmselt ei oleks arutelu LEDist kui võimalusterohkest valgusallikast aktuaalne. Nüüdseks valmistatakse kuni 10 W LEDe, kuid ainuüksi võimsusest ei piisa, et saavutada efektiivne ja kontrollitav valguse juhtimine. On välja töötatud hulk erinevate nurkadega läätsesid, mis paigaldatakse läätsehoidja abil dioodile. Vastavalt vajadusele on võimalik valida kitsa, keskmise, laia või elliptilise valgusnurgaga LEDe. Läätse olulisust on raske ületähtsustada, sest ilma selle komponendita ei oleks võimalik toota näiteks LEDidega välisvalgusteid, mis võimaldavad fassaadipindade valgustamist mõnel juhul isegi üle kümne meetri.
Valgustitootjad kasutavad valdavalt 1 ja 3 W power LEDe ning suurema võimsuse saamiseks kasutatakse mitme või mitmekümne LEDiga mooduleid.

Kas LED on kõige energiasäästlikum valgusallikas?

Mõistmaks, kui energiasäästlik on valgusallikas, tuleb hinnata, kui palju on valgusallikas võimeline tootma saadavast energiast valgust. Mida rohkem muudab valgusallikas energiat valguseks, seda energiasäästlikum ta on. Valgusviljakust mõõdetakse luumenites. Teoreetiline maksimum on 683 luumenit (lm) 1 W energia kohta. Hõõg- ja halogeenlambid annavad üldjuhul 10 – 35 lm/W ning kogu ülejäänud energia ehk 95% läheb soojuseks. Luminofoorlampide näitaja on palju parem ning jääb vahemikku 50 – 100 lm/W ja gaaslahenduslampidel 100 – 200 lm/W. Raske on täpselt öelda, milline on kasutuses olevate LEDide keskmine valgusviljakus, sest tulemused on aasta-aastalt paranenud. Mõnede andmete põhjal võib oletada, et siiani on valdav enamus valgustitest tehtud power LEDidega, mis annavad umbes 50 lm/W, parimal juhul isegi kuni 100 lm/W. See tähendab, et enamus siiani toodetud power LEDe on energiasäästlikumad kui hõõg- ja halogeenlambid ning parimal juhul võrdväärsed luminofoorlampidega, kuid jäävad kindlasti alla gaaslahenduslampidele. Hiljuti hakkas Philips tootma LEDi Luxeon K2, mille valgusviljakus on 130 – 140 lm/W ja räägitakse ka võimalusest toota veelgi suurema valgusviljakusega LEDe, kuid massilist kasutust leiavad need alles mõne aasta pärast, sest ka valgustitootjad vajavad sobilike valgustite väljatöötamiseks aega. Hetkel võib öelda, et kasutuses olevad LEDid kindlasti ei ole kõige energiasäästlikumad valgusallikad.

Kas LED on kõige pikema elueaga valgusallikas?

Räägitakse LEDide müstiliselt pikast elueast, mis mõnede arvates küündib kuni 200 000 h. Ühest küljest ei ole see vale, kuid need, kes nii väidavad, ei vaevu tihtipeale selgitama, millises tööstusharus ja millistel tingimustel kasutatavate LEDide puhul on selline eluiga võimalik.
LEDi eluiga mõjutavad kaks tegurit: toitevool ja jahutus. Mida väiksem on LEDi toitevool, seda lihtsam on seda jahutada ning seda pikem on eluiga. Ainult, et sellisel juhul ei ole võimalik LEDist saada valgustamiseks piisavalt valgust. Power LEDide tootmisel on üritatud leida optimaalset lahendust, kus arvestatav valgusviljakus saavutatakse suurema toitevoolu abil, mis omakorda vähendab LEDi eluiga. Valgustitootjad kasutavad LEDe, mille keskmiseks elueaks võib üldjuhul lugeda 50 000 h eeldusel, et valgustid tagavad LEDidele ka hea jahutuse. Halva jahutuse puhul võib LEDi eluiga olla kõigest 20 000 – 30 000 h või vähemgi.

LED ei põle läbi nagu teised valgusallikad, vaid ajapikku nende valgusviljakus väheneb. Uuringud on näidanud, et LEDi valgusviljakuse vähenemine kuni 30% ulatuses ei ole inimsilmale alati tuntav muutus, kuid see kriitiline piir võib saabuda ka 20% ulatuses sõltuvalt vajadusest ja kohast, kus LEDe kasutatakse. Näiteks, fassaadivalgustuse vähenemine 30% ulatuses võib olla juba üle kriitilise piiri.
Seetõttu mõõdetakse eluiga ajani kuniks on säilinud 70% LEDi algsest valgusviljakusest ning ka pakutud 50 000 h keskmist eluiga tuleb mõista nii, et selleks hetkeks on LED kaotanud 30% oma valgusviljakusest. Sama LEDi kasutamisel fassaadi valgustamiseks tuleb tema kvaliteetseks elueaks arvestada vaid 40 000 h, sest selleks hetkeks on valgusviljakus langenud 20%. LEDi- ja valgustitootjad on kasutusele võtnud tähise L70 (70%), mis lisatakse elueaks märgitud numbri juurde, kuid võidakse kasutada ka tähiseid L80 (80%) ja L50 (50%), mis kõik näitavad protsentuaalselt LEDi säilinud valgusviljakust vastavalt märgitud elueale.

Parimate luminofoorlampide elueaks loetakse 20 000 h aga LEDi kvaliteetne eluiga on sellest kaks korda pikem ning järelikult saab väita, et LED on kõige pikema elueaga valgusallikas. Juuksekarva võib ka lõhki ajada ning tuua näiteks külmkatoodlambid, mille eluiga on samuti vähemalt 50 000 h, kuid need ei ole siiani valgustitootjate poolt laialdast kasutust leidnud.

Kindlasti võib LEDi energiasäästlikkusest ja elueast rääkida pikemalt, arutledes näiteks selle üle, millised on valgusti hoolduskulud või kui palju toodetakse CO2 ühe ja sama valguslahenduse saamiseks luminofoorlampide ja LEDidega. Mõningaid teemasid puudutame põgusalt järgmises artiklis, kuid keskendume siis peaasjalikult LEDi värviedastusele, värvustemperatuurile ning kasutusvaldkondadele.
(Autor: Addi Rull)

Moodne Valgustus AS
Rävala pst 7, Tallinn 10143
Telefon: 667 6670
moodne@valgustus.ee
www.valgustus.ee

Sisestatud: 25.09.2008

Sind võivad huvitada ka järgnevad artiklid

AGA KOIDIKUD ON SIIN VAIKSED

AGA KOIDIKUD ON SIIN VAIKSED

Elas kord … grupp sapööre. Nad elasid omaette, sissepoole pööratud, suletud maailmas, sest keegi teine ei oleks neid mingil moel mõistnud. Et mida nad tegelikult teevad, ja miks. Eriti kui võtta arvesse, et tegemist oli noorte naistega ja – hullemaks läheb – neile ei meeldinud oma tänamatut tööd tehes midagi seljas kanda. Mis on teisalt muidugi mõistetav, sest kes iganes nende lähedusse sattus, oligi juba hukatusele määratud. Niisiis – tegutsesid nad küll omaette, aga mitte uisapäisa. Sest neil oli oma missioon kanda. Ja on ka. Nende kutse on aga vastupandamatu; korra jõuad veel mõelda, et ilmselt ikka sireenid, mitte sapöörid, aga mis sest enam … .

vaata kõiki