В условиях постоянно растущей цены на электричество мы стремимся экономить и одновременно с этим пользоваться нормальным освещением, не режущим глаз, достаточно ярким и не вызывающим раздражения. Именно поэтому энергоэффективные устройства самое оптимальное решение для тех, кто хочет экономно использовать качественный свет. Из данного материала вы узнаете какие лампысамые энергосберегающие, какие разновидности на данный момент существуют, чем лучше тот или иной вид и действительно ли их стоимость полностью окупается.
Чтобы понять,какие лампысамые энергосберегающие,сравним их с уже привычными нам всем, обычными лампочками накаливания или, как их еще называли - «лампочками Ильича». Приобретая один такой прибор, вы уже буквально через месяц поймёте насколько это выгодно, приятно для глаз и экономней. По сравнению с обычной лампой накаливания они:
Если говорить подробнее что же это такое и какими они бывают, то давайте перейдем к следующему пункту нашего материала.
Такие экономные приборы бывают линейными (ЛЛ) и компактными (КЛЛ). Все они содержат ртуть и светодиодные вещества. Общей чертой линейных и компактных люминесцентных ламп может считаться ощутимая экономия потребления электрической энергии. И при этом, они наполняют пространство гораздо большим светом, нежели привычные лампы накаливания. Последние постепенно выходят из обихода, поскольку многие страны мира в последнее время задают курс на эксплуатацию энергоэффективных устройств из-за их общей безопасности и экономичности.
Больше о выборе энергосберегающих ламп, смотрите в видео:
С тех пор как на рынках появились энергосберегающие лампы, обычные лампы накаливания стремительно стали сдавать свои позиции. Обусловлено это тем, что выходит из самого названия продукции - экономия энергии. Однако самые свежие научные исследования ошарашили покупателей заявлением, что опасны энергосберегающие лампы. Как выбрать "экономку", взвесить все "за" и "против" и прийти к единому верному решению?
Вначале давайте поговорим о достоинствах данных изделий.
Итак, продолжая говорить о том, какие энергосберегающие лампочки плюсы и минусы имеют, давайте сейчас остановимся на недостатках.
На сегодняшний день рынок предоставляет большой выбор такого товара, как энергосберегающие данную продукцию, чтобы лампа нам подошла по своим характеристикам и по стоимости.
Ранее, когда мы выбирали лампу накаливания, наше внимание больше всего занимали вопросы: насколько целостна вольфрамовая нить, цоколь и какова же мощность. Исходя из последнего, мы машинально начинали высчитывать, сколько киловатт покажет счетчик после использования одной такой лампочки. Существенно низкий показатель следовательно, относительно небольшая плата за ее потребление - это преимущества, за которые покупатели предпочитают лампочки энергосберегающие, цена на них выше, но они со временем себя окупают. Причем срок службы у «экономок» большой.
Рассматривая, какие энергосберегающие лампочки плюсы и минусы имеют, мы говорили о таком важном показателе, как время работы. Среднестатистическое время работы довольно компактной люминесцентной лампы - не менее 8 тысяч часов. На это же время понадобится по меньшей мере 8 обыкновенных лампочек. В целях экономии собственных средств также следует сделать выбор в пользу более экономного варианта.
Наибольшей популярностью пользуются линейные они довольно компактны за счет меньшего диаметра трубки и пониженного содержания ртути.
Цоколи имеют стандартный размер, поэтому как у накаливающихся, так и у один - Е27.
Также возможны цоколи типа Е-14 для случаев, когда лампы имеют нестандартный размер, меньше обычного.
Мощность энергосберегающих лампочек варьируется в радиусе 3-90 Вт. Выбирая лампу для дома, необходимо помнить, что уровень светоотдачи таких ламп в 5 раз превышает силу обычных. Подобрать лампу для комнаты можно с помощью несложной математической операции, нужно поделить мощность лампы накаливания на 5 и мы поймем, какие нам нужно купить энергосберегающие лампочки. Как выбратьданный товар по другим показателям, рассмотрим ниже.
Люминесцентные лампы разработаны по особым технологиям, которые позволяют воспроизводить разные уровни освещения. Эти цвета соответствуют гамме холодный-теплый. Температура цвета зависит от количественного показателя. Чем выше характеристики температуры, тем воспроизводимый лампой свет будет ближе к холодным тонам, а комната будет наполняться голубым светом. И наоборот, низкий показатель температуры наполнит помещение красноватым цветом.
Этот показатель высчитывается следующим образом:
Рассматривая энергосберегающие лампочки, плюсы и минусы этих изделий, нельзя обойти вопрос моргания лампочки. Это плохо как для самой лампы - она быстрее перегорает, так и для человека - частая смена освещения плохо сказывается на нервах и глазах человека.
Давайте рассмотрим, почему моргает выключенная энергосберегающая лампочка и как бороться с возможной проблемой этого явления.
Лампы, рассчитанные на среднюю мощность, обычно содержат около 1 мг ртути. Это примерно как один шарик на конце ампулы с пастой для ручки. В градусниках содержится около 500 мг. Несмотря на то что разница содержания ртути в лампе и градуснике довольно велика, используя лампы, не стоит забывать об осторожности. Даже небольшое количество испарений не должно попасть в воздух. Однако не всегда удается избежать таких ситуаций.
Многие покупатели задаются вопросом: "Если разбилась энергосберегающая лампочка, что делать?" Если она все-таки разбилась, необходимо принять следующие меры:
Ассортимент осветительных приборов достаточно широк. На смену давно устаревшим и энергозатратным лампам накаливания пришли экономные светодиодные и энергосберегающие лампы. Первые представляют собой соединенные последовательно светодиоды, которые подключаются к стабилизатору тока. Вторые имеют вид запаянной колбы, внутри которой находятся пары ртути и аргона. Когда подается напряжение, ртуть начинает излучать ультрафиолетовое свечение. Оно проходит через колбу, покрытую люминоформом, и таким образом подается световой поток. Рассмотрим особенности и отличия каждого из видов ламп.
Количество светодиодов в одном приборе может быть разным - чем их будет больше, тем и световой поток будет ярче. С помощью светодиодных ламп можно сократить до 80% потребление электричества. Например, если для освещения помещения используется лампа накаливания в 100 Вт, то ее можно будет заменить светодиодной всего в 10 Вт. Led лампы (как еще их принято называть) имеют большой срок эксплуатации - примерно 50 тыс. ч. Универсальными эти приборы называют потому, что они подходят абсолютно для любых помещений и светильников - настолько разнообразны они по форме и размерам. Так, в продаже есть модели похожие на обычные лампы накаливания, в виде свечек, лент. По форме бывают вытянутые, круглые, плоские, с рассеивателем. Модели плоской формы лучше использоваться для точечных светильников, для торшеров - приборы без рассеивателя, в виде свечки для подвесных люстр. Главным недостатком Led ламп является высокая цена. Но, как уверяют производители, такая лампочка быстро окупается.
К преимуществам энергосберегающих ламп стоит отнести:
Выпускаются в виде спирали (в том числе скрученной) и буквы U (3-х, 4-х и 6-ти дуговые). Первые пользуются большим спросом, поскольку подходят ко всем осветительным приборам. По мощности и качеству светового потока не отличаются. Могут иметь разный цоколь: стандартный (Е27), миньон (Е14) или большой (Е40) для уличных фонарей. Цена на энергосберегающие лампы приемлемая.
Данные осветительные приборы имеют свои особенности. Энергосберегающие лампы загораются на полную мощность не сразу, а спустя примерно минуту. В свою очередь светодиодные загораются сразу, - это связано с их конструктивными особенностями. Также стоит отметить, что первые содержат пары ртути, поэтому при повреждении стеклянной колбы есть опасность получить отравление. Кроме того, они требуют специальной утилизации. Обращаться с такими лампами нужно осторожно, выполняя все правила эксплуатации. Светодиодные лампы считаются экологичными, поскольку не содержат вредных веществ. Могут производиться без стеклянной колбы, поэтому еще считаются прочными и стойкими к механическим повреждениям.
Итого: LED лампы по сроку службы в разы опережают энергосберегающие лампы, и они могут включаться и выключаться неограниченное количество раз - эта характеристика никоим образом не повлияет на общий рабочий ресурс. Оба вида лампочек отличаются пожаробезопасностью, не нагреваются во время работы, значительно экономят электричество.
На сегодняшний день для освещения помещений используется три вида источников энергии:
При этом лампы накаливания уже отжили свой век и уже практически уступили свое место люминесцентным, которые стали популярными за счет значительной экономии энергопотребления. В данный момент идет спор о том, какие же лампочки лучше – люминесцентные или светодиодные.
Разница между люминесцентной и в первую очередь состоит в следующих факторах. Для работы по освещению в люминесцентных источниках используются ртуть и ее пары, в которых для свечения применяют плазменный шнур. В этом случае лучи ультрафиолета начинают отсвечивать, отражаясь от люминофорного покрытия внутри лампочки. Этот тип лампочек являют собой некоторую опасность для здоровья организма. Причина этому эти же испарения ртути, которую используют в них.
В это время светодиодные лампочки работают от полупроводниковой структуры и при этом никаких дополнительных преображений освещения не требуется. Таким образом светодиодная лампочка экологически безопасна, поскольку в ней не использовано абсолютно никаких вредных веществ.
Есть еще одно важное отличие люминесцентных ламп от светодиодных. В люминесцентных лампах очень высокая частота мерцания, которая имеет негативное влияние на зрение человека. Поэтому после некоторого времени пребывания в комнате с подобным освещение, человек устает и могут болеть глаза.
В это время светодиодные лампы работают исключительно от постоянного тока, поэтому свечение равномерное, без какого-либо мерцания.
Если рассматривать так же свечение двух этих видов ламп, то при освещении люминесцентной лампой, свет кажется холодным и «мертвым», поэтому некоторые цвета теряют свою палитру оттенков, а то и значительно преображаются. В это же время светодиодная лампа освещает помещение светом, похожим на натуральное дневное освещение, в результате чего цвета остается без изменений.
Люминесцентные лампы и светодиодные, разница между которыми есть не только в физических явлениях, но и в самих их параметрах. А именно:
Чтобы сравнить стоимость между люминесцентной и светодиодной лампой, рассмотрим следующий пример. Десяти ватная светодиодная лампа стоит 540 рублей, а равноценная ей двадцати одно ваттная люминесцентная стоит 190 рублей. Если рассматривать стоимость ламп исходя из их срока службы, то получится следующая ситуация. Для сравнения возьмет 30 тысяч часов их работы.
Поскольку срок службы люминесцентной лампы 10 тысяч часов, то для взятого для примера срока нужно будет использовать 3 такие лампочки. Что потребителю обойдется в 570 рублей. В это время светодиодной лампы достаточно будет одной. Таким образом разница между стоимостью обеих ламп будет составлять 325 рублей.
За то же самое время работы, при стоимости одного киловатта три с половиной рубля, люминесцентная лампа использует электроэнергии на 2 205 руб, тогда как светодиодная – на 1 050 руб.
Подведя итог подсчетам мы увидим, что за 30 тысяч часов работы люминесцентной лампы потребитель заплатит 2 775 руб, в то время как стоимость работы светодиодной, вместе со стоимостью самой лампы обойдется всего за 1 375 руб. итак выходит, что дешевая лампочка обойдется вам в два раза дороже, чем покупка дорогого ее светодиодного аналога.
От ламп накаливания бытовые потребители постепенно отказываются, и применяют их всё реже и реже. Сначала их заменили компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Они потребляют электроэнергии в 5 раз меньше, при той же яркости. То есть люминесцентной лампой в 20 Вт можно заменить 100 Вт лампу накаливания. За это их прозвали энергосберегающими.
Технологии не стоят на месте и в последние 5 лет на рынке укрепились . Ассортимент продукции достаточно широк от световых панелей и лент до прожекторов и ламп под все возможные цоколи. При этом светят в 10 раз ярче, чем лампы накаливания той же мощности. Давайте подробно рассмотрим отличия энергосберегающих и светодиодных ламп.
Интересно:
Светодиодные лампы фактически тоже относятся к энергосберегающим, но в народе такое название закрепилось за компактными люминесцентными лампами, хотя энергию они сберегают не так как светодиодные. В статье предлагаю не отклоняться от народных названий.
Состав
Энергосберегайки представляют собой компактный вариант классической трубчатой люминесцентной лампы, которые выпускаются под штырьковые цоколя g5 и g13, обычно различаются по толщине трубки (t5, t8). Компактность достигнута за счёт скручивания трубки в форме спирали. Тогда при том же принципе действия вы получаете источник света по размеру и цоколю повторяющий распространённые лампы накаливания.
Наиболее востребованы модели ламп с цоколями E14 и E27.
Компактная энергосберегающая лампа состоит из:
электронного балласта;
В свою очередь колба наполнена парами ртути и её внутренние стенки покрыты люминофором, от его состава зависит цветовой спектр и цветовая температура.
Светодиодные лампы в зависимости от годов выпуска строились с использованием разных конструктивных и схемотехнических решений, типах светодиодов. Ранние модели выпускали с 5 мм светодиодами, позже их заменили , такие как вы могли встретить на светодиодной ленте.
Последние новации - это филаментные нити, они состоят из светодиодных кристаллов расположенных на сапфировом стекле или другом диэлектрическом материале, равномерно покрыты люминофором, что создает иллюзию светящейся нити. Внешне такие лампы похожи на лампы накаливания - у них прозрачная стеклянная колба и нет пластика в корпусе.
И так общая конструкция большинства светодиодных ламп:
пластиковый или металлический корпус;
источник питания;
металлическая плата со светодиодами;
светорассеивающая колба.
Первое отличие люминесцентных энергосберегаек от светодиодных в используемых источниках света: трубка с парами ртути против полупроводниковых кристаллов.
Яркость и мощность
У лампы есть три основных характеристики:
Потребляемая мощность, Вт;
Световой поток, Лм;
Цветовая температура, К.
В принципе единственный возможный путь к сохранению электроэнергии - увеличение удельного светового потока, т.е. .
Для сравнения давайте рассмотрим световой поток от ламп разной конструкции:
Лампа накаливания в зависимости от особенностей исполнения может выдавать до 20 Лм на 1 Ватт потребляемой мощности, при этом чаще всего это порядка 10-17 Лм/Вт.
Люминесцентная лампа выдает от 40 до 70 Лм/Вт. Стоит сказать, что несмотря на снижение популярности этих источников света инженеры улучшают эти показатели и встречаются публикации о том, что достигнуто порядка 100 Лм/Вт, но в продаже я таких не встречал.
Светодиодные лампы светят еще ярче - 80-120 Лм/Вт. За последнее десятилетие этот показатель вырос в разы, а цена снизилась еще больше. Это и есть причиной успеха LED-продукции на рынке.
Отсюда следует, что при работе наибольший нагрев у ламп накаливания (более 100 градусов), на втором месте энергосберегающие лампы (60-80 градусов), самые холодные лампы - светодиодные (30-40 градусов). Это связано с разницей в КПД, при работе светодиодных ламп в тепло выделяется наименьшее количество энергии.
Ресурс и потеря яркости
30000-50000 часов - средний срок службы светодиодных ламп. Но он значительно зависит от условий эксплуатации. Например, если LED-источник света работает в жарких условиях то срок может снизиться в 2 и больше раз.
10000 - часов работают люминесцентные лампы. Но это тоже не статическая величина, встречаются случаи, когда они перерабатывают свой ресурс или наоборот - сгорают преждевременно.
Основная причина выхода из строя компактных люминесцентных ламп - частое включение и выключение, тогда как те лампы, что включены круглосуточно обычно переживают ресурс в разы. Это связано с принципом работы, об этом немного позже.
На длительность срока эксплуатации влияет и система питания. К слову, люминесцентные лампы с электромагнитным балластом (дросселем) лампы работают в два раза меньше чем с электронным. Но в компактных энергосберегающих лампах используется только электронный балласт (ЭПРА).
1000 часов светят лампы накаливания. Срок службы сократится, если лампу часто включают и выключают или она работает в условиях с повышенной температурой и вибрацией. Удары и сотрясения лампочки могут повредить спираль, и она оборвется.
Вывод:
Светодиоды имеют наибольший ресурс среди перечисленных аналогов. Светодиодные лампы не боятся частых включения и выключений - это позволяет их применять в коридорах, туалетах и кладовых.
Снижение яркости ламп со временем
Лампы накаливания уверено выдают свои люмены на протяжении всего срока службы, возможно снижение до 7%. Основной причиной снижения яркости является загрязнение колбы и плафона светильника.
Энергосберегающие лампочки, как и любые типы люминесцентных ламп, имеют свойство стареть. И световой поток Снижается до 50% к концу срока службы. Это связано со старением люминофора, его выгоранием, износом электродов. Вы могли заметить, что старые ЛЛ часто чернеют у концов трубки, это признак скорой замены.
Светодиодные лампы выдают заявленный световой поток не постоянно. Световой поток снижается до 15% уже через 25000, что значительно дольше, чем у энергосберегающих ламп, за это время вы замените две таких, а светодиодная будет продолжать работать. На яркость также влияет и температура. Если лампа перегревается, то световой поток падает до 80% от номинального в течении 2-3 минут. При длительном перегреве кристалл светодиода деградирует и может сгореть.
Способ питания
Оба вида ламп требуют особого подхода к питанию. Для этого внутри корпуса расположена схема питания.
Компактные люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы довольно специфичный источник света с точки зрения питания, для их включения нужна схема повышающая напряжение выше напряжения питания в электросети. Ранее для этого использовали дроссель со стартером, теперь электронный пускорегулирующий аппарат (балласт). Внутри колбы газ, на её концах две спирали, напряжение подключается к спиралям (электроды).
Для упрощения понимания процесса розжига я опишу его на примере устаревшей системы пуска, в ЭПРА используемом на энергосберегающих лампах принцип тот же, но подход другой.
Так как в выключенном (холодном) состоянии сопротивление между электродами большое, поэтому сначала их разогревают, за это отвечает стартер. Начинается процесс под названием «термоэлектронная» эмиссия, начинают испускаться свободные электроны.
В стартере находится колба с газом, например неон, и биметаллические контакты, которые в горячем состоянии замыкаются и конденсатор. Ток в 20-50 мА, через колбу с газом разогревают контакты, они замыкаются, а разряд внутри колбы стартера прекращается. Тогда ток ограниченный реактивным сопротивлением дросселя и спиралей протекает по контуру: Источник питания - дроссель - спираль - стартер - спираль - источник питания.
Спирали разогреваются, а пластины стартера остывают и размыкаются. В результате чего энергия происходит всплеск напряжения достаточный для ионизации газов в колбе лампы, после чего происходит её зажигание, сопротивление между электродами резко снижается. Эти процессы приводят к протеканию тока через колбу и излучению света.
Как вы могли заметить процесс достаточно сложный. Включение лампы усложняется, если спирали износились или деградировал люминофор, а также в холоде. Это большая проблема всех люминесцентных, газоразрядных источников света - включение при морозе. Оно может либо происходить крайне долго или вообще не включиться, если лампа не первой свежести. Да и итоговая яркость в холоде может быть ниже номинальной.
Сейчас отказываются от такого подхода, используют импульсные схемы, которые называют электронным балластом или ЭПРА. Его типовую схему вы видите ниже. Она работает на высокой частоте (десятки кГц), против 50 Гц питающей сети в схеме с дросселем. Это позволяет получить более равномерное и яркое свечение, а также облегчить розжиг лампы и снизить износ электродов.
Светодиодные лампы
У светодиодов требования к питанию проще, хотя все равно довольно жесткие. Основная задача стабилизировать ток. Источник питания называют , это такой прибор, который стремится поддерживать заданный ток независимо от сопротивления нагрузки. Фактически сопротивление ограничено мощностью драйвера.
В самых дешевых лампах драйвер и стабилизация отсутствует, ток просто снижают балластным сопротивлением до приемлемой величины при условии нормального напряжение в питающей сети. Но напряжение в сети часто отклоняется от нормы и происходят всплески, такие лампы долго не живут, светодиоды сгорают из-за долгой работы при повышенном напряжении питания, или при скачке напряжения. Типовая схема балластного драйвера изображена на фото.
Преимущества - гальваническая развязка, возможно наличие защит, стабилизация тока, больший срок службы светодиодов, низкие пульсации света.
Недостатки - относительная дороговизна, при использовании некачественных компонентов драйвер тоже может сгореть.
Утилизация и вред экологии
Основная проблема люминесцентных ламп - использование ртути в колбе, она вредит окружающей среде и здоровью человека, если разобьётся в помещении. Это вызывает большие затраты на утилизацию (для предприятий). Нужно проводить процесс «демеркуризации».
Светодиодные лампы не несут вреда экологии, могут утилизироваться как бытовые отходы, не используются вредные вещества при их изготовлении. При этом существуют компании по их переработки для вторичного производства. Встречаются публикации о том, что отдельные предприятия занимаются переработкой полупроводниковых кристаллов.
Заключение
Подведем итоги и перечислим кратко достоинства и недостатки ламп:
Энергосберегающие люминесцентные:
«-» Проблема утилизации и вред экологии.
«-» Световой поток ниже, чем у светодиодных.
«-» Срок службы 10000, хоть и больше чем у ламп накаливания, но меньше LED-продукции.
«+» Относительная надежность.
«+» Яркость.
«+» Энергопотребление.
«+» невысокая рабочая температура.
Светодиодные:
«-» Цена качественных ламп может доходить до 8-10 долларов.
«-» У низкокачественных ламп плохой цветовой спектр и высокие пульсации.
«+» Энергосбережение.
«+» Яркость.
«+» Долговечность.
Светодиодные лампы тоже энергосберегающие, но по упомянутым причинам такое название закрепилось за компактными люминесцентными лампами. Светодиоды - это актуальный, надежный и популярный источник света. Инженеры лидирующих производителей постоянно занимаются повышением качества света и цветового спектра.