Τεχνικός Ηλεκτρολογικών Συστημάτων, Δικτύων και Τηλεπικοινωνιών  (Γ? Τάξη , 1ο ΕΠΑΛ –EK Λιβαδειάς)

 Σύγκριση Λαμπτήρων

Λαμπτήρες  LED, Πυράκτωσης, φθορισμού

 

Όλοι μας ξέρουμε ότι οι λανπτήρες LED είναι καλύτεροι, αν και πολλοί από εμάς, προς το παρόν, προτιμάμε τις λάμπες οικονομίας – φθορισμού – CFL.

Αυτό κυρίως λόγω της φωτεινότητας: πολλές λάμπες LED που κυκλοφορούν στο εμπόριο, έχουν αρκετά πιο ασθενή φωτισμό σε σχέση με τις άλλες, σε συνδυασμό και με τη μεγαλύτερη  τιμή.

Ας δούμε λίγο τα πράγματα πιο αναλυτικά!

Για να «μετρήσουμε» τη φωτεινότητα ενός λαμπτήρα  ή γενικά του φωτός μιας φωτεινής πηγής, χρησιμοποιούμε μία μονάδα μέτρησης που ονομάζεται Lumen.

Όσο περισσότερα τα Lumen ανά Watt, τόσο μεγαλύτερη η φωτεινότητα.

Αντίστοιχα, όσο περισσότερα τα Watt, τόσο μεγαλύτερη η φωτεινότητα, αλλά και η κατανάλωση ρεύματος.

Ενας λαμπτήρας πυράκτωσης ξοδεύει περίπου το 90% της ενέργειας -ρεύμα- για παραγωγή ζέστης (θερμότητας) και μόνο το ~10% για παραγωγή φωτός:  παράγει δηλαδή μόνο ~12 Lumen/watt.

Οπότε, για να το κάνουμε πιο κατανοητό, δείτε την εικόνα:

LED              ΦΘΟΡ.      ΠΥΡΑΚΤΩΣΗΣ

10W                14W                 55W

Σημείωση: Υπάρχουν κάποιες ανοχές στον υπολογισμό από λάμπα σε λάμπα και από εταιρία σε εταιρία.

Αλλά ας συγκρίνουμε τις δύο τελευταίες λάμπες εν τάχει, ώστε να δούμε τι πλεονεκτήματα και τι μειονεκτήματα έχει η κάθε μία.

Οι λάμπες LED:

1) είναι πιο οικονομικές σε κατανάλωση ρεύματος, έως και 95%, αν συγκριθούν με μία πυράκτωσης ίδιας φωτεινότητας. Ένα κόκκινο φανάρι το οποίο περιέχει 200 λυχνίες LED καταναλώνει 10 Watt αντί 150 Watt που καταναλώνει ένας αντίστοιχος λαμπτήρας πυρακτώσεως

2) έχουν 5-10 φορές μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Διάρκεια ζωής πάνω από 30.000 ώρες!

3) άμεση maximum φωτεινότητα με το που την ανάβουμε (ενώ στις φθορισμού , αργεί να πιάσει τη maximum φωτεινότητα)

4) Δεν ζεσταίνονται καθόλου (<65 βαθμούς Κελσίου).

5) Εξάλειψη UV (υπεριώδους) ακτινοβολίας

6) δεν είναι ευαίσθητες σε κραδασμούς – χτυπήματα ? καταπονήσεις

7) Δεν τρεμοπαίζουν ποτέ. Επίσης έχουν μικρό μέγεθος και ευελιξία σχεδιασμού

Ένα μεμονωμένο LED είναι πολύ μικρό και παράγει συνολικά λίγο φως.

8) Είναι πιο ακριβές, αλλά θα κάνετε απόσβεση σταδιακά λόγω χαμηλότερης κατανάλωσης ρεύματος (μέσα στο 2ο έτος λειτουργίας)

9) Μπορούμε να τις λειτουργήσουμε με dimmer (ροοστάτη) ενώ τους λαμπτήρες φθορισμού δυσκολότερα.

10) Δεν περιέχουν μέσα τους διάφορες τοξικές και επικίνδυνες για την υγεία μας ουσίες (υδράργυρος όταν σπάσουν)

11) Προσφέρουν άνετο και ξεκούραστο φωτισμό, με πολύ καλή ποιότητα χρώματος (CRI>80 στα 4000°Κ).

12) Οι λαμπτήρες LED αντικαθιστούν τους παλαιούς λαμπτήρες χωρίς να αλλάξετε το φωτιστικό σώμα.

13) Τα προϊόντα διατίθενται με πολυετή εγγύηση καλής λειτουργίας (ποικίλλει αναλόγως με το μοντέλο και τον κατασκευαστή).

 

Τα μειονεκτήματα των LED

Αν και τα LED έχουν πολλά πλεονεκτήματα, παρόλα αυτά, δεν παύουν να έχουν και κάποια μειονεκτήματα, μιας και τίποτα δεν είναι τέλειο!

Ας ξεκινήσουμε λοιπόν, απλά και κατανοητά.

1) Κόστος αγοράς LED

Ένα από τα βασικότερα μειονεκτήματα των LED, είναι φυσικά το κόστος αγοράς! Και όταν λέμε κόστος, το αναφέρουμε βάσει κόστους / μονάδας μέτρησης φωτεινότητας.

Πιο απλά, για να παράγουμε τάδε φωτεινότητα, θα πρέπει να πληρώσουμε πιο πολλά για αγορά LED, παρά για αγορά πυρακτώσεως – φθορισμού – αλογόνου.

2) Ευαισθησία σε θερμοκρασίες

Τα LED αποτελούνται από αυτά τα μικροσκοπικά λαμπάκια και ένα κύκλωμα που τα επιτρέπει να λειτουργούν όπως πρέπει.

Όλο το σύνολό τους, αν και δεν ζεσταίνεται συνήθως, είναι ευαίσθητο στις υψηλές θερμοκρασίες. Αν για κάποιο λόγο ζεσταθεί, υπάρχει κίνδυνος να αστοχήσει κάποιο μέρος του κυκλώματος κι έτσι να μην λειτουργεί όλο το κύκλωμα, οπότε να χρειάζεται όλο αντικατάσταση.

3) Ευαισθησία στην τάση

Ένα άλλο μειονέκτημα των LED είναι ότι είναι ευαίσθητα στην τάση. Αν για κάποιο λόγο εφαρμοστεί τάση μεγαλύτερη από την προτεινόμενη, τότε αυτά καταστρέφονται.

4) Παράγουν κατευθυνόμενο κυρίως φως

Το συγκεκριμένο, μερικές φορές μας εξυπηρετεί και δεν θα λέγαμε ότι αποτελεί ένα από τα βασικά μειονεκτήματα των LED.

Τα LED κατευθύνουν το φως που παράγουν προς μία κατεύθυνση συγκεκριμένα, κάνοντας έτσι δυσκολότερη τη διάχυση.

Πιο συγκεκριμένα, ένα σύνολο από ?LEDάκια? που «κοιτάνε» προς διάφορες κατευθύνσεις, δεν θα μας δώσει μία ομοιόμορφη διαχυτικότητα φωτός όπως θα μας έδινε πχ μία λάμπα πυρακτώσεως.

Αντίστοιχα σε έναν κρυφό φωτισμό, αν δεν τοποθετηθούν επιδέξια, μπορεί να μη φαίνεται το απαλό ομοιόμορφο φως, αλλά μικρές «έντονες» λάμψεις επάνω στον τοίχο, που παράγονται από κάθε ?LEDάκι?.

  1. H χαμηλή θερμοκρασία χρώματος είναι δυσκολότερο να επιτευχθεί και μειώνει τη φωτιστική τους απόδοση. Οι λαμπτήρες με «γλυκό» φως (3000-4000 °Κ) δηλαδή, έχουν μικρότερη απόδοση απ τους αντίστοιχους των 6000 °Κ.
  2. Υπάρχουν προμηθευτές με αμφίβολης ποιότητας λαμπτήρες LED που παρουσιάζουν λανθασμένες τιμές (αυξημένες) στις μετρήσεις φωτεινότητας και απόδοσης.

Κατανάλωση και φωτιστική απόδοση

Η ισχύς (Watt) και η φωτεινή ροή ή φωτεινή ισχύς (Lumen, lm) είναι δύο διαφορετικά μεγέθη που χαρακτηρίζουν έναν λαμπτήρα.

Η ισχύς (Watt) υποδηλώνει την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνει ένας λαμπτήρας, όταν λειτουργεί. Π.χ. ένας λαμπτήρας 100W, αν μείνει σε λειτουργία 10 ώρες, θα καταναλώσει 100W X 10H = 1KWH (μία κιλοβατώρα), την οποία θα πληρώσουμε στον πάροχο ηλ.ενέργειας.

Η φωτιστική απόδοση (ή συντελεστής απόδοσης) ενός λαμπτήρα (α) αναφέρεται στο ποσό της φωτεινής ροής που αποδίδεται από κάποιον λαμπτήρα για κάθε Watt καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ισχύος (lm/W). Ένας λαμπτήρας 90Lm/W φωτίζει πιο έντονα ένα δωμάτιο (μεγαλύτερη λαμπρότητα), σε σύγκριση με κάποιον άλλον των 55lm/W (και του ίδιου φυσικού μεγέθους).

O συντελεστής απόδοσης (α) είναι διαφορετικός για κάθε τύπο λαμπτήρα.

Αυτό σημαίνει ότι δύο διαφορετικοί λαμπτήρες μπορεί να έχουν ονομαστική ισχύ 100 W, δηλαδή να καταναλώνουν την ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά ο πρώτος να φωτίζει περισσότερο. Δηλαδή πληρώνοντας τα ίδια χρήματα , ο πρώτος δίνει περισσότερο φως. Για παράδειγμα οι λαμπτήρες πυράκτωσης έχουν πολύ μικρό συντελεστή απόδοσης γιατί ένα πολύ μεγάλο μέρος της ενέργειας που καταναλώνουν «χάνεται» σε θερμότητα.

Στην αγορά κυκλοφορούν σήμερα τρία βασικά είδη λαμπτήρων.

α. Πυρακτώσεως (κοινές λάμπες)

β. Φθορισμού (σωλήνες και CFL)

δ. LED

Παρακάτω ακολουθεί η αντιστοιχία φωτιστικής απόδοσης μεταξύ τους (μέσοι όροι απόδοσης ? υπάρχουν μικροδιαφορές ανάλογα με τη μάρκα και την ποιότητα).

Λαμπτήρας πυρακτώσεως –>      15 Lumen / Watt

Λαμπτήρας φθορισμού ——->    60 Lumen / Watt

Λαμπτήρας LED —————–> 75 Lumen / Watt

Όπως προκύπτει από τα παραπάνω, ένας  κλασικός  λαμπτήρας  65W δίνει φωτισμό 1000 Lumen περίπου.

Αν λοιπόν σε ένα δωμάτιο έχουμε μια κοινή λάμπα 67 Watt και θέλουμε να έχουμε τον ίδιο φωτισμό, αλλά με μικρότερη κατανάλωση, τότε θα πρέπει να προσέξουμε ότι:

Λαμπτήρας πυρακτώσεως 1000 Lumen ——>     κατανάλωση 67 Watt

Λαμπτήρας φθορισμού 1000 Lumen ———–>   κατανάλωση 17 Watt

Λαμπτήρας LED 1000 Lumen ——————–> κατανάλωση 14 Watt

 

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι:

– ένας λαμπτήρας φθορισμού δίνει 5 φορές τον φωτισμό ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως στα ίδια Watt.

– ένας λαμπτήρας LED δίνει 5 φορές τον φωτισμό ενός λαμπτήρα πυράκτωσης στα ίδια Watt και όχι 10 φορές, όπως λένε οι διαφημίσεις.

Ίσως τώρα να σας λύθηκε η απορία γιατί ενώ στο κατάστημα μας λένε, ότι μια λάμπα  LED  10 Watt αντιστοιχεί σε λαμπτήρα πυρακτώσεως 100 Watt, μόλις την τοποθετήσουμε στο σπίτι μας, μας δίνει την αίσθηση ότι φωτίζει λιγότερο.

 

Τι πρέπει να γνωρίζουμε:

Στους λαμπτήρες φθορισμού, επιλέγουμε αυτούς που δίνουν θερμό φωτισμό (κιτρινωπό χρώμα φωτός, (Θερμοκρασία χρώματος 3800-5000 °Kelvin)  που δεν κουράζει τα μάτια). To ίδιο απαιτούμε κι απ τους λαμπτήρες LED.

Οι λαμπτήρες οικονομίας απαιτούν 1-2 λεπτά, από τη στιγμή που θα ανάψουν, ώστε να φτάσουν στη μέγιστη απόδοση φωτισμού. Όσο παλιώνουν λόγω χρήσης, η μέγιστη απόδοση σε Lumen μικραίνει.

Οι λαμπτήρες LED, πέρα από την χαμηλότερη κατανάλωση, δεν θερμαίνονται όταν λειτουργούν, πράγμα που τους καθιστά βολικούς σε κάποιες εφαρμογές, όπως σποτάκια, φωτισμό βιτρίνας ή κλειστού επίπλου με τζαμαρία κλπ. Δεν χρειάζονται χρόνο για να αποδώσουν το μέγιστο της φωτεινότητας τους και ανεξαρτήτως

από το πόσες φορές τους ανάβουμε και τους σβήνουμε το ποσοστό της απόδοσης που «χάνουν» είναι μόλις 1%-3%

Το ακριβότερο δεν είναι πάντα και το καλύτερο, όπως και το φθηνότερο δεν είναι πάντα και το πιο συμφέρον.

Υπάρχουν λαμπτήρες κορυφαίας μάρκας (και τιμής) που προσφέρουν ακριβώς τα ίδια με άλλους μεσαίας μάρκας (και τιμής). Αν δυο ίδιοι λαμπτήρες οικονομίας ή LED έχουν διαφορά στην τιμή, κατά πάσα πιθανότητα θα έχουν διαφορά και στη διάρκεια ζωής. Η διάρκεια ζωής που δίνει ο κατασκευαστής (κάποιες χιλιάδες ώρες) για τους

λαμπτήρες πυρακτώσεως και οικονομίας, ισχύει με την προϋπόθεση ότι ο λαμπτήρας λειτουργεί σε στεγνό μέρος (όχι υγρασία) και συνεχώς, χωρίς να ανάβει ή να σβήνει. Στην πραγματικότητα, η διάρκεια ζωής μπορεί να πέσει και κάτω της μισής από αυτή που δίνει ο κατασκευαστής. Αυτό όμως δεν ισχύει για τους λαμπτήρες LED.

Δεν συμφέρει η τοποθέτηση λαμπτήρα οικονομίας σε χώρους όπου αναβοσβήνουν διαρκώς και για μικρό χρονικό διάστημα (π.χ. μπάνιο – WC).

Όταν αγοράζουμε λαμπτήρες, συγκρίνουμε την απόδοση σε Lumen, στα ίδια Watt.

 

Τελικά τι είδους λαμπτήρες με συμφέρει να βάλω;

 

ΠΥΡΑΚΤΩΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ LED
ΙΣΧΥΣ   ΣΕ WATTS 67 17 13
ΦΩΤΕΙΝΗ ΡΟΗ  ΣΕ LUMENS 1000 1000 900
ΦΩΤΙΣΤΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΕ LUMENS/WATT 15 60 70
ΔΕΙΚΤΗΣ ΧΡΩΜΑΤΙΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ Ra 100 75 65
ΚΟΣΤΟΣ ΛΑΜΠΤΗΡΑ 1000 LM ΣΕ ΕΥΡΩ 1 2 7
ΧΡΟΝΟΣ ΖΩΗΣ ΛΑΜΠΤΗΡΑ ΩΡΕΣ 1000 5000 30000
ΚΟΣΤΟΣ ΛΑΜΠΤΗΡΩΝ 1000 LM ΣΤΙΣ 30000 ΩΡΕΣ ΣΕ ΕΥΡΩ 30 12 7
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΙΑ 1000 LM  ΓΙΑ 30000 ΩΡΕΣ ΣΕ kwh 2000 500 386
ΚΟΣΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΕΥΡΩ (0,12ευρώ / kwh) 240 60 46
ΠΟΣΟΣΤΟ ΗΛ. ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ   % ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΣΥΝ. ΚΟΣΤΟΣ 89 83 87
ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΛΑΜΠΤΗΡΩΝ ΣΤΙΣ 30000 ΩΡΕΣ σε ευρώ 270 72 53
ΠΟΣΟΣΤΟ ΚΟΣΤΟΥΣ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΠΥΡΑΚΤΩΣΗΣ  % 100 27 20
* 30000 ΩΡΕΣ ΣΗΜΑΙΝΕΙ  3,5 ΧΡΟΝΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΠΕΡΙΠΟΥ

 

Κάνοντας μια σύγκριση μεταξύ των διαφόρων ειδών, με την παραδοχή ότι θα φωτίζουμε επί  30.000 ώρες (δηλ. 3,5 χρόνια) ένα δωμάτιο με την ίδια ένταση φωτισμού (τα ίδια Lumens), λαμβάνοντας ως τιμή κιλοβατώρας τη σημερινή (0,12 ?), και ως διάρκεια ζωής λαμπτήρα τη μέγιστη ονομαστική τιμή που δηλώνει ο κατασκευαστής, προκύπτουν τα παρακάτω συμπεράσματα.

 

α. Λαμπτήρας πυρακτώσεως 67 W, διάρκεια ζωής = 1.000 ώρες, τιμή μονάδας 1 ?

30.000 ώρες φωτισμού αντιστοιχούν σε 30 λάμπες (30 ?) και 2000 KWh (240 ?)

Συνολικό κόστος: 270 ? (όπου το 88% του κόστους είναι το ηλεκτρικό ρεύμα)

 

β. Λαμπτήρας οικονομίας 17 W, διάρκεια ζωής = 5.000 ώρες, τιμή μονάδας 2 ?

30.000 ώρες φωτισμού αντιστοιχούν σε 6 λάμπες (12 ?) και 500 KWh (60 ?)

Συνολικό κόστος: 72 ? (όπου το 83% του κόστους είναι το ηλεκτρικό ρεύμα)

 

γ. Λαμπτήρας LED  14 W, διάρκεια ζωής = 30.000 ώρες, τιμή μονάδας 7 ?

30.000 ώρες φωτισμού αντιστοιχούν σε 1 λάμπα (7 ?) και 429 KWh (51 ?)

Συνολικό κόστος: 58 ? (όπου το 88% του κόστους είναι το ηλεκτρικό ρεύμα)

 

Όπως βλέπουμε ο λαμπτήρας πυρακτώσεως καταλήγει σε χρονικό διάστημα τριών ετών και να έχει πενταπλάσιο κόστος λειτουργίας, συγκριτικά με τους λαμπτήρες φθορισμού και LED.

 

Στα 3,5 χρόνια λειτουργίας (30.000 ώρες) το κόστος λειτουργίας των LED είναι το 20% σε σχέση με αυτό των πυράκτωσης.

 

Στα 3,5 χρόνια λειτουργίας (30.000 ώρες) το κόστος λειτουργίας των λαμπτήρων φθορισμού  είναι το 27% σε σχέση με αυτό των πυράκτωσης.

 

Συμπεράσματα

Με τα σημερινά τιμολόγια των παρόχων ενέργειας πιο συμφέρουσα και μακροβιότερη λύση είναι οι λαμπτήρες LED.

 

Οι μαθητές της  Γ? Τάξης Ηλεκτρολόγων  1ου ΕΠΑΛ  Λιβαδειάς με την αρωγή του εκπαιδευτικού Σιαμανδούρα Σωτήρη.

Εργαστήριο Αυτοματισμών ? Εργαστηριακό Κέντρο Λιβαδειάς.

 

Σύγκριση Λαμπτήρων (LED, Πυράκτωσης, φθορισμού)