Ledy w oświetleniu ogólnym

Tymczasem w codziennej pracy zarzucani jesteśmy informacjami o nowych możliwościach diod elektroluminescencyjnych (LED), które w środowisku wtajemniczonych rodzą mieszane uczucia, żeby nie powiedzieć wstręt. Stając się świadkami połączenia rynku oświetlenia z rynkiem elektroniki (LED jest przecież elementem elektroniki jednak emituje światło), podczas którego zachodzi chroniczny brak wymiany informacji na rzecz wzajemnej rywalizacji dwóch światów, często mówimy …jeszcze nie czas na LED. Dodając do tego brak odpowiednich narzędzi do weryfikacji rzetelności podawanych informacji nasze zniechęcenie rośnie a technologię LEDową, choć bardzo dobrą, życie sprowadza do roli bomby z opóźnionym zapłonem. Tym bardziej zawsze warto rozmawiać z rzetelnymi partnerami w branży.

OSRAM z pewnością do takich należy. Firma łączy w swojej ofercie produkcję półprzewodników jako OSRAM Opto Semiconductors z ponad 100-letnią wiedzą z zakresu komponentów oświetlenia (OSRAM GmbH) przedstawiając odpowiedni balans parametrów, bo przecież dioda nie tylko powinna mieć możliwie największą skuteczność świetlną, ale również wysoką „jakość” emitowanego światła. PrevaLED – powszechnie nazywany LED engine to nowa koncepcja w podejściu do współpracy z producentami opraw oświetleniowych w oparciu o technologię LED.

^{_{Zdj. 1 PrevaLED - okrągła płytka z diodami}}

Sprowadza ona komponent LED do formy źródła światła w ustandaryzowanej formie, wyzwalając producentów opraw z uciążliwego szukania kooperantów w projektowaniu płytek elektronicznych, czy wykonywania montażu powierzchniowego, nie wspominając o wyborze odpowiednio wyselekcjonowanych diod i spełnianiu wysokich wymagań dystrybutorów pojedynczych półprzewodników (projekty oświetleniowe z wykorzystaniem milionów sztuk diod miesięcznie to raczej rzadkość). PrevaLED to system, w którego skład wchodzi okrągła płytka z diodami (Zdj. 1), układ zasilający oraz specjalna złączka (Zdj. 2) - jej rola to nie tylko przeniesienie zasilania, ale również wymiana informacji między procesorami. Stanowi ona, w gruncie rzeczy, serce układu odpowiedzialnego za odpowiednie sterowanie grupy diod w taki sposób, aby uzyskać optymalne parametry emitowanego światła.


PrevaLED dostępny jest w 3 wersjach strumienia świetlnego: 800lm (w przybliżeniu odpowiednik żarówki halogenowej o mocy 50W), 2100lm (w przybliżeniu odpowiednik 32W świetlówki kompaktowej, niezintegrowanej) oraz 3000lm (w przybliżeniu odpowiednik 42W świetlówki kompaktowej, niezintegrowanej lub 35W źródła wyładowczego, ceramicznego).

_{Zdj. 2 PrevaLED – układ zasilający ze złączką}

Niewątpliwe korzyści wynikające z zastosowania PrevaLED to:

1.    Energooszczędność, czyli stosunek ilości wytwarzanego światła do mocy pobieranej przez układ, która dla modułu PrevaLED wynosi 78lm/W. Dla porównania skuteczność świetlna:

a.    świetlówki liniowej T8 o mocy 18W wynosi 75lm/W;

b.    świetlówki kompaktowa, niezintegrowanej 18W wynosi 66lm/W;

c.    źródła wyładowczego, kwarcowego, tabularnego o mocy 70W wynosi 75lm/W.

2.    Wierność widzenia kolorów czyli ogólny wskaźnik oddawania barw Ra wyrażany w skali od 0 do 100, który dla modułu PrevaLED wynosi >90. Dla porównania wskaźnik ten dla:

a.    źródeł żarowych (żarówki, halogeny) wznosi 100;

b.    świetlówek liniowych, kompaktowych wznosi powyżej 80;

c.    źródeł wyładowczych wynosi powyżej 80.

3.    Powtarzalność odcieni bieli, czyli zmora technologii LED wykorzystywanej w oświetleniu, w przypadku PrevaLED nie stanowi już problemu. Dzięki opisanej powyżej, inteligentnej kontroli parametrów emitowanego światła oferujemy w pełni powtarzalny produkt. Korzystając z teorii określania obszarów nie wykazujących różnic w widzianej barwie a opracowywanej przez Pana Davida MacAdams’a tzw. krok SDCM dla PrevaLED wynosi 3.

4.    Długi czas życia produktu, czyli zdecydowanie mniejsze koszty związane z eksploatacją. Żywotność PrevaLED określona jest na poziomie 50 000 godzin. Oznacza to, że przy średnim czasie użytkowania 4 000 godzin w roku (rok ma 8 736 godzin) oprawa będzie pracować ponad 12 lat! Dla porównania średnia żywotność:

a.    żarówki wynosi 1 000 godzin;

b.    świetlówki liniowej wynosi 15 000 godzin;

c.    źródła wyładowczego wynosi 12 000 godzin.

Czy zatem dysponując takim narzędziem jak PrevaLED nie jest wskazane zaadoptowanie go w już dziś istniejących rozwiązaniach oświetleniowych? A może warto wykorzystać ten moment jako budulec nowej koncepcji oświetlenia ogólnego, wprowadzania nowych trendów, czy wyznaczania nowych kierunków rozwoju technologii LEDowej? Z pewnością warto podjąć tę inicjatywę, aby nie pozostać biernym na „krzyk rynku”. Nawet dość pobieżny przegląd dziś dostępnych rozwiązań oświetleniowych dowodzi, że powyższe założenie jest słuszne zaś jedynym ograniczeniem staje się ludzka wyobraźnia. Możemy przeanalizować przykład oświetlenia sali konferencyjnej o wymiarach 8x5m, powierzchni 40m2, wysokości sufitu 2,8m, w której oczekujemy natężenia oświetlenia na płaszczyźnie roboczej (blat stołu konferencyjnego, na wysokości 0,85 od podłogi) na poziomie 500lx

_{^{Zdj. 3 Oświetlenie wykorzystujące oprawę typu Downlight 2x32W}}

Do porównania rozwiązań użyjemy typowej oprawy typu Downlight 2x32W (Zdj. 3). Obliczenia wykazują, że do spełnienia założeń potrzebujemy 15 opraw o łącznej mocy 1065W (uwzględniając straty mocy). Wówczas natężenie oświetlenia na płaszczyźnie roboczej wynosi 506lx zaś równomierność oświetlenia jest na poziomie 0,708. Założyliśmy też współczynnik utrzymania 0,67 (Zdj. 4).

 

^{_{Zdj. 4 Obliczenia dla oświetlenia wykorzystującego oprawy typu Downlight 2x32W.}}

Drugim typem oprawy do porównania będzie oczko halogenowe o mocy 50W (Zdj. 5).

_{^{Zdj. 5 Oświetlenie wykorzystujące oczka halogenowe o mocy 50W}}

Obliczenia wykazują, że do spełnienia założeń potrzebujemy 35 opraw o łącznej mocy 1855W (uwzględniając straty mocy). Wówczas natężenie oświetlenia na płaszczyźnie roboczej wynosi 519lx zaś równomierność oświetlenia jest na poziomie 0,63. Założyliśmy też taki sam współczynnik utrzymania 0,67 (Zdj. 6).

_{^{Zdj. 6 Obliczenia dla oświetlenia wykorzystującego oczka halogenowe o mocy 50W}}

Końcowy test wykonujemy oczywiście w oparciu o oprawe typu Downlight, której źródło światła stanowi opisywany moduł PrevaLED o strumieniu 2100lm (Zdj. 7).

^{_{Zdj. 7 Oświetlenie wykorzystujące oprawy typu Downlight z modułem PrevaLED 2100lm}}

Obliczenia wykazują, że do spełnienia założeń potrzebujemy 18 opraw o łącznej mocy 504W (uwzględniając straty mocy). Wówczas natężenie oświetlenia na płaszczyźnie roboczej wynosi 508lx zaś równomierność oświetlenia jest na poziomie 0,615. Założyliśmy też taki sam współczynnik utrzymania 0,67 (Zdj. 8).

^{_{Zdj. 8 Obliczenia dla oświetlenia wykorzystującego oprawy typu Downlight z modułem PrevaLED 2100lm}}

 

Powyższe porównanie wykazuje ewentualne oszczędności energii elektrycznej, wynikające z użycia nowatorskich rozwiązań oświetleniowych. Warto też dodać, że przyjęliśmy identyczny współczynnik utrzymania dla wszystkich rozwiązań zaś żywotność LED jest przecież dłuższa od żywotności świetlówek, nie wspominając o żarówkach halogenowych. Poniższa tabela (Zdj. 9) stanowi porównanie kilku najważniejszych parametrów i staje się jasnym dowodem na to, że z modułem PrevaLED OSRAM zdecydowanie można realizować projekty oświetlenia ogólnego.

^{_{Zdj. 9 *250dni/rok @ 7h/dzień @ 0,45PLN/kWh}}

Kolejny ciekawy przykład to sala sprzedaży w banku. Z racji wielokątnego kształtu przyjmujemy dla ułatwienia przybliżone wymiary 13x10m, powierzchnia 93m2, wysokość sufitu 3,2m oraz zakładamy natężenie oświetlenia na poziomie 300lx, mierzone na płaszczyźnie roboczej, którą stanowią biurka pracowników banku (0,85m).
Jako pierwsze ponownie wykorzystujemy klasyczne oprawy typu Downlight 2x32W

Obliczenia wykazują, że do spełnienia założeń potrzebujemy 22 oprawy o łącznej mocy 1562W (uwzględniając straty mocy). Wówczas natężenie oświetlenia na płaszczyźnie roboczej wynosi 335lx zaś równomierność oświetlenia jest na poziomie 0,212. Założyliśmy też wskaźnik utrzymania 0,67

Drugim typem oprawy do porównania będzie oczko halogenowe o mocy 50W

Obliczenia wykazują, że do spełnienia założeń potrzebujemy 49 opraw o łącznej mocy 2597W (uwzględniając straty mocy). Wówczas natężenie oświetlenia na płaszczyźnie roboczej wynosi 315lx zaś równomierność oświetlenia jest na poziomie 0,154. Założyliśmy też taki sam wskaźnik utrzymania 0,67

Podobnie jak ostatnio końcowy test wykonujemy oczywiście w oparciu o oprawę typu Downlight, której źródło światła stanowi opisywany moduł PrevaLED o strumieniu 2100lm (Zdj. 14).

Obliczenia wykazują, że do spełnienia założeń potrzebujemy 25 opraw o łącznej mocy 700W (uwzględniając straty mocy). Wówczas natężenie oświetlenia na płaszczyźnie roboczej wynosi 301lx zaś równomierność oświetlenia jest na poziomie 0,437. Założyliśmy też taki sam współczynnik utrzymania 0,67 (Zdj. 15).

Powyższy przykład ponownie dowodzi słuszności tezy niniejszego opracowania, ale również wskazuje na dodatkowe korzyści jak zwiększenie równomierności oświetlanej powierzchni czy wysoki wskaźnik oddawania barw >90. Dokładne cyfry w tabeli poniżej (Zdj. 16).