LED žiarovky – informácie, ktoré o nich potrebujete vedieť

LED žiarovka používa polovodičová LED diódy ako zdroj svetla. Pretože svetelný výkon jednotlivých LED diód je malý v porovnaní s klasickou žiarovkou, používajú sa viaceré diódy súčasne. LED žiarovky sa môžu používať namiesto klasických žiaroviek. Väčšina LED žiaroviek obsahuje aj externé obvody, aby boli schopné pracovať so štandardným striedavým prúdom. V porovnaní s klasickou žiarovkou a kompaktnou žiarivkou ponúkajú vyššiu životnosť a efektívnosť.

Nahradenie tradičných žiaroviek alebo žiariviek novými LED zdrojmi je jednoduchou cestou, ako v domácnosti znížiť spotrebu elektriny a platiť za energie menej. Zdá sa Vám, že niekoľko žiaroviek účet za elektrinu neovplyvní, opak je však pravdou. Ak vymeníme klasické žiarovky za moderné LED svetelné zdroje, ročná úspora domácnosti sa pohybuje, v závislosti od jej veľkosti, v desiatkach až stovkách EUR. Prirodzene, pretože zatiaľ čo klasická vláknová žiarovka potrebuje napríklad elektrický príkon 40 Wattov, LED žiarovka vydá rovnaké množstvo svetla pri príkone približne 4 Watty.

LED žiarovky určené na nahradenie klasických žiaroviek sa vyrábajú v štandardných rozmeroch s Edisonovým (E) závitom ale aj inými závitami, ktoré sa bežne používajú vo svietidlách. Vyrábajú sa aj na nízke napätie (napr. 12 V) a taktiež pre štandardné napätie striedavého prúdu (110 alebo 230 V). Vďaka moderným technológiám sú na trhu žiarovky aj univerzálne pre napäťový rozsah napr. 85 – 265 V.

LED žiarovky strácajú intenzitu svojho svetla počas doby životnosti iba veľmi pomaly a na rozdiel od kompaktných žiariviek neobsahujú ortuť a spĺňajú normu RoHS. Posledné modely LED žiaroviek sú konštruované z SMD LED čipov s vysokou svietivosťou a ich priemerná účinnosť sa blíži k 100 lm na 1W. Nie všetky modely na trhu sú stmievateľné, pokiaľ plánujete stmievanie používať, vyberajte z modelov, ktoré to majú v popise uvedené .

V nasledujúcej tabuľke uvádzame porovnanie vybraných typov a výkonov žiaroviek:

Nakoľko pri výbere LED žiarovky neposudzujeme len spotrebu energie a parametrov, ktoré treba pri jej výbere sledovať, je podstatne viac, povieme si v nasledujúcej časti o parametroch, ktoré sa pri žiarovkách uvádzajú a na ktoré si pri výbere musíme dávať pozor.

Svetelný tok

Svetelný tok je fotometrická fyzikálna veličina, ktorá označuje svetelnú energiu, ktorú zdroj vyžiari za časovú jednotku, v tomto prípade za 1 sekundu. Je to však energia posudzovaná z hľadiska citlivosti oka na rôzne vlnové dĺžky svetla.

• Symbol veličiny: Φ
• Základná jednotka: lúmen, značka jednotky: lm

Sila svetla LED žiarovky sa najčastejšie udáva parametrom svetelného toku v lumenoch. Svetelný tok LED žiarovky závisí od druhu LED čipov, ich počtu, ale aj od ich kvality. Ten istý druh čipov môže byť totiž vyrobený v rôznej kvalitne a najlacnejšie čipy môžu dosahovať menší ako polovičný svetelný tok kvalitných LED čipov.

Ak chcete nahradiť klasickú žiarovku LED žiarovkou, v tabuľke predchádzajúceho odstavca nájdete napísané, aký svetelný tok majú bežne predávané žiarovky.

Index podania farieb (CRI index)

Kvalita svetla je po sile svetla druhým najdôležitejším parametrom, ktorý je treba brať pri kúpe LED žiarovky do úvahy. Kvalitu svetelného spektra vyjadruje „index podania farieb“ („Color rendering index“ – CRI) a udáva, nakoľko hodnoverne sa budú javiť pod svetlom žiarovky farby osvetlených objektov. Čím je číslo CRI väčšie, tým je kvalita svetla vyššia a ním osvetlené objekty vidíme vernejšie a prirodzenejšie. Ideálom je číslo 100, teda také podanie farieb, aké vzniká pod prirodzeným slnečným svetlom.

Aby bola zaručená dobrá vnímateľnosť farieb je potrebné, aby mali LED žiarovky v obytných miestnostiach CRI 80 a viac (CRI>80), pre exteriéry minimálne 65 (CRI>65). Bežne sú predávané lacné LED žiarovky s indexom podania farieb 70 či menej, čo je pre interiér nevyhovujúce. Použitím LED žiarovky s nízkym CRI na osvetlenie interiéru, sa ľudia pod takým svetlom budú javiť nezdravo a neprirodzene, osvetlené predmety budú pôsobiť sivasto.

LED žiarovky s indexom podania farieb vyšším ako 80 sú vhodné do všetkých priestorov, kde sa chcete cítiť príjemne, najmä do obývacích izieb či spální. Na osvetlenie zrkadiel či kúpeľní môže byť vyššie CRI dokonca nutné z dôvodu hodnovernosti zobrazenia farieb (pri nižšom CRI môžu mať ženy problém sa nalíčiť). Direktíva EU určuje pre svetelné zdroje na Európskom trhu požiadavku, aby CRI pre obytné priestory bolo väčšie ako 80 a pre vonkajšie priestory a industriálne využitie viac ako 65.

Binovanie

Žiadny SMD LED čip v žiarovke nie je úplne totožný s ďalším takým istým čipom. Najčastejšie sa líšia v teplote farby. Tieto rozdiely sa nazývajú aj Binovanie. Vo väčšine prípadov sú však tieto rozdiely voľným okom neviditeľné.

Farba svetla

Farba svetla sa udáva v stupňoch kelvinu (°K) a vždy má presnú hodnotu (napríklad 3047°K). U LED žiaroviek z tej istej várky táto teplota kolíše o pár stupňov kelvinu, čo nie je okom rozoznateľné.

LED žiarovky sa vyrábajú v troch odtieňoch bielej. Teplá biela má príjemne žltkasté svetlo, ktoré je najbližšie svetlu klasickej žiarovky. Spektrum teplej bielej je v rozmedzí 2300-3500 stupňov Kelvina, ale častejšie sa vyrábajú LED žiarovky v rozpätí od 2700°K do 3200°K. Nasleduje neutrálna biela (čisté biele svetlo, 4000-4500°K) a studená biela (modrasté svetlo, 6000-6500°K). Podľa toho ako hodnota v stupňoch Kelvina rastie, svetlo LED žiarovky sa mení od žltej cez jasnú bielu až modrastému odtieňu. Voľba je na každom používateľovi, či si vyberie LED žiarovky s teplým mäkkým svetlom, alebo so sterilnejším studeným svetlom.

Colours of Light

Teplá biela (Warm White)

Farba svetla teplá biela je najbližšia svetlu klasickej žiarovky. Má príjemne hrejivý žltkavý nádych a predmety pri tomto svetle pôsobia mäkko a osoby majú prirodzenú farbu. Preto farba svetla teplá biela je vhodná do detských izieb, spální, obývacích izieb.

Neutrálna biela (Neutral White)

Má biele, ostré svetlo väčšinou v rozsahu 4000 – 4500°K bez žltastého či modrastého nádychu. Predmety ňou osvetlené majú chladnejší nádych, pokožka ľudí stráca príjemný teplý odtieň. Je vhodná na osvetlenie pracovní alebo do lámp na čítanie (strany knihy budú biele, nebudú sa javiť nažltlo).

Studená biela (Cold White)

Má modrasté, chladné svetlo v rozmedzí 6000 – 6500°K. Predmety i osoby pod ňou vyzerajú neprirodzene modravé. Tento druh svetla sa hodí snáď najmä na osvetľovanie skladov alebo vonkajších priestorov, lebo LED žiarovky s týmto farebným spektrom majú trochu vyššiu svietivosť, ale hlavne nižšie CRI.

Je dôležité si vybrať vhodnú farbu svetla, aby ste sa cítili v osvetlených priestoroch príjemne, netreba však zabúdať, že na to má väčší vplyv vyšší index podania farieb, ako samotná teplota svetla.

Rozmery a typ pätice/závitu

Mnohé LED žiarovky, hlavne výkonnejšie v prevedení E27, majú o niečo väčší rozmer ako klasické žiarovky. Pred kúpou LED žiarovky je dobré si priestor v svietidle premerať a pozrieť si rozmery LED žiarovky, ktorou chcete nahradiť pôvodnú žiarovku.

Najpoužívanejšie závity pre klasické žiarovky, kompaktné žiarivky a LED žiarovky sú E27, E17, E14, E12, GU10, MR16, G4 a G9.

Light Bulb Base Types

Uhol rozptylu svetla

Ak chcete osvetliť miestnosť svietidlom s jednou LED žiarovkou, je potrebné, aby svietila všetkými smermi, podobne ako klasická žiarovka. Vhodné sú napríklad sviečkové, guľovité alebo kukuricové (Corn) LED žiarovky. Pri viacerých svietidlách je možné použiť i smerové, najlepšie SMD alebo COB LED žiarovky. V súčasnosti je však trend používať viac slabších svietidiel, lebo pri jednej silnej žiarovke v strede miestnosti, pokiaľ nie ste priamo pod ňou, si budete tieniť svetlo.

Kvalita LED čipov

Svetelný tok LED čipov je úmerný čistote použitých materiálov a presnosti výroby. Napríklad pre LED čip SMD5050 bol maximálne dosiahnuteľný svetelný tok 24 lumenov/kus. V bežných LED žiarovkách sa však používajú menej kvalitné čipy, najčastejšie 18lm/čip, alebo ešte slabšie. Tento údaj je svetelný tok pri maximálnom prúde LED čipom, ktorý však nemôže byť použitý trvalo, inak by sa veľmi skrátila životnosť LED žiarovky. Prúd LED čipmi môže byť maximálne 70%, aj to iba v prípade kvalitného chladenia, inak sa prúd znižuje ešte viac. Tým sa znižuje aj svetelný tok LED žiarovky na 60 až 70%.

Teda LED žiarovka s 24ks SMD5050 čipov o svietivosti 18lm/čip nebude mať svietivosť 432 lumenov (24×18), ale maximálne 302lm. Často sú však používané ešte menej kvalitné čipy o maximálnej svietivosti 11 lumenov.

LED čipy

V súčasnej dobe sú na trhu LED žiarovky s diódami rôznych typov a líšia sa najmä účinnosťou a kvalitou chladenia.

Staré typy LED:

Klasické vysokosvietivé LED majú nevýhodu, že svietia príliš v úzkom uhle (60°) „do zeme“, pričom miestnosť zostáva slabo osvetlená. Nimi osadené LED žiarovky dosahujú dosť nízku svietivosť a pri tesnom umiestnení jednej diódy vedľa druhej môžu predčasne vyhorieť.

Vysoko výkonné LED (High Power LED) o výkone 1W, 2W alebo 3W sú na tom podobne ako klasické svetlo emitujúce diódy – rozptyl svetla je iba 60° a majú pri najčastejšej konfigurácii 3x1W LED svetelný tok iba okolo 220 lumenov. Preto sú postupne nahrádzané SMD LED čipmi.

SUPERFLUX LED známe pod názvom PIRANHA LED alebo EAGLE-EYE LED (orlie oko) je vysoko výkonná LED s dobrým rozptylom svetla. SUPERFLUX LED čipy majú dobrú účinnosť, otrasuvzdornosť a odolnosť voči nízkym teplotám. Pre vyššiu výrobnú cenu sa ich použitie však veľmi nerozšírilo.

Typy SMD 3528, SMD 5050 a veľkoplošné COB s vyžarovacím uhlom 120° sú taktiež postupne vytláčané z trhu novými typmi LED.

Nové typy LED:

SMD 5630 (5730) LED je čip s príkonom 0,5W, má vyššiu účinnosť ako čipy SMD5050, menší rozmer a dosahuje maximálny svetelný tok až 120 lm/W. Lepšia možnosť chladenia je umožnená vyspelejšou technológiou, použitím kvalitnejších materiálov a hlavne menšou výškou čipu. Rozptyl svetla je 120°. Čip SMD 5630/5730 sa stal východiskovou platformou pre vývoj čipu SMD2835.

SMD 3014 je menší variant čipu SMD 5630 s 25%-ným výkonom. Rozptyl svetla je rovnako 120°.

SMD 2835 je ďalší veľmi populárny variant čipu SMD 5630, ktorý postupne úplne vytláča z trhu čip SMD5050. Okrem lepšieho chladenia a vyššej účinnosti má tento čip aj nižšiu výrobnú cenu, a to i pri používaní kvalitnejších materiálov, ako u zastaralých LED čipov SMD5050.

• hliníková podložka v spodnej časti čipu umožňuje lepšie chladenie pri použití vyšších prúdov
• zlepšené chladenie predlžuje životnosť čipu a je znížený pokles svietivosti v priebehu životného cyklu LED žiarovky
• účinnosť zdroja sa zásadným spôsobom zvyšuje, v porovnaní s čipom SMD3528, ktorý dosahuje 70-80lm / W je možné dosiahnuť u čipu SMD2835 100-110lm / W. Jeden čip SMD2835 môže dosahovať príkon až 0,5W (napr. technológia double chip Epistar)
• vynikajúci súčiniteľ podanie farieb Ra (CRI) má vyšší ako 80. Rozptyl svetla je 120 °.

COB LED vznikla osadením LED čipov na menšiu plochu s veľmi dobrou možnosťou chladenia. COB čipy dosahujú vysoký svetelný tok a vyrábajú sa až o výkone 200W.

MCOB LED „Multi chips/cups on the board“ (viac čipov na doske) je nová, nie veľmi rozšírená technológia, ktorá má šancu nahradiť LED čipy v mnohých dnes predávaných LED žiarovkách. Jedná sa o použitie niekoľkých COB čipov na jednom module. COB čipy sú umiestnené priamo na chladiči zo zliatiny hliníku, teda majú podstatne lepšie chladenie ako napríklad trojvrstvové SMD5050 alebo veľkoplošné COB čipy. To napomáha dosiahnuť podstatne vyššiu účinnosť, ale i nižšiu výrobnú cenu.

AC COB je najnovšia technológia LED čipov, ktoré sa pripájajú priamo na striedavý prúd. Fungujú tak, že každá polvlna prúdu napája inú skupinu LED čipov. Vďaka tomu, že AC COB nepotrebujú elektrolitický kondenzátor, ich životnosť je oveľa vyššia, ako pri iných LED žiarovkách. Ďalšou výhodou AC COB je možnosť stmievania takmer každým stmievačom na trhu.