Normál izzók helyettesítése LED lámpákkal normál izzó helyettesítő LED lámpa teljesítmény megtakarítás 20W GU10 halogén MR16/GU10/38WW 3,7W 81,5% 30W GU10 halogén MR16/GU10/B18WW 3.4W 89% 40W GU10 halogén MR16/GU10/C1WW3 3W 92,5% 35W GU5.3 halogén MR16/GU5.3/B18WW 3.4W 89% 5W GU4 halogén STAR/G4/S1CW 0,2W 96% STAR/G4/S1CW Csillagos égbolt, antik réz keretben MR16/GU10/C1WW3 típusú lámpa krómozott spot lámpában SIDE/G4/14WW típusú lámpa matt króm süllyesztett keretben MR16/GU10/B18WW típusú lámpa krómozott spot lámpában
SIDE/G4/14WW típusú lámpa matt króm süllyesztett keretben MR16/GU10/B18WW típusú lámpa krómozott mennyezeti 4 ágú spot lámpában MR16/GU10/B18WW típusú lámpa matt króm süllyesztett keretben MR16/GU10/38WW típusú lámpa matt króm süllyesztett keretben UFO/E27/B32WW mennyezeti UFO lámpába beépítve UFO/E27/B32WW mennyezeti UFO lámpába beépítve -Fényerőszabályozható-e a LED? Nem, mivel a kis méret miatt nem fér bele az ehhez szükséges áramkör a LED lámpákba -LED lámpák. A jövő fényforrásai a jelenben Fénykibocsátó dióda, magyarul: LED. A LED-et, azaz a fénykibocsátó diódát (angolul Light Emitting Diode) 1955-ben találták fel, ekkor vizsgálták a galliumarzenid félvezetők által elektromos áram gerjesztés hatására kibocsátott infravörös fényt.
1962-ben fejlesztették ki a gyakorlatban is használható látható fényű diódát. A későbbi fejlesztéseknek köszönhetően egyre több területen lehetett alkalmazni a LEDeket. -Mitől világít a LED? A fénykibocsátás úgy keletkezik, hogy a diódára adott áramforrás a dióda anyagában levő atomok szabad elektronjainak többlet energiát ad, amitől azok magasabb energiájú pályára lépnek. Mivel ez nem stabil állapot, ezért hamarosan visszaugrik az eredeti pályára és a többletenergiát foton (azaz fény) formájában adja le. Attól függően, hogy milyen atomban lévő elektronról van szó, a felvett majd leadott energia mennyisége más és más lehet, ezáltal a keletkező fény hullámhossza is más lesz. Ilyen módon megfelelő anyagválasztással be lehet állítani a LED által kibocsátott fény hullámhosszát. A működési elvből következően a LED által adott fény keskeny spektrumú. A LED átlátszó vagy színes műanyag tokozása mechanikai és optikai célt szolgál. Védi a diódát a külső sérülésektől, lehetővé teszi a be- illetve összeépítést. Az optikai cél persze nem a szín kialakítása, hiszen a LED színét az előző bekezdés értelmében nem a tokozása adja meg, hanem a sugárzási szög kialakítása. A LED által kibocsátott fény szöge függ a LED átmérőjének és magasságának arányától: a magasabb LED szűkebb, az alacsonyabb LED szélesebb szögben sugároz. Ha ezekből többek építünk össze, akkor kialakul egy közös sugárzási szög, ami eltérhet az egyes ledek sugárzási szögétől. -Hideg fehér - meleg fehér A LED-eket az általuk kibocsátott fény hullámhossza szerint a színükkel adjuk meg. A fehér fényt azonban a Kelvinben mért színhőmérsékletével jellemezzük. Egy fényforrás színhőmérsékletét az általa okozott színérzet és egy feketetest sugárzó által létrehozott színérzet alapján határozzák meg. Hagyományos izzónál az izzószál izzításából keletkezik a fény, ezér t a színhőmérséklet megegyezik az izzószál hőmérsékletével. Fénycsöveknél és LED-eknél ilyen fizikai kapcsolat nincsen, ezér t ilyenkor inkább "korrelált színhőmérsékletről" CCT (Correlated Color Temperature) beszélünk. A hagyományos izzólámpa színhőmérséklete 2800K körül van, ez az az érték, aminél a tárgyak színét olyannak (illetve kicsit sárgásabbnak, melegebbnek) látjuk, mint normál nappali fényben.a LED-es világításban eleinte használt fehér LED-ek színhőmérséklete 6500K körül volt, ezek nem adták vissza hűen a tárgyak színét. Az 5000-6500K körüli tartományt nevezzük hideg fehér fénynek, a normál izzólámpa színhőmérséklete körüli 3000-3500K értékeket meleg fehér fénynek. Cikkünkben megmutatjuk, hogyan működik a LED, milyen LED típusok terjedtek el, illetve hogyan fejlődött a LED technológia a világítástechnikában is alkalmazható fényforrássá. Szín és színhőmérséklet -A LED világítás fejlődése Kezdetben a LED-eket csak jelzőfényként alkalmazták elektromosberendezésekben, időrendben először piros, majd zöld, sárga és kék színekben. Később, a technológia fejlődésével a LED-ek fényerejének növekedésével kijelzők háttérvilágításaként
használták. A fehér színű LED-ek megjelenése már lehetővé tette a világítástechnikai alkalmazást is. Kezdetben a kékeslilás fehér fényű LED-ekkel készített modulok jelentek meg, ezeket a színhőmérsékletük miatt - csak kevés helyen lehetett alkalmazni. A későbbiekben megjelenő meleg fehér (3000-3500K) fényű LED-ekkel már a normál izzók színvilágát tudják visszaadni. LED-es lámpatest Elemi LED-eket panellé összeépítve lehetőség van koncentráltan nagyobb fényerő elérésére. Ezekben mivel a diódák 3,2-3,5V egyenfeszültségről működnek, előtét áramkörökre van szükség, amelyek elvégzik az egyenirányítást és feszültségcsökkentést. Ilyen módon épül fel a komplett LED-es lámpatest, amelyben a LED-ek és az előtét áramkör fixen van beépítve, ezért bármilyen esetleges meghibásodás esetén az egészet kompletten kell cserélni. Izzólámpa helyett LED lámpa Igazi áttörést jelentett a LED-es világítás fejlődése során, amikor az előtét áramkört és a LED-eket is a hagyományos izzónak megfelelő házban (A, B, G, MR, PAR, R búra) helyezték el és szabványos foglalatokkal (GU4, GU5.3, GU10, E14, E27) látták el. Ezeket a használatban lévő lámpatestekbe a normál izzók kiváltására lehet használni, bizonyos paraméterek figyelembevétele mellett. -Power LED Nagy ugrást jelentett a nagy teljesítményű LED-ek (Power LED vagy akár 11 darabot építenek be, így növelve a lámpák fényerejét. A Power LED-ek hőtermelése jelentősebb, mint a hagyományos lednek, de még mindig jólval a normál izzóé alatt van. A hőelvezetés miatt általában hűtőbordát építenek a LED köré valamint egy lencsén keresztül vezetik át a fényt ezáltal kontrasztos lesz a megvilágított terület és pontosan beállítható a sugárzási szög. A Power LED-ek továbbfejlesztett verziója a már a piacon is megjelent Multi-chip Power LED, amelyben tulajdonképpen több elemi Power LED chip-et építenek egyetlen fénykibocsátó alkatrésszé. A Power LEDeket különböző teljesítménnyel gyártják, a kereskedelemben kapható típusok tipikusan 1, 3, illetve 5W-osak. -A LED lámpa generációk A LED lámpákat az alkalmazott LED-ek típusa szerint a következőképpen csoportosíthatjuk: 5 mm-es LED-ekből épített, 8 mm-es LED-ekből épített, Power LED-ekből épített lámpák. A típusokon belül a LED-ek számával, illetve Power LEDeknél a LED-ek teljesítményével és számával arányosan kapunk egyre több fényt. -Sugárzási szög A különböző típusú LED-ekből összeépített lámpa más és más sugárzási szögben adja le a fényt. Az 5 mm-es magas LED-ből épített lámpa kb. 25 fokban, az ugyancsak 5 mm-es alacsony LED viszont 120 fokban világít. A 8 mm-es LED-el épített lámpák 90-100 fogban sugároznak. A Power LED-eknél a sugárzási szöget az előtét lencsével lehet szabályozni, általában ebbe célszerű olyat választani ami a legjobban megközelíti a normál halogén izzót, ez 60 fokos sugárzási szöget jelent. 5 mm-es, 8 mm-es és Power LED-ből épített lámpák
5 mm-es LED-ekből épített 25 fokos, 8 mm-es LED-ekből épített 100 fokos és Power LED-ből épített 60 fokos sugárzási szögű lámpák képei -Egy hagyományos 60 w-os izzó. 1000 óra üzemidő, 700 Lumen fényerő. E energia fogyasztási csoport. -Egy hagyományos 25 w-os izzó. 1000 óra üzemidő, 230 Lumen fényerő. E energia fogyasztási csoport. -A LED-ek alkalmazási területei a technológia fejlõdésével egyre bõvülnek, térhódítása a hagyományos izzókkal szembeni jó tulajdonságainak köszönhetõ: kezdve az extra alacsony fogyasztástól, a minimális hõkibocsátáson keresztül, a rendkívül hosszú élettartam és megbízhatóságig. Állmennyezetbe süllyesztett világítótestek Spot lámpák -LED lámpák az otthonunkban Ezeket eddig halogén izzókkal oldották meg, aminél keletkező jelentős hőt megfelelő légrésekkel el kell vezetni. Ettõl elõremutatóbb megoldás a LED-ek alkalmazása, mivel a felvett energiát gazdaságosabban alakítja fénnyé, ezért ez az elsőre drágábbnak tûnõ beruházás az üzemeltetés során hamarosan visszahozza az árát, ezt egy számításon keresztül a cikk végén bemutatjuk. Ahhoz, hogy el tudjuk dönteni, hogy melyik LED lámpát használjuk megadunk néhány összehasonlítási szempontot. Ha 38 ledes izzót alkalmazunk nagyjából egy 15-20w-os halogénnek felel meg. Ebben az esetben 3-4db 38 ledes izzóval számolhatunk egy 50W-os halogén helyett akkor máris több fényt kapunk negyed annyi fogyasztással. Ha a 18db 8mm-es ledbõl felépülõ lámpát szeretnénk használni ez közelítõleg egy 25-30W-os halogénnek felel meg ebbõl 2-3db is helyettesít egy 50w-os halogént és nagyjából ötöd annyi energiát fogyaszt. Ha a 3W-os vagy 3x1W os Cree Power LED-et nézzük, ebbõl kettõ tud helyettesíteni egy 50W-os halogént, és mindössze a nyolcad annyi energiát vesz fel. -Az R50-es, R63-as izzóknak a kiváltására olyan LED lámpákat használunk aminek a feje megegyezik az álmennyezetbe sülylyesztett izzóval, viszont E14 vagy E27-es
foglalattal rendelkezik és a foglalat és a lámpa feje között van egy toldás, ezzel kompatíbilis az R50, R63 izzókhoz tervezett lámpákkal. GU10 foglalatú spot lámpákra a fényerõ és a világítási szög függvényében használhatunk 5 mm-es, 8 mmes LED-ekbõl épített, vagy Power LED lámpát is. A szükséges megvilágítás eléréséhez szükséges darabszámot az elõzõekben ismertetett módon lehet meghatározni. UFO lámpába ajánlott LED-es fényforrás -Mivel a LED-eknek irányított fényük van, és az UFO lámpákban az E27-es foglalat fekvõ helyzetû, ezért ebben a felhasználásban a fent ismertetett LED lámpa típusok egyike sem alkalmazható. Erre a célra ki kellett fejleszteni egy speciális lámpatestet, amin a LED-ek egy a foglalatra merõleges lapra vannak felszerelve, és miután a lámpát betekertük a foglalatba lehetõség van a fejet a megfelelõ irányba továbbforgatni. A megfelelõ világítási szöget 8 mm-es 100 fokos LED-ekkel érik el. G4 foglalatú Superflux -A G4 halogénizzók ebben a felhasználásban dekorációs célt szolgálnak, így nagyszerûen kiválthatók LED fényforrásra, ennek csak 0,2 Watt (!!!) a fogyasztása. E célra a hideg fényû LED-ek a legalkalmasabbak. -Hálószoba A hálószoba közepén lógó függesztékben használhatunk a G100 (100mm átmérõ E27 foglalat), kiváltására készült LED lámpát, amely 60 db LED-et tartalmaz. Az éjjeli lámpákba pedig gyertya formájú LED lámpát. Fürdõszoba Lépcsõvilágítás
G4 -Tükör feletti falikarban mivel az szembõl világít célszerû a nagyobb megvilágitási szöggel rendelkezõ LED lámpát alkalmazni. A mennyezeten lévõ spot lámpába attól függõen, hogy mekko- ra területeket szeretnénk megvilágítani választhatjuk a kisebb vagy nagyobb sugárzási szöggel rendelkezõ LED lámpát. Ha a mennyezeten vagy az oldalfalon UFO lámpa van, abba a speciálisan ebbe a lámpatípusba kifejlesztett lámpát lehet használni. A 38 LED-es lámpa felsõszekrényben -E27 foglalatú, letekerhetõ gömb búrás lámpatestbe behelyezhetõ az MR16-os fejû E27-es LED lámpa rövidített (porcelán közgyûrû nélküli), 120 fok szögû változata. A lépcsõ élekbe, valamint a bárpult környékén a padlólap fugákba beépíthetünk olyan LED csíkot amely gyárilag körbe van öntve rugalmas, átlátszó mûanyaggal, így teljesen szigetelt. -Konyhabútorokba, bárpultba épített világítótestek Bútoroknál a feleslegesen keletkezõ hõ elvezetése még komolyabb gondokat okozhat, mint álmennyezet esetében. Roszszabb esetben akár meg is perzselheti a körülötte lévõ fát vagy bútorlapot. A LED-ek alkalmazásával, hasolóan az elõbbiekhez lehet kiválasztani a megfelelõ fényforrást. Itt a bútor színének megfelelõen el lehet gondolkodni a hideg illetve meleg fehér fényû, bárpult megvilágítására színes, akár színváltós LED-ek alkalmazásáról. A bárpultot kiemelhetjük LED élfóliával, amely parányi SMD LED-eket tar talamaz, egyszerûen ragasztással építhetõ. Felsõ szekrény aljába a nagyobb, 90 fokos szögben világító LED lámpát érdemes alkalmazni, mint pl a 18 db 8 mm-es LED-et tartalmazó lámpa, vagy a G4-es halogén izzó kiváltására tervezett oldalt világítós LED lámpa. A felsõ szekrény elé kinyúló konzolra a 38 LEDes is megfelelõ lehet attól függõen, hogy mekkora területet szeretnénk bevilágítani. Üveges szekrény belsõ megvilágítása felülrõl történhet a 38 LED-es lámpával, itt az üveg színétõl függõen a színes LED-ek alkalmazását is célszerû meggondolni. -LED alkalmazások a ház körül Falmosó. Taposólámpákat közvetlenül a házfal aljába építve, vagy kültéri spot falikart a fara szerelve "falmosót" építhetünk, ahol a keskeny világítási szögû 38 LED-es lámpák súrlófénye kitûnõ eredményt ad. A színüket egymással szinkronban váltó LED lámpák használatával tovább fokozhatjuk a látványt. Taposólámpák A lámpatest megvásárlása elõtt célszerû belepróbálni a LED lámpát, mivel ha nem elég mély a lámpatest, a LED-es fényforrás nem fog elférni. A LED lámpa a benne lévõ áramkör miatt általában hosszabb, mint egy normál izzó. -Medence, kerti tó megvilágítása A nehezen hozzáférhetõ helyekre célszerû LED-eket alkalmazni, ilyen például a medencék feletti világítás, utána elfelejthetjük a problémás izzócseréket. Víz alatti megvilágításra többféle 12V-os típusból lehet választani, viszont itt is figyelni kell arra, hogy beleférjen a lámpatestbe. -Kert világítás
A LED lámpákat használhatjuk kerti utak megvilágítására, ahol a magas üzemórák miatt gyors megtérülés várható. A ker ti növényzet megvilágítására különösen alkalmasak a LED lámpák mivel az alacsony hõtermelés miatt nem perzselik meg a leveleket. -A LED lámpák alkalmazása üzleti célokra az alacsony energiafelhasználás és a karbantartásmentesség miatt különösen elõnyös. Mivel az üzleti beruházásoknál elsõsorban a megtérülés és nem annyira a bekerülési költség a fontos, ezért a LED fényforrások alkalmazása elterjedtebb, mint a lakossági felhasználásban. A tized akkora fogyasztással párosuló ötvenszer hoszszabb élettartam ugyan önmagáért beszél, de ezen kívül több tény is a LED lámpák mellett szól. -A LED által kibocsátott fény spektruma ellenben a halogén fényforrásokkal elég keskeny, nem tartozik bele sem az UV, sem az infravörös tartomány, ezért nem károsítja a tárgyak anyagát, az áruk színét. Így a LED lámpák alkalmazásával elkerülhetõ az éves szinten jelentõs összértékû selejt keletkezése. A színek és anyagok védelme érdekében a galériákban és múzeumokban a reflektorok elé UV szûrõket helyeznek el, ez a LED világításnál szükségtelen. A LED fényforrás az alacsony mûködési hõmérséklet (40-60 oc) miatt növeli a komfort-érzetet, nem tûzveszélyes, ezen kívül a légkondicionálót sem terheli feleslegesen, ellenben az izzószálas fényforrásokkal, amelyek hõsugárzóként mûködnek. -Az alacsony karbantartási igénynek minden felhasználó örül, de különösen a nonstop szolgáltatók értékelik nagyra. Képzeljünk el egy szállodát, ahol a folyosók megvilágítása a nap 24 órájában üzemel. Egy folyosón 50-60 hagyományos fényforrás is lehet, amelyek rendre az 1000 órás üzemidõ (kb. 40 nap) után kihunynak, persze nem egyszerre. Amennyiben nem LED lámpát használnak, az ilyen helyeken az overálos karbantartók jelenléte folyamatos kell legyen. Wellness központokban medence fölött, illetve a medence falában is jó választás a LED lámpa, mivel a halogén izzó cseréjéhez gyakran kellene leengedni a vizet. A megvilágítás színének, illetve a színhõmérséklet megválasztásának lehetõsége LED lámpák alkalmazása esetén különösen szabad. Akár még a fényforrás színe is megváltoztatható gombnyomásra, vagy automatikusan. A meleg fehér (3000-3500K) fényû LED-ek alkalmazásával a színeket a valósághoz hûen adhatjuk vissza, a hideg fehér (5000-6000K) fényû LED-ek minden más fényforrásnál jobban kiemelhetik az órák, ékszerek, kristályok, porcelánok jellegét. MR16/GU10/C1WW3 -Vitrinek megvilágításához, álmennyezeti süllyesztett világításként elegendõek a MR16/GU10/C1WW3 meleg fehér fényû vagy a MR16/GU10/C1CW3 hideg fehér fényû 3W teljesítmény felvételû Power LED fényforrások, a kirakat megvilágításhoz azonban nagyobb fényáramra van szükség. Alkalmazhatunk több MR16/GU10/C3WW1 meleg fehér fényû 3 db 1W-os Power LED-et tartalmazó GU10 foglalatú LED lámpát akár E14 vagy E27 foglalattal is, melyek fényárama 240 lumen. Nagyobb portálok megvilágításához még ennél is komolyabb LED lámpára van
szükség. A PAR20/E27/N6WW1 LED lámpa 6 db 1W-os Power LED-et tartalmaz és fényárama 480 lumen, míg a PAR30/E27/C9WW1 LED lámpa meggyõzõ 720 lumen fényáramot produkál. MR16/GU10/C3WW1 PAR20/E27/N6WW1 -A öntapadós hátú flexibilis LED szalagok felhasználásának csak a fantázia szab határt. Használhatjuk közvetlen és rejtett világításként bútorokhoz, mennyezeten, kül- és beltéren egyaránt. Elérhetõek meleg fehér ROLL/100/SMD60WW, valamint távvezérelhetõ színváltós RGB változatban ROLL/100/SMD30RGB, sõt, IP68 vízálló kivitelben is. ROLL/100/SMD60WW ROLL/100/SMD30RGB -Éttermekben, bárokban, szórakozóhelyeken a LED lámpák segítségével könnyen alakíthatunk ki bensõséges hangulatot, kihasználva, hogy a 40 és 60 fokos Power LED lámpák éles, kontúros fényt adnak, azaz a megvilágított területen belül egyenletes a fény, azon kívül viszont nincs szórt fény, mint a halogén lámpáknál. Power LED 60 fokos fenykör -LED világítás tervezés A LED-ek élettartama rendkívül magas, tipikusan 50000 óra. A megadott élettartam azt jelzi, hogy a kibocsátott fény intenzitása mikor csökken az újkori érték 70 százalékára. Ezt a megvilágítás tervezésénél célszerû figyelembe venni és ennyivel túlméretezni. A különbözõ típusú LED lámpákból a fény más-más szögben (25, 40, 60, 90, 120 fok) lép ki. A tervezés során erre is figyelmet kell fordítani, valamint nem szabad elfelejtenünk, hogy a LED-ek eredendõen spot, nem pedig gömbsugárzók, mint a hagyományos villanykörte. Majdnem tökéletes gömbsugárzót készíteni ugyan lehetséges LED-ekbõl de a foncsorbúra miatt a vér- (fény) áldozat jelentõs.
-Szerelési tanácsok a 12V-ról üzemelõ LED lámpákhoz A LED-ek érzékeny félvezetõk. Tartós és megbízható mûködésükhöz a megfelelõ egyenfeszültség és áram elengedhetetlen. A törpefeszültségrõl mûködõ LED lámpák mindegyike (pl. MR11/GU4/C1WW1) képes 12V váltófeszültségrõl is mûködni, ez azért lehetséges, mert a beépített elõtét-áramkörök tartalmaznak egyenirányító tagot. Jelenleg a kereskedelemben kapható elektronikus transzformátorokat halogén izzók meghajtására tervezték, feszültségük gyakran túllõ a 12V-on (14-18V), hullámformájuk nem szabályos, zavarjeleket tartalmazhat. Ezek a transzformátorok nem alkalmasak LED lámpák üzemeltetésére, helyettük hagyományos vasmagos tekercselt transzformátort javasolunk 12V kimenõ feszültséggel vagy 12V-os stabil egyenfeszültségû tápegységet. MR11/GU4/C1WW1