V současné době se mnohem častěji a ve více oblastech objevují možnosti uplatnění světelných diod (LED). Světelné zdroje LED se díky svým příznivým vlastnostem začínají využívat jak v komerčním sektoru (osvětlení v obchodech, v kancelářích), v designovém osvětlení (architektonické osvětlení), tak také ve veřejném osvětlení, v domácnostech a v automobilovém průmyslu.
Specifickou oblastí, ve které se objevuje aplikace světelných zdrojů LED, jsou náhrady lineárních zářivek o průměru 26 mm (T8) v nainstalovaných svítidlech za LED moduly se stejnou paticí. Tato část trhu se v poměrně krátkém čase zaplavila různými výrobci, především výrobky z Číny a Taiwanu a přinesla mnohé otázky. Jedná se o např. problémy spjaté se standardy při výměně a zásahu do svítidla, problémy světelnětechnické, problematika označování a skutečného potenciálu úspor, kvůli kterým jsou náhrady činěny.
Příznaků nového segmentu trhu je několik: značně kolísá kvalita jednotlivých výrobků, neexistují ustálené výkonové řady, není jednotné značení výrobků a liší se i další vlastnosti typ od typu (např. vyzařovací úhel, šíře dostupných světelně-technických informací, apod.).
Lineární LED moduly určené jako náhrada za lineární zářivky se označují několika názvy. Na českém trhu se používá převážně název „LED zářivka" nebo „LED trubice".
Lineární LED moduly s paticí G13 nemají obvyklé výkonové řady jako u lineárních zářivek. Přesto jsou katalogové výkony často obdobné.
Na trhu se objevují rovněž náhrady za lineární zářivky s průměrem 16 mm/T5 s paticí G5. Tyto náhrady jsou mnohem méně časté (pravděpodobně díky vyšší účinnosti těchto zářivek a jejich menšímu podílu na trhu oproti zářivkám s průměrem 26 mm/T8).
Některé lineární LED moduly se objevují také jako náhrady zářivek s průměrem 38 mm/T12 či 32 mm/T10. Obvykle jde ale o stejné výrobky jako v případě náhrad T8 zářivek s větším průměrem.
Způsob náhrady a úprava svítidla
Lineární zářivky mohou pracovat pouze s předřadným přístrojem – předřadníkem, který vedle zapálení výboje slouží ke stabilizaci hoření oblouku.
Obdobně také světelné zdroje LED vyžadují předřadný přístroj, který v tomto případě slouží k úpravě napájecích podmínek. Proto v praxi není možné kombinovat předřadníky určené pro lineární zářivky s předřadníky pro LED. Při náhradě lineárních zářivek lineárními LED moduly je tak většinou nutná větší úprava původního zářivkového svítidla.
Nezbytné úpravy vybavení svítidel se u jednotlivých výrobců lineárních LED modulů liší. Většina lineárních LED modulů má vestavěný předřadník a je konstruována pro přímé připojení na síťové napětí. Pro úpravu je tak potřeba vyřadit původní předřadník a připojit napětí na jednotlivé konce lineárního LED modulu. Někteří výrobci nabízejí sadu lineárního modulu a nového předřadného přístroje. Existují také výrobci, kteří nabízejí lineární LED moduly, které mohou pracovat s existujícím předřadníkem pouze po zkratování startéru. Tyto výrobky tak nevyžadují zásah do svítidla.
Zásahem do svítidla přestává být zodpovědnost a certifikace věcí výrobce svítidla, ale montážní firmy provádějící zásahy do svítidla. Rovněž provozováním jiných než ke svítidlu určených světelných zdrojů dochází ke změně vyzařování světla a pravděpodobně dojde k narušení původně navržené osvětlovací soustavy.
Normy, legislativa, bezpečnost
Náhrada lineárních zářivek za LED moduly s sebou nese několik úskalí. Jedním z významných problémů je otázka shody s platnými předpisy týkající se bezpečnosti světelných zdrojů, elektromagnetické kompatibility a všeobecných požadavků a zkoušek.
Otázkou zkoušek a bezpečnosti v rámci zásahů do svítidel a náhrady za LED moduly se zabývá mnoho profesních skupin. Hlavní zjištění a závěry lze shrnout do několika bodů:
- je-li originální svítidlo modifikováno či nově přeinstalováno, zodpovědnost leží na subjektu (montážní firmě), který změnu provedl,
- je-li originální svítidlo modifikováno či nově přeinstalováno, uvádí montážní firma na trh nový výrobek a musí tedy zajistit posouzení rizik výrobku z hlediska bezpečnosti, značení, návodu k použití, apod.,
- shoda s platnými předpisy pro LED světelné zdroje by měla být provedena prostřednictvím norem týkajících se všeobecné bezpečnosti světelných zdrojů, včetně fotobiologické bezpečnosti: EN 60968:1990, IEC 62560, EN 62031:2008, EN 62471:2008, i podle norem elektromagnetické kompatibility (EMC): EN 61000-3-2:2006, EN 55015:2006, EN 61547:1995; k tomu by mělo být svítidlo řešeno ještě podle řady norem EN 60598-1 pro všeobecné požadavky a zkoušky,
- subjekt provádějící změny ve svítidle musí převzít plnou budoucí zodpovědnost za svítidlo s ohledem na jeho bezpečnost, EMC, fotometrické vlastnosti a na životní prostředí (platí to rovněž pro stav, kdy je svítidlo vráceno do původního stavu).
Mnoho lineárních LED modulů nesplňuje ani základní bezpečností standardy (např. zkoušku dvojité izolace, apod.) a jejich použití může být životu nebezpečné. Detailní informace o provedení patřičných zkoušek lze získat od odborníků Elektrotechnického zkušebního ústavu. Většina lineárních LED modulů je dovážena ze zahraničí. V rámci Evropské unie funguje systém RAPEX pro rychlý výstražný informační systém o nebezpečných spotřebitelských výrobcích nepotravinářského charakteru a je vhodné zkontrolovat, zda daný výrobek zde není uveden. To je důležité zejména pro dovozce lineárních LED modulů. V této databázi jsou uváděny lineární LED moduly jako „LED lamp", „LED lamp tube", „LED tube lamp", apod.
Na co si dát pozor v praxi?
Lineární LED moduly mají oproti lineárním zářivkám přibližně poloviční světelný tok (viz tab. 1). Výrobci nicméně přesto deklarují možnost náhrady lineárních zářivek s odkazem na směrový charakter vyzařování (do jednoho poloprostoru) lineárních LED modulů.
V některých aplikacích je toto tvrzení pravdivé, ve většině případů náhrad je situace komplikovanější. Každé svítidlo má svoji optickou část (reflektor, refraktor, difuzor apod.), která upravuje prostorové rozložení světelného toku vyzařovaného svítidlem. V případě výměny lineární zářivky za lineární LED modul se toto prostorové rozložení světelného toku svítidla může významně změnit vlivem charakteristického způsobu vyzařování lineárních LED modulů.
To může vést k situacím, kdy osvětlovací soustava nebude splňovat světelně technické požadavky norem související s ochranou zdraví a bezpečnosti vyžadované vyhláškou 268/2009 Sb. „O technických požadavcích na stavby".
Proto v případech, kdy osvětlovací soustava se svítidly osazenými lineárními LED moduly je určena pro všeobecné osvětlování, je nezbytné znát křivky svítivosti použitých svítidel. Existují případy, na které se výše uvedená vyhláška nevztahuje, například dekorační osvětlení nebo akcentové osvětlení (osvětlení vitrín). Pak není nezbytně nutné znát křivku svítivosti takových svítidel.
Lineární LED moduly se dodávají s různými typy čelních krytů (čirý, prismatický, matný), které mění jas vyzařovacího povrchu LED modulů, což je třeba respektovat při posuzování zábrany oslnění. V případech, kdy se tyto zdroje mohou nacházet v zorném poli osob při běžných pohledech (například osvětlení vitrín) je vhodnější z pohledu oslnění používat lineární LED moduly s mléčným krytem, které mají nižší povrchový jas.
Pro ekonomické hodnocení záměny lineární zářivek lineárními LED moduly je jedním z rozhodujících parametrů jejich skutečná doba života. Mnoho výrobců udává pro lineární LED moduly dobu života 50 tisíc hodin i více. Tento údaj však platí pro určité standardizované teplotní poměry. Pokud se lineární LED moduly instalují například do uzavřených svítidel, kde se teplotní poměry výrazně liší od standardizovaných, může se jejich doba života výrazně zkrátit (až na 10 000 hodin). Doba života je přitom jedním ze základních parametrů při hodnocení návratnosti investice do lineárních LED modulů.
Jednou z okolností, kterou je třeba respektovat při návrhu osvětlovací soustavy, je pokles světelné toku zdrojů během jejich provozu. Tuto skutečnost vystihuje činitel stárnutí, který je roven poměru světelného toku po uplynutí předpokládané doby života k počátečnímu světelnému toku. Osvětlovací soustava je tedy na svém začátku předimenzována, aby požadované parametry osvětlení byly splněny v průběhu celé životnosti osvětlovací soustavy.
Míra předimenzování závisí na hodnotě činitele stárnutí světelných zdrojů. U moderních lineárních zářivek se hodnota činitele stárnutí pohybuje okolo 0,9. U lineárních LED modulů je výrazně nižší a bývá přibližně v rozsahu od 0,6 do 0,8. V případech, kdy se obnova osvětlovací soustavy řeší pouhou výměnou zastaralých světelných zdrojů a variantně se posuzuje použití moderních lineárních zářivek a lineárních LED modulů, je třeba pro dosažení shodných požadovaných světelně technických parametrů zohlednit udržovací činitele obou zdrojů. Proto instalovaný světelný tok svítidel s lineárními LED moduly v porovnání s lineárními zářivkami musí být o cca 10% až 50% větší.
Závěr
Stále častěji se objevují ve světelné technice aplikace světelných diod (LED). Jednou z těchto aplikací jsou i lineární LED moduly, které bývají v komerčních materiálech nevhodně označovány jako „LED trubice" nebo „LED zářivky". Zmíněné lineární LED moduly jsou určeny pro náhradu lineárních zářivek ve svítidlech. Tyto lineární LED moduly zažívají rychlý rozvoj obdobně jako mnoho dalších aplikací LED a zaměřilo se na ně mnoho malých prodejců. Díky tomu je trh zahlcen a kvalita jednotlivých produktů značně kolísá.
Lineární LED moduly pro náhradu běžných lineárních zářivek nelze obecně doporučit kvůli několika problematickým aspektům:
- Je-li originální svítidlo modifikováno či nově přeinstalováno kvůli použití LED modulu, neplatí pro nové svítidlo původní bezpečnostní a další prohlášení se všemi právními důsledky (toto neplatí pro lineární LED moduly nevyžadující zásah do svítidla).
- LED moduly namontované do svítidla určeného pro lineární zářivky výrazně mění světelně-technické parametry svítidla a při návrhu nelze zaručit normou předepsané hodnoty osvětleností, rovnoměrnosti a velmi často také indexu podání barev.
- V praxi nejsou dostupné křivky svítivosti svítidel nově osazených lineárními LED moduly, které jsou potřebné pro kvalifikovaný návrh osvětlovací soustavy.
- Mnoho současných lineárních LED modulů má nízký činitel stárnutí, což může při náhradě lineárních zářivek způsobit, že po několika letech nebudou splněny normou požadované hodnoty osvětlenosti. Při návrhu nové osvětlovací soustavy nízký činitel stárnutí zvyšuje investiční náklady na osvětlovací soustavu (pro stejný prostor je potřeba více světelných zdrojů). Pro běžné roční využití a za současných cen je využití lineárních LED modulů návratné (11 let při diskontní sazbě 7 %). Rozhodnutí o investování do použití lineárních LED modulů závisí na nákladech financování a vyhodnocení veškerých rizik. Ekonomická efektivnost opatření se výrazně zlepšuje v případě celoročního využití osvětlovací soustavy a pozitivně by ji ovlivnila vyšší cena za elektrickou energii.
Lineární LED moduly se mohou hodit především v aplikacích, kde není třeba dodržovat normu vztahující se k osvětlení pracovních prostorů a světelně technické požadavky norem související s ochranou zdraví a bezpečnosti vyžadované vyhláškou 268/2009 Sb.). Může se jednat např. o prostory bez pohybu lidí, designové osvětlení, akcentové osvětlení, apod. Někteří výrobci zaměřují lineární LED moduly jako náhrady lineárních zářivek pro osvětlení regálů a chladicích boxů. Za předpokladu splnění světelně technických a bezpečnostních podmínek je možné náhradu použít. Z tohoto hlediska je náhrada lineárních zářivek za lineární LED moduly nevhodná zvláště v případech, kdy záleží na rovnoměrnosti osvětlení (např. kancelářské prostory, garáže, apod.).
