Od klasických až po LED žárovky

Typografie
  • Smaller Small Medium Big Bigger
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

V tomto článku uvedeme přehled jednotlivých typů technologií světlených zdrojů, které tvoří většinu zdrojů, se kterými se můžeme setkat v domácnostech či kancelářích. Především se jedná o klasické žárovky, halogenové žárovky, úsporné kompaktní žárovky a LED žárovky.

I když se všechny uvedené zdroje používají pro celkové osvětlení interiérů, výrazně se liší ve své energetické náročnosti, respektive v množství energie spotřebovaném na produkci jednotky světla.
Informace o spotřebě energie a produkci světla se uvádí na energetickém štítku, který je umístěn na obalu každého světelného zdroje, který je určen pro osvětlování v domácnostech. Uvádí se konkrétní energetická třída A až G, aby si každý zákazník mohl udělat představu o tom, v jakém řádu se hodnoty pohybují a jaké jsou mezi jednotlivými technologiemi rozdíly v provozní náročnosti spotřeby energie.
Za zmínku stojí, že technologie LED není dosud upravena žádným předpisem, ale je o ní známo, že je velice účinná a bude jistě z hlediska spotřeby energie spadat do třídy A.
Poptávku po technologiích světelných zdrojů ze strany domácností určuje několik základních kritérií, která mají pro zákazníka klíčový význam. Mezi nejvýznamnější z nich patří cena, design, barva světla, životnost a kvalita vyzařovaného světla.
Jak bylo zmíněno, významným kritériem pro výběr světelného zdroje je i jeho životnost, zvláště v některých často využívaných prostorech je častá výměna světelného zdroje nepohodlná. Životnost světelného zdroje je parametr udávaný v hodinách a závisí na použité technologii světelného zdroje. Průměrná životnost světelného zdroje činí asi 1000 h svícení pro standardní klasické žárovky, 2000–3000 h pro moderní halogenové žárovky, asi 10 až 20 tisíc hodin pro kompaktní zářivky a u žárovek LED může být až 45 000 hodin. Životnost světelného zdroje však závisí také na počtu cyklů zapnutí a vypnutí.

Klasické žárovky

Klasické žárovky mají vysokou kvalitu světla, jejich nedostatkem je však velmi nízká energetická účinnost. Proto jsou postupně stahovány z prodejen (viz nařízení Komise (ES) č. 244/2009). Klasické žárovky fungují na principu tepelné emise světla. Elektrický proud prochází tenkým wolframovým vláknem, které zahřívá, dokud nezačne vydávat světlo. Skleněná baňka brání tomu, aby se k vláknu dostal kyslík, v důsledku čehož by došlo ke zničení vlákna oxidací. V minulosti bylo v žárovkách vakuum, v současné době jsou plněny inertním plynem.
Klasické žárovky mívají obvykle barvu světla 2300–2900 K, díky čemuž vydávají typické „teplé bílé“ světlo. Mají spojité světelné spektrum a vysoký index barevného podání (Ra = 100).
Vzhledem ke světelným charakteristikám byla tato technologie často upřednostňována pro osvětlení domácností např. před kompaktními zářivkami.

Halogenové žárovky

Standardní halogenové žárovky jsou také žárovkami. Obsahují totiž vlákno z wolframu v malé průhledné komoře plněné inertním plynem a malým množstvím halogenu (jód, brom). Standardní halogenové žárovky jsou ve skutečnosti jenom zdokonalené klasické žárovky. Halogenové žárovky mohou fungovat při vyšší teplotě než klasické plynem plněné žárovky, což umožňuje jejich vyšší účinnost (10–30 lm/W).
Barva světla je vyšší než u klasických žárovek. Obvykle platí, že s rostoucí životností výrobku klesá účinnost a naopak, takže výrobky s vyšší životností vykazují výrazně nižší účinnost. Standardní halogenové žárovky (s nižší účinností) nejsou o mnoho účinnější než klasické žárovky (< 15 %).
Nová technologie zlepšené halogenové žárovky plněné xenonem nebo kryptonem umožňuje ve srovnání s klasickými žárovkami o 25–30 %, někdy až o 50 % vyšší účinnost při stejném světelném výstupu.
Žárovky jsou dostupné v konvenčním designu halogenových žárovek nebo ve tvaru klasických skleněných žárovek s tradiční paticí, díky které jsou kompatibilní se všemi svítidly, která jsou určena pro klasické žárovky. Prodávají se jako náhrady za klasické žárovky a jsou obvykle v energetické třídě C nebo B.

web_halogenova_zarovka

V nejnovější halogenové technologii jsou halogenové žárovky opatřeny potahem, který odráží zpět infračervené záření. To umožňuje ve srovnání s klasickými žárovkami o 45 % nižší spotřebu energie při stejném světelném výstupu. Na základě této technologie lze dosáhnout účinnosti energetické třídy B. Z technických důvodů je však její použití prozatím možné pouze u nízkonapěťových světelných zdrojů. Tento typ světelného zdroje je nabízen jak se standardní paticí halogenové žárovky, tak i ve vylepšeném designu klasické žárovky se závitem E27/E14 pro síťové napětí.
V žárovkách s vylepšeným designem je transformátor umístěn v objímce. Z důvodů technických omezení je v současné době technologie dostupná pouze jako náhrada ekvivalentu klasické žárovky maximálně o výkonu 60 W (žárovky o příkonu 20 a 30 W odpovídají klasickým žárovkám o výkonu 40 resp. 60 W). Ceny žárovek třídy B se v současné době pohybují kolem 200 Kč a žárovky třídy C stojí asi 70 Kč.
Zlepšené halogenové žárovky mají ve srovnání s klasickými žárovkami (1000 h) vyšší životnost – asi 2000–3000 hodin. Vzhledem k vyšší životnosti a lepší účinnosti se nákup žárovky navzdory vyšší pořizovací ceně vyplatí.

Úsporné kompaktní zářivky

Úsporné kompaktní zářivky se obvykle skládají z trubice plněné rtuťovými párami a elektronického předřadníku. Pro technologii zářivek je nutné používat předřadník kvůli omezení proudu v zářivce a stabilizaci. Elektrický proud teče z předřadníku a prochází trubicí, která je naplněna rtuťovými párami a inertním plynem (argonem). Rtuťové páry průchodem proudu vyzařují ultrafialové záření, které excituje luminofor nanesený na vnitřní stranu trubice. Luminofor potom vyzařuje viditelné světlo.

web_usporna_zarovka

Kompaktní zářivky mají ve srovnání se standardními klasickými žárovkami o 60–80 % vyšší energetickou účinnost. Průměrná životnost kompaktních zářivek je 8 až 20krát vyšší než životnost klasických žárovek – tj. asi 6 000 až 20 000 hodin ve srovnání s 1 000 hodinami u klasických žárovek.
Kvalitní kompaktní zářivky mají index barevného podání vyšší než 80. Kompaktní zářivky mohou být i stmívatelné, to však platí spíše pro dražší modely a musí to být na jejich obalu výslovně uvedeno.

LED žárovky

Technologie LED, tedy technologie založená na polovodičové diodě vyzařující světlo, je známa již z šedesátých let 20. století. Původně LED diody vyzařovaly monochromatické světlo (první LED dioda byla červená) a využívaly se především pro indikaci. Důležitým milníkem bylo vynalezení technologicky náročné modré diody, která otevřela cestu k diodě bílé. Dalším milníkem bylo představení vysokovýkonové LED diody, díky čemuž se začalo uvažovat o využití technologie LED pro všeobecné osvětlování.
Vývoj se ještě zrychlil a každým rokem jsou představovány diody, které mají o něco vyšší účinnost (měrný výkon). V současné době se pro všeobecné osvětlování lze setkat s diodami, které mají účinnost cca 100–130 lm/W, což je teoreticky lepší než u žárovek, zářivek i některých výbojek (a technologii je do budoucna připisováno další zvyšování účinnosti). Nicméně technologie LED je stále nová, trpí některými neduhy a není dostatečně prozkoušena praxí. V současné době je předmětem intenzivního zájmu standardizačních a metrologických institutů a organizací zabývajících se testováním kvality.

web_led_zarovka

Mimo vysokou účinnost je za hlavní výhodu technologie LED považována dlouhá životnost. V praxi nicméně závisí tento parametr na mnoha okolnostech a odpovědní výrobci neudávají vyšší číslo než 50 tisíc hodin, většinou však mnohem méně (např. 25 tisíc hodin). Mezi další výhody patří rychlý start, technologická možnost stmívání, malé rozměry, možnost různých barevných kombinací, odolnost vůči vibracím, odolnost vůči častému spínání a další. LED diody navíc oproti výbojkám a zářivkám neobsahují rtuť.
Nevýhodou technologie LED je závislost na teplotě, která je zásadní pro návrhy dalšího využití, a nevýhody podobné technologii zářivek: potřeba luminoforu pro bílé světlo a postupný úbytek světelného toku během života.
V uplynulých letech byl zaznamenán první větší rozvoj tzv. LED žárovek, tedy světelných zdrojů LED se závity E14 či E27 vhodných pro nahrazení obyčejných žárovek. Současné příkony jsou 8 W a ve variantě teplého bílého světla odpovídají 40 W obyčejné žárovce. LED žárovky jsou nabízeny obvykle ve variantě E14 ve tvaru svíčkové žárovky nebo E27 ve tvaru obyčejné žárovky. Životnost LED žárovek bývá 25 tisíc hodin. Nevýhodou je vysoká cena, která zatím znemožňuje široké využívání. Segment LED žárovek je nicméně stále velmi nový a je třeba se vyvarovat nespolehlivých výrobců, kteří bez bližších technických detailů udávají velmi dlouhé životnosti či proklamují náhrady žárovek velmi nízkými příkony.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cz unor 2019 S

ElektroPrůmysl.cz, únor 2019

Číslo je zaměřené na osvětlovací techniku, software v automatizační technice, elektrotechnice a energetice.

Najdete nás na Facebooku

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.

Zajímavé odkazy

TERMOKAMERY.cz – novinky a akční ceny! Vyberte si termokameru přesně dle Vašeho požadavku. Technické poradenství, profesionální přístup, prodej, odborná školení, servis a kalibrace. Vyžádejte si předvedení termokamer zdarma přímo ve vaší firmě!
Vyšší úroveň bezpečnosti s NKT instal CYKY Dca Inovovaný kabel s vylepšeným materiálem pláště, nešíří plamen, splňuje požární klasifikaci „Dca“.
Turck Cloud - vzhůru do oblak! Se speciálním cloudovým systémem pro sběr, ukládání a zpracování produkčních dat pro potřeby monitorování různých úloh ve sféře průmyslového internetu věcí (IIoT) a Industry 4.0.
Odborné semináře OEZ 2019 Registrujte se zdarma. Opravy a rekonstrukce rozvaděčů nn, správná volba proudových chráničů, selektivita jištění v programu Sichr.
VOLTWORLD.cz - Svět měřicí techniky! Internetový obchod s kvalitní měřicí technikou osvědčených světových značek. Akční ceny, výhodné sady, půjčovna, servis, kalibrace, školení a semináře.
Bezplatný odběr časopisu
Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.