LED czy CFL - porównanie źródeł światła

Porównanie żywotności oraz wydajności lamp LED ze świetlówkami kompaktowymi.

Przed popularyzacją świetlówek kompaktowych na rynku, pojawiało się wiele pytań na temat zalet tej technologii. Czasy się zmieniły i obecnie te same pytania padają w temacie oświetlenia LED. Konsumentom zależy na zapoznaniu się z różnicami między żarówkami LED i świetlówkami w szybki i łatwy sposób.

Przygotowaliśmy poniższą infografikę, żeby w przystępny sposób zaprezentować te różnice.

Porównanie żywotności

Przy porównywaniu technologii LED i CFL żywotność jest pierwszą cechą, która przychodzi na myśl. Dobre źródła LED opisuje się zwykle przez utrzymanie strumienia świetlnego, np. L70, a realna trwałość zależy od konstrukcji, temperatury pracy, zasilacza i warunków użytkowania. LED nie musi gasnąć nagle po osiągnięciu czasu odniesienia; często stopniowo traci jasność. Świetlówki kompaktowe również tracą parametry w czasie, a ich trwałość zależy m.in. od liczby cykli włączania i warunków pracy.

Porównanie wydajności

Żarówki LED bardzo wydajnie przetwarzają energię w światło. Światła CFL także występują w wersjach o wysokiej wydajności, ale mają bardzo wysokie ceny. W wielu zastosowaniach źródło LED może zastąpić CFL przy niższym poborze energii, ale rzeczywista oszczędność zależy od mocy, czasu świecenia, ceny energii i dobrania zamiennika o odpowiednim strumieniu świetlnym.

Poniższa infografika przedstawia porównanie żarówek LED i CFL

Zwróć też uwagę na:

	LED	CFL
Odporność na częste włączanie/wyłączanie
Odporność na wibracje
Odporność na wilgoć
Natychmiastowy zapłon
Możliwość ściemniania
Dostępność różnych kolorów
Zawiera rtęć
Tłukliwość
Rozsył światła na 360 stopni
Niska cena

Rozsył światła i zastosowanie

Teraz przeliczmy żywotność na koszty. Światła LED są droższe przy pierwszym zakupie, ale nie musisz co chwilę dokupować nowych. Po uwzględnieniu poboru mocy, żywotności i ceny okazuje się że świetlówki kompaktowe są na dłuższą metę nieopłacalne w porównaniu do LEDów.

Należy też rozważyć czynniki takie jak wibracje, ilość cykli włącz/wyłącz, wilgotność i uszkodzenia mechaniczne, które mogą skrócić żywotność świetlówki kompaktowej poniżej założonych 8000 godzin.

Zastosujmy przeliczenia w praktyce, zestawiając ze sobą światło LED o mocy 20W i świetlówkę kompaktową 50W na przestrzeni 10 lat. Jeśli założymy dzienne użycie na 8 godzin, to koszt oświetlenia LED zwróci się w ciągu 3-4 lat. Po okresie 10 lat, łączna oszczędność w porównaniu do świetlówki kompaktowej wyniesie ponad 300 złotych.

Czym jest LED i czym różni się od żarówek tradycyjnych i świetlówek kompaktowych?

Oświetlenie LED jest obecnie jedną z najważniejszych energooszczędnych technologii oświetleniowych. Dobre źródła LED mogą łączyć wysoką skuteczność świetlną, długą trwałość i szeroki wybór barw oraz kształtów. Poniżej przedstawiamy zbiór porad, które pomogą Ci w wyborze światła LED idealnego dla Ciebie.

Przez wiele lat ludzie nie mieli wyboru w kwestii źródła światła – istniały tylko lampy żarowe. Na przestrzeni czasu zaistniała potrzeba opracowania energooszczędnej technologii oświetlenia. W odpowiedzi pojawiły się świetlówki kompaktowe, jako tańsza, wydajniejsza alternatywa żarówek tradycyjnych.

Kolejnym krokiem było opracowanie żarówek LED, zapewniających takie korzyści jak niskie zużycie energii i produkcja ciepła, a także większa przyjazność środowisku.

Udział oświetlenia w rachunku za energię zależy od budynku, liczby punktów świetlnych i czasu użytkowania. Wymiana starszych źródeł na dobrze dobrane LED może ograniczyć zużycie energii, ale opłacalność warto liczyć dla konkretnej instalacji.

Obecnie na rynku dostępne jest wiele typów żarówek LED. Wybór jest zatem trudny i wielu zastanawia się jak dobrać odpowiednią żarówkę LED. Rozwiążemy dla Ciebie ten dylemat, ale najpierw przeanalizujmy, czym dokładnie jest lampa LED?

Przez ponad 150 lat, do oświetlania korytarzy i dużych pomieszczeń używano lamp żarowych o mocy 100 watów, a w małych pomieszczeniach i przy lampkach nocnych stosowano żarówki 60-watowe. Takie żarówki są znane z charakterystycznie żółtego światła i od pokoleń były najpopularniejszą formą oświetlenia.

Niestety, są one nieergonomiczne i marnują dużą część energii na produkcji ciepła. Jedynie 10% pobieranego prądu zostaje przetworzone w światło, podczas gdy pozostałe 90% wydziela się w formie ciepła. Z tego względu, tradycyjne żarówki uważa się obecnie za przestarzałe i niedorównujące nowoczesnym, energooszczędnym alternatywom.

Dostępne od jakiegoś czasu świetlówki Kompaktowe CFL zastąpiły tradycyjne żarówki dzięki lepszej wydajności energetycznej. Wykorzystując technologię oświetlenia fluorescencyjnego, uzyskują światło poprzez wzbudzanie luminoforu promieniowaniem ultrafioletowym powstałym wskutek wyładowania jarzeniowego w rurze wypełnionej gazem.

Żarówki jarzeniowe pobierają znacznie mniej energii (o około 75%) od żarówek tradycyjnych, przy tej samej jasności światła, ale największą wadą tej technologii jest fakt, że zawierają toksyczną rtęć w rurze. Jest to bardzo niebezpieczny dla zdrowia metal ciężki. Zazwyczaj nie stanowi to problemu, ale w wypadku stłuczenia żarówki niezbędne jest odpowiednie oczyszczenie pomieszczenia i utylizacja potłuczonej lampy.

Przy modernizacji oświetlenia warto porównać źródła LED z dotychczas stosowanymi lampami pod kątem skuteczności świetlnej, trwałości, kompatybilności ze ściemniaczem i warunków pracy. LED jest obecnie podstawowym kierunkiem energooszczędnych modernizacji oświetlenia. Żarówki LED zbudowane są z zestawów małych diod, które wytwarzają światło w zastępstwie żarnika lub szkodliwego gazu.
Mimo, że technologia LED jest dostępna od lat, przez długi czas była wykorzystywana głównie do świateł sygnalizujących w urządzeniach elektrycznych. Dopiero od niedawna zaczęła być stosowana do oświetlenia domowego, biurowego i komercyjnego. Współczesne żarówki LED składają się z płytek połączonych diod LED umieszczonych pod soczewkami rozpraszającymi.

Dobrze dobrane żarówki LED są zwykle bardziej energooszczędne od lamp żarowych i wielu starszych świetlówek kompaktowych. Technologia LED rozwija się w zawrotnym tempie i oferuje lampy w różnych nowoczesnych stylach i standardach. Żarówki LED są droższe w zakupie, ale z każdym rokiem ich ceny obniżają się dzięki ciągłemu ulepszaniu metod produkcyjnych. Do głównych zalet żarówek LED należą energooszczędność, mniejsze wymagania serwisowe oraz długa trwałość deklarowana dla konkretnego modelu.

Wydajność żarówek LED vs. tradycyjnych vs. świetlówek

Pierwszym czynnikiem jaki należy rozważyć przy wyborze żarówki jest jej wydajność.

Pobór mocy źródeł LED zależy od strumienia świetlnego, skuteczności i konstrukcji produktu. W porównaniu z lampami żarowymi LED zwykle pozwala znacząco zmniejszyć zużycie energii, ponieważ większa część energii jest wykorzystywana do wytwarzania światła, a mniej tracona w postaci ciepła.

Niższy pobór energii przekłada się na niższe rachunki za prąd. Im dłuższy czas pracy oświetlenia, tym większe znaczenie ma skuteczność świetlna i poprawny dobór opraw. W obiektach takich jak magazyny, szkoły, biura czy zakłady produkcyjne oszczędności należy liczyć na podstawie faktycznej liczby godzin świecenia, taryfy energii i kosztów serwisu.

Porównanie na podstawie istotnych zalet technologii LED

• Trwałość: istotną przewagą wielu źródeł LED jest długa praca bez nagłej utraty światła. Deklaracje typu L70, L80 lub liczba godzin pracy należy sprawdzać w karcie konkretnego produktu, bo zależą od temperatury, zasilacza i jakości odprowadzania ciepła.
• Duża oszczędność energii i pieniędzy: LEDy są drogie tylko przy początkowym zakupie, ponieważ koszty zwracają się bardzo szybko w formie niższych rachunków za prąd i braku potrzeby dokupowania żarówek. Wybór technologii LED zapewnia długofalowe oszczędności na przestrzeni wielu lat, jako że żarówki tego typu wytrzymują nawet 50 000 godzin. Nie musisz się więc martwić o ciągłe wymienianie przepalonych żarówek. Biorąc te czynniki pod uwagę, można dojść do wniosku, że technologia LED jest optymalnym rozwiązaniem pod względem żywotności i oszczędności
• Odporność mechaniczna: żarówki LED są bardzo odporne na uszkodzenia mechaniczne. Nie używają żarnika, dzięki czemu niestraszne im upadki z wysokości. Co więcej, obudowa z aluminium lub z plastiku zapewnia dodatkową ochronę przeciw wstrząsom i obiciom.
• Niższe temperatury: LED zwykle oddaje mniej ciepła do otoczenia niż lampa żarowa o podobnej jasności, ale nadal wymaga poprawnego odprowadzania ciepła. Obudowa i radiator mogą się nagrzewać, a zbyt wysoka temperatura skraca trwałość źródła. Są również wyposażone w radiatory, które odprowadzają ciepło z diod, zapobiegając awariom. Te cechy mogą przyczynić się do dodatkowych oszczędności, jako że nie trzeba stosować klimatyzacji, aby powstrzymać pomieszczenie przed nagrzewaniem się. Jeśli radiator jest źle dobrany lub niepoprawnie zamontowany, diody w żarówce LED mogą się przegrzać i wypalić. W tej technologii, odpowiednia kontrola termalna jest kluczowym czynnikiem skuteczności i wydajności produktów LEDowych, jako że im wyższa temperatura pracy żarówki, tym krótsza będzie jej żywotność.
• Wpływ na środowisko: źródła LED nie zawierają rtęci, a niższe zużycie energii może ograniczać emisje związane z wytwarzaniem prądu. Bilans środowiskowy zależy jednak od miksu energetycznego, jakości produktu, długości użytkowania i sposobu utylizacji.
• CRI – jakość światła:  CRI (Color Rendering Index), czyli współczynnik oddawania barw, jest ważnym parametrem przy wyborze każdego produktu LED. Standardowe oświetlenie domowe powinno posiadać CRI na poziomie przynajmniej 80. Obecnie na rynku dostępne są żarówki LED o nawet wyższym współczynniku, dzięki czemu wiernie oddają barwy oświetlanych obiektów.
• Szeroka gama zastosowań:  żarówki LED są użytecznie nie tylko przy oświetleniu domowym, ale również doskonale spisują się jako światła dekoracyjne. Dzięki ukierunkowanemu światłu można je stosować jako oświetlenie meblowe i podtynkowe.
• Szybkość reakcji: światła LED włączają się natychmiast, podczas gdy świetlówki potrzebują chwili na rozgrzanie się.
• Możliwość ściemniania: Główną różnicą między LEDami a świetlówkami kompaktowymi jest opcja ściemniania. Nie każda lampa CFL ani LED współpracuje ze ściemniaczem; należy sprawdzić oznaczenie producenta i typ zastosowanego ściemniacza. Żarówki LED z funkcją ściemniania nie tylko pozwolą Ci zaoszczędzić na energii, ale też dysponują zwiększoną żywotnością.

Kalkulacja kosztów elektryczności

Tutaj przedstawimy przykład obliczenia Twoich oszczędności wynikających z zastosowania oświetlenia LED.

Załóżmy scenariusz, gdzie w trzech sypialniach zastosowano po jednej żarówce: w pierwszej, żarówkę tradycyjną o mocy 60W; w drugiej, świetlówkę kompaktową o mocy 20W; w ostatniej, lampę LED 9W. Każda z nich produkuje światło o takiej samej jasności. Teraz przeliczmy, ile będzie kosztować użytkowanie każdej z nich przez rok. Do tego celu musimy założyć dzienny czas eksploatacji żarówki oraz koszty elektryczności.

Przyjmijmy, że każda żarówka będzie używana 6 godzin dziennie albo 2000 godzin rocznie. Załóżmy też, że za prąd płacimy 60 groszy za 1 kWh. Należy też pamiętać, że 1000W = 1kW.

Używamy następującej formuły: Czas używania x cena x pobór mocy = całkowity roczny koszt

Podsumowując:

• Żarówka tradycyjna 60W: 2000h x 0.60 zł x 0.060 kW = 72 zł
• Świetlówka kompaktowa 20W: 2000h x 0.60 zł x 0.020 kW = 24 zł
• Lampa LED 9W: 2000h x 0.60 zł x 0.009 kW = 10,80 zł

Możesz użyć tej formuły dla dowolnego rodzaju żarówki.

Innym sposobem na wyliczenie oszczędności uzyskanych przy użyciu żarówek LED jest wyliczenie jednej czwartej swojego rachunku za prąd (ponieważ oświetlenie stanowi około 1/4 wydatków za energię) i obniżenie tej kwoty o 85% jeżeli chcesz zamienić żarówki tradycyjne na LEDowe, lub o 50% jeśli chcesz zamienić świetlówki kompaktowe na LEDy.

Kalkulacja kosztów wymiany żarówek

Powyższe wyliczenia nie uwzględniają kosztów wymiany zużytych żarówek. Możliwość obliczenia tych kosztów pozwoli Ci poznać dokładną kwotę pieniędzy zaoszczędzonych dzięki zastosowaniu oświetlenia LED.

Wysokiej jakości żarówki LED mogą osiągnąć żywotność nawet do 50000 godzin, świetlówki kompaktowe 5000 godzin, a lampy żarowe tylko 1000 godzin. Przyjmijmy roczne zużycie na 2000 godzin. W takim wypadku, w czasie 20 lat będziesz potrzebować tylko 1 żarówki LED, ośmiu świetlówek albo aż 40 żarówek tradycyjnych.

Jak mają się te liczby do kwot wydanych na żarówki? Zakładając, że ceny się nie zmienią, przeciętna żarówka LED kosztuje 20 złotych, jej świetlówkowy odpowiednik  8 złotych, a żarówka tradycyjna 2 złote. Oznacza to, że w ciągu 20 lat wydamy:

• Na żarówki tradycyjne: 80 zł
• Na świetlówki kompaktowe: 64 zł
• Na żarówki LED: 20 zł

Wcześniej wyliczyliśmy roczne koszty używania różnych rodzajów oświetlenia. Teraz przełóżmy to na 20 lat:

• Żarówka tradycyjna 60W: 72 zł x 20 = 1440 zł
• Świetlówka kompaktowa 20W: 24 zł x 20 = 480 zł
• Lampa LED 9W: 10,80 zł x 20 = 216 zł

Całkowity koszt opłat za oświetlenie w czasie 20 lat:

• Żarówka tradycyjna 60W: 1440 zł  + 80 zł = 1520 zł
• Świetlówka kompaktowa 480 zł + 64 zł = 544 zł
• Lampa LED 9W: 216 zł + 20 zł = 236 zł

Porównaj różne rodzaje oświetlenia na poniższym wykresie:

Żarówka tradycyjna 60W	Świetlówka kompaktowa 20W	Żarówka LED 9W
Roczny koszt: 72 zł	Roczny koszt: 24 zł	Roczny koszt: 10,80 zł
Zużycie energii: 60W	Zużycie energii: 20W	Zużycie energii: 9W
Jasność (w lumenach): 800	Jasność (w lumenach): 800	Jasność (w lumenach): 800
Żywotność: 1000 godzin	Żywotność: 5000 godzin	Żywotność: 50000 godzin

Rola lumenów w jasności i skuteczności świetlnej

Lumen jest jednostką pomiaru całkowitej ilości widzialnego światła produkowanego przez żarówki i inne obiekty świecące. Można łatwo porównać ilość lumenów produkowanych przez żarówki tradycyjne i CFL, ponieważ im wyższa liczba na pudełku, tym jaśniejsza żarówka. Ta metoda nie sprawdza się przy porównywaniu LEDów z żarówkami tradycyjnymi i świetlówkami. Przy pomiarze lumenów żarówki LED, musisz zwrócić uwagę na ilość lumenów użytecznych. Jeśli żarówka świeci we wszystkich kierunkach, część produkowanego światła pada na wnętrze oprawy i marnuje się.

Wykazano, że około 50% światła emitowanego przez lampy żarowe i świetlówki kompaktowe pozostaje w oprawach i nigdy się nie wydostaje. To światło jest pochłaniane przez materiał i zmarnowane jako energia cieplna. Co oznacza, że ze wszystkich lumenów produkowanych przez żarówkę, tylko połowa oświetla pomieszczenie. Tą ilość nazywamy lumenami użytecznymi. W przypadku LEDów, ten problem nie istnieje, ponieważ świecące diody na płytce są ukierunkowane i wszystkie świecą w jedną stronę: na dół. Jeśli taka żarówka jest na suficie, całe produkowane przez nią światło trafia do pomieszczenia.

Poniżej przedstawiamy tabelę porównawczą użytecznych lumenów:

Jak widać, żarówka LED ma większą wydajność pod względem jasności niż pozostałe. W praktyce ilość światła użytecznego zależy od kierunkowości źródła i konstrukcji oprawy. LED często ułatwia kierowanie światła tam, gdzie jest potrzebne, ale nie należy zakładać, że w każdym układzie 100% strumienia trafi do pomieszczenia.

Skuteczność jest kolejnym ważnym składnikiem w decyzji o doborze światła. Określa wydajność z jaką żarówka przetwarza prąd w widzialne światło na podstawie ilości pobieranych watów po włączeniu. A zatem, skuteczność równa się całkowitej ilości lumenów na wat. Na przykład, dziewięciowatowa żarówka LED wytwarza 800 lumenów i ma skuteczność na poziomie 90lm/W.

Rola jakości światła w doborze oświetlenia

Jakość i temperatura światła są równie istotne przy porównywaniu i doborze źródeł światła. Te parametry są mierzone w jednostkach CRI i CCT.

CRI - jakość światła: CRI (Color Rendering Index) to współczynnik oddawania barw i informuje, jak dobrze żarówka oddaje naturalne kolory oświetlanych obiektów oglądanych gołym okiem w porównaniu do światła słonecznego. Białe światło złożone jest z całego widzialnego spektrum kolorów i jeśli oświetla ono obiekt, możemy zobaczyć jego prawdziwą barwę. Światło naturalne ma najwyższy współczynnik CRI, podczas gdy sztuczne światła nie są w stanie oddawać tak dokładnie wszystkich barw widma światła widzialnego. CRI na poziomie 80 jest standardowe dla oświetlenia domowego. Żarówki LED o wyższym współczynniku oddają barwy jeszcze dokładniej. Właściciele firm zajmujących się na przykład kolorowymi tkaninami coraz częściej wybierają oświetlenie LED i są zadowoleni z rezultatów.

CCT- temperatura barwowa: mierzona w kelwinach jednostka temperatury produkowanego światła. Żarówki CFL i LED nie grzeją się tak bardzo jak tradycyjne. Temperatura jest powiązana z barwą światła: im zimniej wygląda barwa tym wyższa temperatura. Żarówka LED o temperaturze barwowej 3000K nie nagrzewa się w rzeczywistości do tylu stopni, a jedynie oddaje światło odpowiadające barwą lampie żarowej o tej temperaturze. LEDy o zimnym świetle posiadają temperaturę barwową w przedziale 5300K -5600K. Niektóre modele produkują światło o temperaturze barwowej przekraczającej 6000K, które zaczyna przypominać światło niebieskie bardziej niż białe.

Jak dobrać idealną żarówkę LED?

Powyższe informacje pokazują, dlaczego w wielu zastosowaniach LED jest korzystnym zamiennikiem starszych źródeł światła. Jeśli Cię przekonały, twoim kolejnym krokiem powinien być zakup LEDów. Ale zaczekaj! Jest tyle różnych rodzajów żarówek LED! Aby dokonać właściwego wyboru, powinieneś rozważyć wszystkie czynniki, które mają wpływ na produkcję żarówek LED. Poszczególne parametry pozwolą Ci porównać wartość różnych modeli. Uważnie je przejrzyj i wybierz opcję najodpowiedniejszą dla twojego domu, biura, lub innego przeznaczenia zależnego od potrzeb.

Jakość modułu: wydajność żarówki LED jest z dużej mierze zależna od jakości zastosowanych chipów LED. Jest to więc bardzo ważny czynnik przy zakupie. Wysokiej jakości moduły mają dłuższą żywotność i mniejszą zawodność, kosztem wyższej ceny. Wystrzegaj się tanich żarówek LED, w których zastosowano moduły produkcji chińskiej.

Lumeny: powinieneś również obliczyć ilość lumenów na złotówkę – ile lumenów produkuje żarówka w proporcji do swojej ceny. Na przykład, dla żarówki LED w cenie 20 zł, wytwarzającej 800 lumenów ten czynnik wynosi 40lm/zł. Im wyższy współczynnik tym niższa cena za lumen.

Żywotność żarówki: kolejnym istotnym czynnikiem jest żywotność liczona w godzinach. Najlepsze modele żarówek LED osiągają żywotność 50000 godzin. Przy użytkowaniu przez 8 godzin dziennie, taka żarówka wystarcza na 17 lat, a przy 12 godzinach, może wytrzymać 11. Żywotność jest też zależna od jakości zastosowanego radiatora odprowadzającego ciepło z modułów.

Temperatura barwowa: nowoczesne żarówki LED są dostępne w wersjach o różnych temperaturach barwowych mierzonych w kelwinach. Ciepłe, żółte światło o niskiej temperaturze barwowej zapewni przytulną, kojącą atmosferę. Zimne, białe światło o wysokiej temperaturze barwowej dodaje energii i  motywuje do pracy. Niezależnie czy wolisz nowoczesny, sterylny klimat, czy staroświeckie, żółte światło, żarówki LED Cię usatysfakcjonują.

Możliwość ściemniania: możliwość ściemniania światła w pomieszczeniu pozwoli Ci dobrać odpowiedni klimat do sytuacji. Niektóre modele żarówek LED zapewniają taką funkcjonalność przy użyciu standardowego ściemniacza. Ściemnienie żarówki pozwoli Ci nie tylko zaoszczędzić na energii, ale także wydłuży jej żywotność.

Wśród różnic między markowymi żarówkami LED, a tanimi podróbkami, są tak istotne czynniki jak jakość zintegrowanego zasilacza, wydajność świetlna i żywotność. Wyższa cena jest nieodłącznie umotywowana wyższą jakością.