La differenza tra lampade a LED e fluorescenti compatte a risparmio energetico

I consumatori domestici stanno gradualmente eliminando le lampade a incandescenza e le usano sempre meno. Inizialmente sono stati sostituiti da lampade fluorescenti compatte (CFL). Consumano 5 volte meno energia con la stessa luminosità. Cioè, una lampada fluorescente da 20 W può sostituire una lampada a incandescenza da 100 W. Per questo sono stati chiamati a risparmio energetico.

La tecnologia non si ferma e negli ultimi 5 anni il mercato si è rafforzato Lampadine a LED o LED. La gamma di prodotti è abbastanza ampia da pannelli e nastri luminosi a proiettori e lampade per tutti i possibili zoccoli. Allo stesso tempo brillano 10 volte più luminosi delle lampade a incandescenza della stessa potenza. Diamo un'occhiata più da vicino alle differenze tra lampade a risparmio energetico e lampade a LED.

meraviglia I:

Le lampade a LED appartengono anche a quelle a risparmio energetico, ma nelle persone questo nome è fissato a lampade fluorescenti compatte, anche se risparmiano energia non come quelle a LED. Nell'articolo, propongo di non discostarsi dai nomi popolari.

struttura

I risparmiatori di energia sono una versione compatta della classica lampada fluorescente tubolare, disponibile sotto i tappi pin g5 e g13, di solito differiscono nello spessore del tubo (t5, t8). La compattezza si ottiene ruotando il tubo a forma di spirale. Quindi, con lo stesso principio di funzionamento, si ottiene una sorgente luminosa di dimensioni e base che ripete le comuni lampade a incandescenza.

I modelli più popolari di lampade con zoccoli E14 ed E27.

La lampada compatta a risparmio energetico è composta da:

• cap;

• alloggio;

• alimentatore elettronico;

• pallone.

A sua volta, il pallone è riempito con vapore di mercurio e le sue pareti interne sono ricoperte da un fosforo, lo spettro dei colori e la temperatura del colore dipendono dalla sua composizione.

Le lampade a LED, a seconda degli anni di produzione, sono state costruite utilizzando varie soluzioni progettuali e di circuito, tipi di LED. I primi modelli furono prodotti con LED da 5 mm, successivamente furono sostituiti LED SMDcome potresti imbatterti in una striscia LED.

Le ultime innovazioni sono i filamenti di filamenti, sono costituiti da cristalli LED situati su vetro zaffiro o altro materiale dielettrico, sono uniformemente rivestiti con un fosforo, che crea l'illusione di un filamento luminoso. Esternamente, tali lampade sono simili alle lampade a incandescenza: hanno un bulbo di vetro trasparente e non c'è plastica nella custodia.

E così il design generale della maggior parte delle lampade a LED:

• seminterrato;

• custodia in plastica o metallo;

• fonte di alimentazione;

• scheda metallica con LED;

• lampadina a dispersione di luce.

La prima differenza tra i risparmiatori di energia luminescenti e i LED nelle sorgenti luminose usate: un tubo con vapore di mercurio contro i cristalli di semiconduttori.

Luminosità e potenza

La lampada ha tre caratteristiche principali:

• Consumo energetico, W;

• Flusso luminoso, Lm;

• Temperatura di colore, K.

In linea di principio, l'unico modo possibile per conservare l'elettricità è aumentare il flusso luminoso specifico, ad es. Rapporto Lm / W.

Per confronto, consideriamo il flusso luminoso di lampade di diversi design:

Una lampada a incandescenza, a seconda delle caratteristiche del design, può produrre fino a 20 Lm per 1 Watt di consumo energetico, mentre il più delle volte è di circa 10-17 Lm / W.

La lampada fluorescente emette da 40 a 70 Lm / W. Vale la pena dire che, nonostante il calo della popolarità di queste sorgenti luminose, gli ingegneri migliorano questi indicatori e ci sono pubblicazioni che raggiungono circa 100 Lm / W, ma non ne ho viste in vendita.

Le lampade a LED brillano ancora di più - 80-120 Lm / W. Nell'ultimo decennio, questa cifra è aumentata in modo significativo e il prezzo è diminuito ancora di più.Questa è la ragione del successo dei prodotti LED sul mercato.

Ne consegue che durante il funzionamento le lampade a incandescenza hanno il riscaldamento più elevato (oltre 100 gradi), le lampade a risparmio energetico (60-80 gradi) sono al secondo posto e le lampade più fredde sono a LED (30-40 gradi). Ciò è dovuto alla differenza di efficienza, quando le lampade a LED funzionano, la minima quantità di energia viene rilasciata nel calore.

Risorsa e perdita di luminosità

30000-50000 ore - la durata media delle lampade a LED. Ma dipende molto dalle condizioni operative. Ad esempio, se la sorgente luminosa a LED funziona in condizioni calde, il periodo può essere ridotto di 2 o più volte.

10000 ore di lavoro lampade fluorescenti. Ma anche questo non è un valore statico, ci sono casi in cui riciclano le loro risorse o viceversa: si esauriscono prematuramente.

Il motivo principale del guasto delle lampade fluorescenti compatte è l'accensione e lo spegnimento frequenti, mentre quelle lampade che vengono accese 24 ore su 24 di solito sperimentano una risorsa a volte. Ciò è dovuto al principio del lavoro, più avanti in seguito.

Il sistema di alimentazione influisce anche sulla durata della vita operativa. A proposito, le lampade fluorescenti con reattore elettromagnetico (induttore) funzionano la metà di quelle elettroniche. Ma nelle lampade compatte a risparmio energetico viene utilizzato solo reattore elettronico (ECG).

1000 ore di lampadine. La vita utile sarà ridotta se la lampada viene spesso accesa e spenta o funziona in condizioni di alta temperatura e vibrazioni. Colpire e scuotere la lampadina può danneggiare la spirale e si romperà.

conclusione:

I LED hanno la più grande risorsa tra gli analoghi elencati. Le lampade a LED non hanno paura di accendersi e spegnersi frequentemente - questo consente loro di essere utilizzate in corridoi, servizi igienici e dispense.

Riduzione della luminosità della lampada nel tempo

Le lampade a incandescenza emettono con sicurezza i loro lumen per tutta la vita utile, è possibile una riduzione fino al 7%. Il motivo principale della diminuzione della luminosità è la contaminazione della lampadina e del paralume.

Le lampadine a risparmio energetico, come qualsiasi tipo di lampada fluorescente, tendono a invecchiare. E il flusso luminoso è ridotto al 50% entro la fine della sua vita. Ciò è dovuto all'invecchiamento del fosforo, al suo esaurimento, all'usura degli elettrodi. Potresti aver notato che i vecchi LL spesso si anneriscono alle estremità del tubo, questo è un segno di una sostituzione anticipata.

Le lampade a LED emettono il flusso luminoso dichiarato non costantemente. Il flusso luminoso si riduce al 15% dopo 25.000, che è molto più lungo di quello delle lampade a risparmio energetico, durante questo periodo ne sostituirai due e il LED continuerà a funzionare. La luminosità influenza anche la temperatura. Se la lampada si surriscalda, il flusso luminoso scende all'80% del valore nominale entro 2-3 minuti. Con un surriscaldamento prolungato, il cristallo LED si degrada e potrebbe bruciarsi.

Modo di potere

Entrambi i tipi di lampade richiedono un approccio speciale alla nutrizione. Per questo, all'interno del case si trova un circuito di alimentazione.

Tubi fluorescenti compatti

Le lampade fluorescenti sono una fonte di luce piuttosto specifica in termini di potenza, per accenderle è necessario un circuito che aumenta la tensione sopra la tensione di alimentazione nella rete. In precedenza, veniva utilizzato un acceleratore con un motorino di avviamento, ora un reattore elettronico (alimentatore). All'interno del bulbo c'è gas, alle sue estremità ci sono due spirali, la tensione è collegata alle spirali (elettrodi).

Per semplificare la comprensione del processo di accensione, lo descriverò sull'esempio di un sistema di avviamento obsoleto, negli alimentatori elettronici utilizzati sulle lampade a risparmio energetico il principio è lo stesso, ma l'approccio è diverso.

Poiché nello stato spento (freddo), la resistenza tra gli elettrodi è grande, quindi vengono prima riscaldati, lo starter è responsabile di questo. Inizia un processo chiamato emissione "termoionica", iniziano a essere emessi elettroni liberi.

Nell'avviatore c'è una lampadina a gas, come neon e contatti bimetallici, che allo stato caldo si chiudono e il condensatore.Una corrente di 20-50 mA, i contatti vengono riscaldati attraverso il contenitore del gas, si chiudono e la scarica all'interno del bulbo di avviamento si arresta. Quindi la corrente limitata dalla reattanza dell'induttore e delle spirali scorre lungo il circuito: fonte di alimentazione - induttore - bobina - avviamento - spirale - fonte di alimentazione.

Le bobine si riscaldano e le piastre di avviamento si raffreddano e si aprono. Come risultato di un'impennata di energia sufficiente a ionizzare i gas nel bulbo della lampada, dopo di che viene acceso, la resistenza tra gli elettrodi diminuisce drasticamente. Questi processi portano al flusso di corrente attraverso il pallone e all'emissione di luce.

Come puoi vedere, il processo è piuttosto complicato. Accendere la lampada è complicato se le spirali sono consumate o il fosforo si è degradato, così come al freddo. Questo è un grosso problema per tutte le sorgenti luminose fluorescenti a scarica di gas: l'accensione al gelo. Può richiedere molto tempo o non accendersi affatto se la lampada non è della prima freschezza. E la luminosità risultante nel freddo può essere inferiore a quella nominale.

Ora stanno abbandonando questo approccio, usando circuiti a impulsi, chiamati reattori elettronici o reattori elettronici. Vedi il suo schema tipico qui sotto. Funziona ad alta frequenza (decine di kHz), contro una rete di alimentazione a 50 Hz in un circuito con uno starter. Ciò consente di ottenere una luminosità più uniforme e luminosa, oltre a facilitare l'accensione della lampada e ridurre l'usura degli elettrodi.

Lampadine a LED

I LED hanno requisiti di alimentazione più semplici, sebbene siano ancora piuttosto rigorosi. Il compito principale è stabilizzare la corrente. Viene chiamata la fonte di alimentazione driver o fonte corrente, si tratta di un dispositivo tale che cerca di mantenere una data corrente indipendentemente dalla resistenza di carico. In effetti, la resistenza è limitata dalla potenza del conducente.

Nelle lampade più economiche, non c'è driver e stabilizzazione, la corrente viene semplicemente ridotta dalla resistenza del ballast a un valore accettabile, a condizione che la tensione nella rete sia normale. Ma la tensione nella rete spesso si discosta dalla norma e si verificano picchi, tali lampade non durano a lungo, i LED si bruciano a causa del lungo lavoro con una maggiore tensione di alimentazione o durante un aumento di potenza. Un tipico circuito del driver di zavorra è mostrato nella foto.

Gli svantaggi di questo schema sono la mancanza di stabilizzazione e isolamento galvanico, protezione, fragilità della lampada, elevata ondulazione del flusso luminoso (se è installato un condensatore di filtro di bassa capacità).

Vantaggi: basso costo e semplicità.

Di recente, tuttavia, si trovano spesso lampade economiche (fino a $ 3) con un driver di impulso accettabile con stabilizzazione corrente.

Vantaggi: isolamento galvanico, protezione possibile, stabilizzazione della corrente, maggiore durata del LED, scarsa luminosità.

Svantaggi: il costo elevato relativo, quando si utilizzano componenti di bassa qualità, il conducente può anche bruciarsi.

Smaltimento e danni ambientali

Il problema principale delle lampade fluorescenti è l'uso del mercurio in una lampadina; danneggia l'ambiente e la salute umana se si rompe all'interno. Ciò comporta un grande costo di smaltimento (per le imprese). È necessario eseguire il processo di "demercurizzazione".

Le lampade a LED non danneggiano l'ambiente, possono essere smaltite come rifiuti domestici, le sostanze nocive non vengono utilizzate nella loro fabbricazione. Allo stesso tempo, ci sono aziende per la loro trasformazione per la produzione secondaria. Ci sono pubblicazioni che alcune aziende sono impegnate nella lavorazione di cristalli semiconduttori.

conclusione

Riassumendo ed elencando brevemente i vantaggi e gli svantaggi delle lampade:

Luminescente a risparmio energetico:

• "-" Il problema dello smaltimento e del danno ambientale.

• “-” Il flusso luminoso è inferiore a quello dei LED.

• “-” La durata di servizio di 10.000, sebbene superiore a quella delle lampade a incandescenza, è inferiore ai prodotti a LED.

• "+" Affidabilità relativa.

• "+" Luminosità.

• "+" Consumo energetico.

• "+" Bassa temperatura operativa.

Luce a LED:

• "-" Il prezzo di lampade di alta qualità può raggiungere gli 8-10 dollari.

• “-” Le lampade di bassa qualità hanno uno spettro di colori scadente e un'alta ondulazione.

• "+" Risparmio energetico.

• "+" Luminosità.

• "+" Durabilità.

Anche le lampade a LED sono a risparmio energetico, ma per i motivi citati, un tale nome è stato assegnato alle lampade fluorescenti compatte. I LED sono una fonte di luce rilevante, affidabile e popolare. Gli ingegneri dei principali produttori migliorano costantemente la qualità della luce e lo spettro dei colori.