A diferença entre lâmpadas LED e lâmpadas fluorescentes compactas de economia de energia

Os consumidores domésticos recusam gradualmente lâmpadas incandescentes e as usam cada vez menos. Inicialmente, eles foram substituídos por lâmpadas fluorescentes compactas (CFLs). Eles consomem 5 vezes menos energia com o mesmo brilho. Ou seja, uma lâmpada fluorescente de 20 W pode substituir uma lâmpada incandescente de 100 W. Para isso, eles foram chamados de economia de energia.

A tecnologia não pára e nos últimos 5 anos o mercado se fortaleceu Lâmpadas LED ou LED. A gama de produtos é ampla o suficiente, desde painéis de luz e fitas até holofotes e lâmpadas para todos os grupos possíveis. Ao mesmo tempo, brilham 10 vezes mais que as lâmpadas incandescentes da mesma potência. Vamos dar uma olhada nas diferenças entre lâmpadas economizadoras de energia e lâmpadas LED.

Interessante:

Na verdade, as lâmpadas LED também pertencem às que economizam energia, mas nas pessoas esse nome é fixado nas lâmpadas fluorescentes compactas, embora elas economizem energia não como as LEDs. No artigo, proponho não me afastar dos nomes populares.

Composição:

Os economizadores de energia são uma versão compacta da lâmpada fluorescente tubular clássica, disponível nas tampas dos pinos g5 e g13, geralmente diferem na espessura do tubo (t5, t8). A compactação é obtida torcendo o tubo em forma de espiral. Então, com o mesmo princípio de operação, você obtém uma fonte de luz em tamanho e base que repete lâmpadas incandescentes comuns.

Os modelos mais populares de lâmpadas com os grupos E14 e E27.

A lâmpada compacta de economia de energia consiste em:

• porão;

• habitação;

• reator eletrônico;

• frascos.

Por sua vez, o balão é preenchido com vapor de mercúrio e suas paredes internas são cobertas com fósforo, o espectro e a temperatura da cor dependem de sua composição.

As lâmpadas LED, dependendo dos anos de produção, foram construídas usando diferentes soluções de projeto e circuito, tipos de LEDs. Os primeiros modelos foram produzidos com LEDs de 5 mm e posteriormente foram substituídos LEDs SMDcomo você pode encontrar em uma faixa de LED.

As últimas inovações são filamentos de filamentos, consistem em cristais de LED localizados em cristal de safira ou outro material dielétrico, revestidos uniformemente com fósforo, o que cria a ilusão de um filamento luminoso. Externamente, essas lâmpadas são semelhantes às lâmpadas incandescentes - possuem uma lâmpada de vidro transparente e não há plástico no gabinete.

E assim, o design geral da maioria das lâmpadas LED:

• porão;

• caixa de plástico ou metal;

• fonte de energia;

• placa de metal com LEDs;

• lâmpada de dispersão de luz.

A primeira diferença entre poupadores de energia luminescente e LEDs em fontes de luz usadas: um tubo com vapor de mercúrio contra cristais semicondutores.

Brilho e poder

A lâmpada tem três características principais:

• Consumo de energia, W;

• Fluxo luminoso, Lm;

• Temperatura de cor, K.

Em princípio, a única maneira possível de economizar eletricidade é aumentar o fluxo luminoso específico, ou seja, Relação Lm / W.

Para comparação, vamos considerar o fluxo luminoso de lâmpadas de diferentes modelos:

Uma lâmpada incandescente, dependendo dos recursos do projeto, pode produzir até 20 Lm por 1 Watt de consumo de energia, enquanto na maioria das vezes é de 10 a 17 Lm / W.

A lâmpada fluorescente produz de 40 a 70 Lm / W. Vale dizer que, apesar do declínio na popularidade dessas fontes de luz, os engenheiros melhoram esses indicadores e existem publicações que atingem cerca de 100 Lm / W, mas eu não as vi à venda.

As lâmpadas LED brilham ainda mais - 80-120 Lm / W. Na última década, esse número aumentou significativamente e o preço caiu ainda mais.Esta é a razão do sucesso dos produtos LED no mercado.

Daqui resulta que, durante a operação, as lâmpadas incandescentes têm o aquecimento mais alto (mais de 100 graus), as lâmpadas economizadoras de energia (60-80 graus) ficam em segundo lugar e as lâmpadas mais frias são o LED (30-40 graus). Isso ocorre devido à diferença de eficiência, quando as lâmpadas LED funcionam, a menor quantidade de energia é liberada no calor.

Recurso e perda de brilho

30000-50000 horas - a vida média das lâmpadas LED. Mas isso depende muito das condições de operação. Por exemplo, se a fonte de luz LED operar em condições quentes, o período poderá ser reduzido em 2 ou mais vezes.

10000 horas de trabalho de lâmpadas fluorescentes. Mas esse também não é um valor estático, há casos em que eles reciclam seus recursos ou vice-versa - eles se esgotam prematuramente.

A principal razão para a falha de lâmpadas fluorescentes compactas é a ativação e desativação freqüentes, enquanto as lâmpadas que são ativadas 24 horas por dia geralmente possuem um recurso às vezes. Isto é devido ao princípio do trabalho, mais sobre isso mais tarde.

O sistema de fonte de alimentação também afeta o tempo de vida útil. A propósito, lâmpadas fluorescentes com reatores eletromagnéticos (indutores) funcionam metade do que as eletrônicas. Porém, em lâmpadas compactas de economia de energia, apenas o reator eletrônico (ECG) é usado.

1000 horas de lâmpadas. A vida útil será reduzida se a lâmpada for ligada e desligada com frequência ou operar em condições com alta temperatura e vibração. Bater e sacudir a lâmpada pode danificar a espiral e ela se partirá.

Conclusão:

Os LEDs têm o maior recurso entre os análogos listados. As lâmpadas LED não têm medo de ligar e desligar frequentemente - isso permite que sejam usadas em corredores, banheiros e despensas.

Diminuição do brilho da lâmpada ao longo do tempo

As lâmpadas incandescentes emitem seus lúmens com confiança durante toda a vida útil, uma redução de até 7% é possível. A principal razão para a diminuição do brilho é a contaminação da lâmpada e do abajur.

As lâmpadas economizadoras de energia, como qualquer tipo de lâmpada fluorescente, tendem a envelhecer. E o fluxo luminoso é reduzido para 50% até o final de sua vida útil. Isto é devido ao envelhecimento do fósforo, sua queima, desgaste dos eletrodos. Você deve ter notado que os LLs antigos costumam escurecer nas extremidades do tubo, isso é um sinal de substituição precoce.

As lâmpadas LED emitem o fluxo de luz declarado não constantemente. O fluxo luminoso é reduzido para 15% após 25.000, o que é muito mais longo que o das lâmpadas economizadoras de energia. Durante esse período, você substituirá duas delas e o LED continuará funcionando. O brilho também afeta a temperatura. Se a lâmpada superaquecer, o fluxo luminoso cai para 80% do valor nominal em 2-3 minutos. Com superaquecimento prolongado, o cristal de LED degrada e pode queimar.

Maneira do poder

Ambos os tipos de lâmpadas requerem uma abordagem especial para nutrição. Para isso, um circuito de energia está localizado dentro do gabinete.

Tubos fluorescentes compactos

As lâmpadas fluorescentes são uma fonte de luz bastante específica em termos de energia. Para ativá-las, você precisa de um circuito que aumente a tensão acima da tensão de alimentação na rede elétrica. Anteriormente, um acelerador com acionador de partida era usado para isso, agora um reator eletrônico (reator). Dentro da lâmpada há gás, nas extremidades existem duas espirais, a voltagem é conectada às espirais (eletrodos).

Para simplificar a compreensão do processo de ignição, descreverei-o no exemplo de um sistema de partida desatualizado. Nos reatores eletrônicos usados ​​em lâmpadas economizadoras de energia, o princípio é o mesmo, mas a abordagem é diferente.

Como no estado desligado (frio), a resistência entre os eletrodos é grande e, portanto, são aquecidos primeiro, o acionador de partida é responsável por isso. Um processo chamado emissão "termiônica" começa e elétrons livres começam a ser emitidos.

No motor de partida, há uma lâmpada com gás, por exemplo, neon e contatos bimetálicos, que no estado quente fecham e o capacitor.A corrente é de 20 a 50 mA, os contatos são aquecidos através do balão de gás, eles fecham e a descarga no interior do balão de partida pára. Então a corrente limitada pela reatância do indutor e das espirais flui ao longo do circuito: Fonte de energia - indutor - bobina - iniciador - espiral - fonte de energia.

As bobinas aquecem e as placas de partida esfriam e abrem. Como resultado, um surto de energia ocorre o suficiente para ionizar os gases no bulbo da lâmpada, após o qual é aceso, a resistência entre os eletrodos diminui acentuadamente. Esses processos levam ao fluxo de corrente através do balão e à emissão de luz.

Como você pode ver, o processo é bastante complicado. Ligar a lâmpada é complicado se as espirais estiverem gastas ou o fósforo se degradar, bem como no frio. Esse é um grande problema para todas as fontes de luz fluorescentes com descarga de gás - ligando no gelo. Pode levar um tempo extremamente longo ou não acender se a lâmpada não estiver com a primeira atualização. E o brilho resultante no frio pode ser menor que o nominal.

Agora eles estão abandonando essa abordagem, usando circuitos pulsados, chamados de reator eletrônico ou reator eletrônico. Você vê o esquema típico abaixo. Opera em alta frequência (dezenas de kHz) contra uma rede de alimentação de 50 Hz em um circuito com um estrangulamento. Isso permite obter um brilho mais uniforme e brilhante, além de facilitar a ignição da lâmpada e reduzir o desgaste do eletrodo.

Lâmpadas LED

Os LEDs têm requisitos de energia mais simples, embora ainda sejam bastante rigorosos. A principal tarefa é estabilizar a corrente. A fonte de energia é chamada driver ou fonte atual, esse é um dispositivo que procura manter uma determinada corrente, independentemente da resistência da carga. De fato, a resistência é limitada pela força do motorista.

Nas lâmpadas mais baratas, não há driver e estabilização, a corrente é simplesmente reduzida pela resistência ao reator para um valor aceitável, desde que a tensão na rede elétrica seja normal. Mas a voltagem na rede geralmente desvia da norma e surtos de tensão ocorrem, essas lâmpadas não duram muito, os LEDs queimam devido ao trabalho prolongado com um aumento da voltagem de alimentação ou durante uma oscilação de energia. Um circuito típico de driver de lastro é mostrado na foto.

As desvantagens deste esquema são a falta de estabilização e isolamento galvânico, proteção, a fragilidade da lâmpada, alta ondulação do fluxo de luz (se um capacitor de filtro de baixa capacidade estiver instalado).

Vantagens - baixo custo e simplicidade.

Recentemente, no entanto, lâmpadas econômicas (até US $ 3) são frequentemente encontradas com um driver de pulso aceitável com estabilização de corrente.

Vantagens - isolamento galvânico, proteção possível, estabilização de corrente, maior vida útil do LED, baixa ondulação da luz.

Desvantagens - o custo relativamente alto, ao usar componentes de baixa qualidade, o motorista também pode queimar.

Eliminação e danos ambientais

O principal problema das lâmpadas fluorescentes é o uso de mercúrio em uma lâmpada, que prejudica o meio ambiente e a saúde humana se quebrar dentro de casa. Isso causa um grande custo de descarte (para empresas). É necessário realizar o processo de "desmercurização".

As lâmpadas LED não agridem o meio ambiente, podem ser descartadas como lixo doméstico, substâncias nocivas não são usadas em sua fabricação. Ao mesmo tempo, existem empresas para seu processamento para produção secundária. Existem publicações que algumas empresas estão envolvidas no processamento de cristais semicondutores.

Conclusão

Para resumir e listar brevemente as vantagens e desvantagens das lâmpadas:

Luminescente de poupança de energia:

• "-" O problema do descarte e danos ambientais.

• “-” O fluxo luminoso é menor que o dos LEDs.

• “-” A vida útil de 10.000, embora seja maior que a das lâmpadas incandescentes, é menor que os produtos LED.

• "+" Confiabilidade relativa.

• "+" Brilho.

• "+" Consumo de energia.

• "+" Baixa temperatura de operação.

Luz LED:

• "-" O preço das lâmpadas de alta qualidade pode chegar a 8 a 10 dólares.

• “-” As lâmpadas de baixa qualidade têm um espectro de cores ruim e alta ondulação.

• "+" Economia de energia.

• "+" Brilho.

• "+" Durabilidade.

As lâmpadas LED também economizam energia, mas pelas razões mencionadas, esse nome foi atribuído às lâmpadas fluorescentes compactas. Os LEDs são uma fonte de luz relevante, confiável e popular. Engenheiros dos principais fabricantes estão constantemente aprimorando a qualidade da luz e o espectro de cores.