Очевидно, что оба типа источников света значительно опережают своих предшественников — лампы накаливания — по долговечности. А внутреннее соревнование выигрывает светодиодная разновидность в целом.
Светодиодные лампочки или энергосберегающие: какие лучше, отличия и преимущества
При выборе системы освещения первоочередной задачей является снижение энергопотребления без ущерба для светового потока. В этих условиях вопрос о том, какая лампа лучше, светодиодная или энергосберегающая, становится более чем актуальным. Обе системы имеют множество преимуществ перед обычными лампами накаливания, но в чем же разница между ними, какая из них лучше для дома? В этой статье мы попытаемся рассмотреть каждую из двух систем, чтобы понять процессы, происходящие в них, и их влияние на эффективность, безопасность и срок службы.
Прежде чем сравнивать эти две системы освещения, давайте рассмотрим теоретические основы процессов и конструктивные особенности каждой из них. Но сначала нам необходимо сделать некоторые пояснения или разъяснения. Дело в том, что с точки зрения обывателя под термином «энергосберегающая» понимается не что иное, как компактная люминесцентная лампа (КЛЛ), которая на самом деле потребляет меньше энергии, чем ее аналоги накаливания при одинаковой освещенности, и лучше подходит для дома. Однако с научно-технической точки зрения термин «энергосберегающие светодиодные лампы» также является точным. У них совершенно другой принцип и режим работы, но основные цели те же. В этой статье мы не будем пытаться классифицировать все терминологически, потому что это уже устоялось с точки зрения маркетинга.
Например, люминесцентные лампы, компактные люминесцентные лампы или энергосберегающие лампы обычно относят к целой группе искусственных газоразрядных ламп. Принцип их действия основан на генерации и передаче электрического разряда в замкнутом пространстве, которое в большинстве случаев заполнено парами ртути. В результате образуется ультрафиолетовое излучение, которое, однако, должно быть преобразовано в видимый, направленный свет путем дополнительной реакции.
Было показано, что ультрафиолетовые лучи вызывают химическую реакцию, когда внутренние стенки условной лампы, в которой генерируется разряд, покрыты фотоносителями. Когда энергия поглощается, возникает свечение или люминесценция. В качестве реагентов обычно используются орто- или галофосфат кальция, орто- или галофосфат цинка в смеси с другими компонентами. Состав люминофора напрямую влияет на оттенок и цветовую температуру, которыми характеризуется лампа.
На концах лампы расположены электроды, через которые проходит ток, вызывающий термоионную эмиссию — высвобождение отдельных электронов с поверхности катода. Таким образом, дуговой разряд поддерживается в среде инертных газов и паров ртути.
Светодиодные лампы имеют совершенно иной принцип работы. Он основан на свойствах полупроводников, которые фактически являются диодами. В классическом варианте перераспределение дырок и электронов, то есть однонаправленный электрический ток, происходит на p-n-переходе или границе между элементами кремния и германия. Однако если используются другие материалы, например, нитрид и арсенид галлия (GaN и GaAs), то рекомбинация элементарных частиц сопровождается переходом между энергетическими уровнями и испусканием фотонов, т.е. свечением. Исходя только из этого факта, можно судить, что эти лампы более пригодны для бытового использования и более безопасны по сравнению с люминесцентными лампами, поскольку для их работы не используется ртуть.
Конструктивные особенности люминесцентных ламп
По аналогии с известной лампой накаливания, энергосберегающая лампа также состоит из двух макросистем — цоколя и колбы. При ближайшем рассмотрении можно обнаружить следующие основные компоненты (см. рисунок ниже):
- Спиральная трубка/колба. Чем выше площадь внутренней поверхности, тем лучше распределяется газ и дуга внутри, и тем компактнее может быть лампа,
- Люминофор. Специальное покрытие, обеспечивающее генерацию видимого света необходимой температуры,
- Пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Узел, обеспечивающий правильное соотношение параметров работы (зажигание, разгорание, свечение). В его составе можно выделить такие компоненты, как конденсатор (3.1), электромагнитный контроллер (3.2), позистор (3.3), дроссель (3.4), транзистор силового типа (3.5), монтажная плата (3.6),
- Защитный корпус. Предохраняет ЭПРА от механического воздействия и перегрева (содержит отверстия для вентиляции),
- Цоколь. Монтажно-соединительный блок, с помощью которого лампа интегрируется в общую электросеть.
Срок службы
Средний срок службы энергосберегающих ламп составляет 10 000 часов. У светодиодов этот показатель выше — 30 000 часов, но некоторые производители указывают 50 000-60 000 часов.
Опять же, светодиодные лампы кажутся наиболее эффективными, но есть один нюанс. Обе технологии имеют довольно большой недостаток: их светоотдача со временем снижается. Происходит так называемое «выгорание». Поэтому следует ориентироваться на гарантийный срок, а не на заявленный срок службы. Он является более точным отображением реальной ситуации. Если за это время со светильником что-то случится, производитель обязан заменить его на новый. Чем реже происходят такие случаи, тем лучше. По этой причине производители склонны занижать гарантийный срок, так как несут финансовую ответственность.
А если сравнить энергосберегающие и светодиодные лампы по сроку гарантии, то разница также есть. У светодиодных ламп средний срок службы составляет 3 года, а у энергосберегающих — 1 год. Есть и другие/меньшие значения, но это конкретика. Поэтому, опять же, если сравнивать, что лучше — энергосберегающие лампы или светодиодные лампы, то лучше светодиодная технология.
Размеры и внешний вид
Всем известен вид и размер энергосберегающих ламп. Это трубка, скрученная в сложную спираль с люминофором. Самые компактные из них помещаются в панель среднего размера, но в большинстве случаев они торчат из обычной арматуры и совсем не смотрятся с интегрированным внешним видом.
Светодиодные лампы могут быть совсем маленькими. Кристалл в трех ватах может быть выполнен в форме круга диаметром 1,5-2 см. И это все — эквивалент энергосберегающей лампы на 7 ватт, которая в минимальном варианте имеет размер 32*79 мм. Такие крошечные светодиоды позволяют производить встраиваемые светильники с очень маленькой толщиной — 2 см или меньше. И это при наличии теплоотвода для рассеивания тепла, выделяемого светодиодами во время работы. Благодаря таким малым размерам их можно встраивать в мебель или встраивать в подвесные и натяжные потолки на очень небольшой высоте.
Если речь идет о более традиционной форме — с лампочкой, то форма и размер лампочки могут быть совершенно другими. Эта деталь не является обязательной — светодиодной лампе не нужен вакуум или специальная газовая среда. Так что это скорее дань традиции. Существуют лампы без стеклянной колбы, называемые «зерно» из-за характерного внешнего вида. Срок их службы больше зависит от качества светодиода, чем от целостности оболочки, которой на самом деле нет. Возможна даже сборка освещения вообще из отдельных светодиодов на металлической холодной пластине или даже без нее. В общем, и размеры, и внешний вид светодиодных ламп могут быть разными. И здесь, решая, что лучше: энергосберегающие лампы или светодиодные, мы однозначно приходим к выводу, что светодиодное освещение лучше — оно может быть практически незаметным, оно может быть любой формы и размера.
Световой поток: какие лампы экономичнее
Большинство потребителей руководствуются именно этим критерием при выборе между люминесцентными и светодиодными лампами. Разницу в экономической и электрической эффективности между ними можно определить, сравнив их с обычными лампами накаливания по энергопотреблению и эффективности работы.
Самым важным параметром, без которого такое сравнение невозможно, является световой поток. Этот параметр определяет, сколько света доступно в комнате дома или квартиры. Он измеряется в Лм (люменах — lm). Чем выше световой поток лампы, тем больше света она излучает в помещение во время работы. Со временем это значение может уменьшаться
Почти все производители энергосберегающих ламп и лед-ламп указывают на упаковке, что основные рабочие характеристики их ламп соответствуют характеристикам ламп накаливания.
Был проведен анализ экономии мощности и энергопотребления в зависимости от величины светового потока с учетом средних значений аналогичных рабочих характеристик наиболее распространенных моделей и производителей ламп. Результаты этого сравнения приведены в таблице.
Исходя из данных, приведенных в таблице, легко заметить, что светодиодные лампы значительно экономичнее и имеют лучшее качество работы, чем аналогичные энергосберегающие лампы.
Коэффициент полезного действия
Эффективность лампы также обозначается отношением светового потока к рабочей мощности светильника. Эта величина представляет собой определенный набор значений и называется КПД (коэффициент полезного действия) или «световая отдача». Она измеряется в лм/Вт. Чем выше это значение, тем экономичнее лампа.
Лампа накаливания имеет очень низкое значение — менее 10 лм/Вт — и, следовательно, очень низкую световую отдачу. Это ее самый главный недостаток. Для сравнения, средняя эффективность лампы накаливания составляет 90%, в то время как у большинства энергосберегающих ламп этот показатель ниже 90%.
Чтобы облегчить выбор, стоит рассмотреть, какие еще различия существуют между этими типами ламп.
Достоинства и недостатки LED и ЭСЛ
К преимуществам люминесцентных ламп относятся:
- многообразие форм и размеров;
- невысокую стоимость прямых трубочных устройств;
- световой КПД в пять раз выше, чем у ламп накаливания;
- цветовая температура может регулироваться с помощью изменения состава люминофора в широком диапазоне;
- длительный срок службы: 8 000 – 20 000 часов при нормальном качестве сети;
- рассеянный свет.
Недостатки связаны с особенностями конструкции:
- ограниченность формы, не допускающая применения цокольных приборов в открытых плафонах;
- хрупкость колбы;
- содержание ртути, что требует особой осторожности в обращении;
- качественные лампы, имеющие сплошной спектр, обладают более низкой светоотдачей;
- мерцание при некачественной электронике;
- деградация люминофора со временем.
Светодиодные лампы превосходят люминесцентные лампы во всех отношениях:
- грушевидная традиционная форма, с матовым плафоном;
- стоимость в сегменте цокольных сравнима с ЭСЛ;
- светоотдача в два раза выше, чем у энергосберегающих, и в десять – чем у ламп накаливания;
- срок службы 30 000 – 50 000 часов;
- безопасны в экологическом отношении;
- не нагреваются;
- пластиковый, а не стеклянный рассеиватель.
Недостатков у этого типа осветительных приборов всего три:
- проблемы с провалами в области видимого спектра;
- узкий световой пучок;
- сравнительно большие размеры.
Специалист по ремонту и обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Ниже перечислены основные причины, по которым светодиодные лампы рекомендуется использовать в доме для всех типов освещения, кроме целевого освещения и рассеянного общего освещения. Рекомендуется выбирать высококачественные источники света от авторитетных производителей, чтобы избежать возможного повреждения глаз.
Сравнение показателей люминесцентных и светодиодных ламп
Для сравнения используются только те лампы, которые действительно применяются для освещения дома или квартиры. То есть мы берем н, как говорится, мощные прожекторы, лампы для уличного освещения, всевозможные декоративные приборы, используемые в орнаментальных или рекламных целях и т.д. «из строя».
Сравнение энергоэффективности ламп
И начнем, как следует из названия, с энергоэффективности. Другими словами, мы сравним, сколько света может излучать лампа на единицу потребляемой энергии.
Здесь необходимо сразу сделать важное уточнение.
Не успели исчезнуть лампы накаливания, как они оставили глубокий шрам — привычку многих людей измерять световой поток источников света в ваттах. Например, многие потребители до сих пор считают, что для гостиной мне нужно 100 ватт, для детской комнаты — 75, а для кухни — 60 (все относительно).
Но эти ватты, указанные на лампах, являются значением потребляемой мощности, но не показателем силы света. Это означает, что лампа, изображенная на фото выше, «испортит» счетчик на 40 ватт, если вы будете работать всего один час.
Когда появились энергосберегающие лампы (мы будем использовать этот термин для компактных люминесцентных ламп, так как это уже стало традицией), производители, чтобы не нарушать устоявшиеся ассоциации, просто стали указывать на упаковке, какой мощности лампы накаливания соответствует та или иная модель по силе света.
То же самое они делают и на упаковке светодиодных ламп — и сравнение с лампой накаливания снова возвращается.
Но мы не должны мыслить только такими соотношениями, тем более что растут новые поколения потребителей, для которых мощность лампочек может вообще ничего не значить! Должна существовать абсолютная величина, характеризующая излучательную способность лампы. Да, она есть — это световой поток, измеряемый в люменах (лм).
Это свойство также указывается на упаковке всех современных ламп и может быть использовано в качестве ориентира. На рисунке выше это значение показано зеленой стрелкой.
Индекс светового потока используется для оценки энергоэффективности ламп, рассматриваемых в данной статье.
Сейчас он нам не очень нужен, но если кто-то захочет разобраться, как связаны между собой световой поток и сила света, телесный угол и яркость, цветовая температура и сила света, то добро пожаловать в отдельную статью на нашем портале.
Для наглядности мы представляем потребляемую мощность и световой поток различных ламп в виде таблицы. И одновременно вводим конкретный показатель энергоэффективности — сколько люменов вы получаете на один ватт затраченной энергии.
| Световой поток, лм | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы | Светодиодные лампы | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Потребляемая мощность, Вт | Светоотдача, лм/Вт | Потребляемая мощность, Вт | Светоотдача, лм/Вт | Потребляемая мощность, Вт | Светоотдача, лм/Вт | |
| 250 | 20 | 12.5 | 5÷7 | 41.7 | 2÷3 | 100 |
| 400 | 40 | 10 | 10÷13 | 36.4 | 4÷5 | 88.9 |
| 700 | 60 | 11.7 | 15÷16 | 45.2 | 6÷10 | 87.5 |
| 900 | 75 | 12 | 18÷20 | 47.4 | 10÷12 | 81.8 |
| 1200 | 100 | 12 | 25÷30 | 43.6 | 12÷15 | 88.9 |
| 1800 | 150 | 12 | 40÷50 | 40 | 18÷20 | 94.7 |
| 2500 | 200 | 12.5 | 60÷80 | 38.5 | 25÷30 | 90.9 |
Подводим итоги – достоинства и недостатки обоих типов ламп
Хотя картина почти ясна, давайте еще раз сравним преимущества и недостатки энергосберегающих и светодиодных ламп, чтобы определить победителя.
Энергосберегающие компактные люминесцентные лампы
- Экономичность значительно выше, чем у ламп накаливания.
- Вполне солидный срок службы, доходящий до 10 тыс. часов.
- Отсутствие сильного нагрева.
- Широкое разнообразие по температуре цвета.
- Приятное рассеянное излучение света.
- Явный проигрыш в энергоэффективности перед светодиодными «собратьями».
- Требуют бережного отношения, легко бьются с весьма неприятными последствиями.
- Высокая склонность к мерцанию.
- Высокая чувствительность к стабильности напряжения, явная «нелюбовь» к частым включениям и выключениям, приводящим к быстрому старению. В идеале, число пусков не должно превышать 3 ÷ 5 в сутки, иначе о декларируемой долговечности можно и не говорить.
- Люминофор постепенно «выгорает» световой поток даже полка вполне работоспособной лампы – снижается.
- Такие лампы не сразу загораются – им требуется время на старт и нагрев до оптимального свечения. Порой это занимает до минуты.
- Нельзя сказать, что такие лампы сами сильно греются. Но вот повышенных температур они точно не любят. И если осветительный прибор ввиду особенностей своей конструкции не обеспечивает нормальный теплоотвод, лампа быстро перегорит.
- Лампы с диммированием существуют, но на них лучше вообще не рассчитывать, так как по отзывам – они крайне ненадежны и недолговечны.
Светодиодные лампы
- Если не принимать во внимание общую электробезопасность, то в остальном никакой угрозы такие лампы ни для кого не представляют.
- Рекордсмены и по экономичности – см. таблицу выше, и по заявляемому сроку службы. На них дается максимально длительная гарантия.
- Нагрев даже у мощных ламп – несущественный.
- Отсутствие мерцания, быстрый выход на полную мощность свечения после включения.
- Не капризны к количеству пусков и к перепадам сетевого напряжения.
- У большинства моделей – весьма высокая и устойчивость к механическому воздействию, то есть прочные корпуса и колбы.
- У большинства моделей, кроме, пожалуй, самых дешевых, весьма достойный индекс цветопередачи – более 80.
- При необходимости – можно подобрать модели для схем с диммированием.
- Трудно передаваемая словами широта ассортимента с великим многообразием форм, размеров, оформления и т.п.
- Аналогично люминесцентным, светодиодные лампы тоже сами сильно не греются, но нетерпимы к слишком высоким температурам. Поэтому как вариант для бани, тем более – парилки, их лучше не рассматривать.
- В ткачестве недостатка часто кивают на стоимость таких ламп.
Кстати, одно утверждение о высокой стоимости уже объясняется «инерцией прошлого», когда на заре появления светодиодных ламп разница в цене по сравнению с теми же энергосберегающими лампами была поистине пугающей. Сегодня она едва заметна. А стремительное развитие технологии светодиодных источников света, безусловно, будет сопровождаться дальнейшим снижением цен.
