Korzystanie z oświetlenia LED jest bardziej powszechne. Diody o niewielkich rozmiarach sprawdzają się w niemal każdym zastosowaniu, a ich niezawodność okazuje się bardzo wysoka. Istotna jest również proekologiczność oświetlenia wykorzystującego tę technologię, wynikająca nie tylko z mniejszego zużycia energii, ale także z faktu, że żarówki LED nie zawierają szkodliwych substancji, np. rtęci obecnej w energooszczędnych świetlówkach. Choć ceny lamp LED w ostatnich latach znacznie się spadły, to wciąż zakup i wymiana wszystkich źródeł światła w domu lub firmie wiąże się ze sporym wydatkiem. Coraz więcej osób zastanawia się też, czy ewentualne oszczędności będą w stanie pokryć koszt ich zakupu w razie awarii. Zobaczmy, jaka jest charakterystyka oświetlenia LED, od czego zależy jego żywotność i jak się ona kształtuje.

Charakterystyka oświetlenia LED

Technologia LED niemal całkowicie zdominowała rynek źródeł światła, sprawiając, że inne typu oświetlenia są wykorzystywane coraz rzadziej. Powodami ogromnej popularności diod LED są zarówno szerokie możliwości ich stosowania, jak i ich pozostałe zalety. Ze względu na niewielkie rozmiary wykorzystywanych chipów w nowoczesnych źródłach światła LED mogą one być dostarczane nie tylko w postaci tradycyjnych „żarówek” albo „świetlówek”, ale również jako taśmy, węże świetlne czy lampy o specjalnie dobranym kształcie np. wykorzystywane w reflektorach samochodowych. Zalety LED-ów wiążą się z ich cechami użytkowymi oraz możliwościami związanymi z ich obsługą oraz łatwym dopasowaniem specyfiki emitowanego światła do potrzeb użytkownika.

Diody LED charakteryzują się przede wszystkim wysoką skutecznością świetlną. Oznacza to, że są w stanie zamienić bardzo dużą część trafiającej do nich energii elektrycznej na promieniowanie świetlne. W porównaniu z tradycyjnymi żarówkami oznacza to od kilku do nawet kilkunastu razy wyższą wydajność. Dobrej jakości diody LED są w stanie osiągać kilkadziesiąt lumentów z wata, podczas gdy zwykła klasyczna żarówka pobierając wat energii, emituje strumień światła rzędu kilku lub co najwyżej kilkunastu lumenów. Wiąże się to z ogromnymi różnicami w zużyciu energii, ale także emisji ciepła. W przypadku żarówek większość mocy jest marnowana w postaci promieniowania cieplnego – ich sprawność to jedynie kilka procent, w przypadku diod LED-owych ok. 80–90%. LED-y siłą rzeczy przyczyniają się więc do znacznego zmniejszenia wydatków na zakup prądu.

Co ważne, LED-y są również bardzo odporne na uszkodzenia mechaniczne. Same diody i ich obudowy są zwykle wykonywane z wytrzymałego tworzywa sztucznego, które nie tylko dobrze znosi uderzenia, ale jednocześnie stanowi dość dobre zabezpieczenie przed wpływem czynników zewnętrznych – kurzem i wilgocią. Diody LED nie są także wrażliwe na wstrząsy oraz wibracje, w ich strukturze nie znajdują się żadne ruchome czy podatne na uszkodzenie części.

Charakterystyczną cechą źródeł światła LED jest możliwość precyzyjnego sterowania parametrami światła, a także uzyskiwania różnych barw. Dzięki regulacji natężenia prądu trafiającego do diody, użytkownik może dowolnie dobierać jej jasność, ściemniając ją lub rozjaśniając w razie potrzeby. Ponieważ istnieje opcja stosowania diod świecących w kolorach podstawowych – czerwonym, zielonym i niebieskim, a także białym zmieniając natężenie prądu trafiającego do każdej z nich łatwo zmieniać kolor emitowanego światła. Lampy LED często są wyposażane w specjalne sterowniki, dzięki którym można bez problemu dostosowywać oświetlenie pod względem koloru i natężenia światła.

Od czego zależy żywotność diody LED?

Większość kluczowych dla użytkowników zalet LED łącznie z niezwykle istotną trwałością, która znacznie przewyższa inne rozwiązania, wynika bezpośrednio z zasady działania diody LED. W przeciwieństwie do tradycyjnych żarówek czy halogenów, gdzie za emisję promieni świetlnych odpowiada rozżarzający się pod wpływem prądu wolframowy drucik, dioda emituje światło dzięki wykorzystywaniu półprzewodników. Pod wpływem dostarczanej energii między dwoma warstwami półprzewodnika dochodzi do rekombinacji układu elektronów. Z półprzewodnika zawierającego nadmiar elektronów przepływają one do warstwy, w której występuje przewaga dziur. Powstająca w tym procesie nadwyżka energii jest emitowana w postaci wiązki fotonów.

Cechą charakterystyczną diod LED jest to, że do swego działania potrzebują prądu stałego o napięciu 12 albo 24 V. W typowej instalacji znajdującej się w każdym budynku płynie jednak prąd zmienny o napięciu 230 V. By mógł on dostarczyć energii potrzebnej do działania lampy LED-owej musi zostać zamieniony na prąd stały. Jest to możliwe przy zastosowaniu odpowiedniego transformatora. Ponieważ nie ma innej możliwości „przerobienia” prądu, tak by miał odpowiednią dla LED-ów specyfikę do każdej lampy LED dołączany jest właściwy zasilacz impulsowy. Takie rozwiązanie jest jednak nie do zastosowania w przypadku typowych domowych opraw wykorzystujących tradycyjne żarówki z gwintem czy popularnymi mocowaniami, np. GU10. W takim przypadku układ zapewniający zmianę napięcia jest wmontowany w źródło światła.

Ze względu na sposób działania, każde źródło światła wykorzystujące diody LED ma o wiele dłuższą żywotność niż tradycyjne żarówki. W większości przypadków lampy LED mogą działać przez około 50 000 godzin nieprzerwanej pracy, osiągając przy tym wydajność na poziomie przynajmniej 80% swej mocy nominalnej. Wartości te różnią się w zależności od jakości źródła światła i zastosowanych do jego produkcji komponentów. Istnieje wiele czynników, które mogą wpłynąć na obniżenie czasu działania LED-owego źródła światła, większość z nich jest jednak związana z jego konstrukcją i montażem. Wpływ użytkownika oraz sposób obsługi – np. ilość cykli włączania i wyłączania nie mają tu większego znaczenia.

Co może wpływać na żywotność diody LED?

Największy wpływ na przewidywaną żywotność źródła światła LED ma jakość zastosowanych komponentów. Najważniejszym czynnikiem będzie tu jakość układu zasilającego w przypadku tych lamp, gdzie stanowi on element całej konstrukcji i jego wymiana lub naprawa jest niemożliwa albo nieopłacalna. Jeżeli zamiast odpowiedniego transformatora producent zastosował tani stabilizator napięcia czy kiepski rezystor łatwo może dojść do szybkiej awarii. W lepszej sytuacji są tu osoby, które zdecydują się na zakup lamp z zewnętrznymi zasilaczami czy taśm LED lub węży świetlnych – w takim przypadku korzysta się z zewnętrznego zasilacza, który w razie awarii można łatwo wymienić.

Innym problemem związanym z eksploatacją i możliwymi awariami oświetlenia LED-owego jest ich przegrzewanie się. Choć diody bardzo efektywnie przekształcają energię elektryczną w strumień fotonów, a ilość generowanego ciepła jest stosunkowo mała, bo wynosi około 10%, to trzeba pamiętać, że powierzchnia diody jest niewielka. Wiąże się to z poważnymi kłopotami z jego odprowadzaniem do otoczenia – ze względu na rozmiar chłodzenie konwekcyjne, czyli z użyciem przepływającego strumienia powietrza jest tu bardzo utrudnione. Dla trwałości lampy ważny jest więc montaż odpowiedniego radiatora, który odbierze je bezpośrednio, a za sprawą swej większej powierzchni odprowadzi na zewnątrz. Źle dopasowany radiator lub jego brak jest jedną z częstszych przyczyn uszkodzeń diod LED.

Należy pamiętać, że nie wszystkie źródła światła są lub mogą być wyposażane w radiator. Takiej możliwości nie ma np. w przypadku taśm LED. Użytkownik musi więc zadbać o to, aby były one zamontowane na powierzchni, która będzie w stanie odebrać i odprowadzić nadmiar ciepła. Najlepiej wykorzystać w tym celu odpowiedni aluminiowy profil, do którego przykleja się taśmę.

Choć LED-owe źródła światła są dość odporne na uszkodzenia mechaniczne, to jednak nie są niezniszczalne. Jedną z przyczyn awarii może być uszkodzenie złącza, np. w przypadku taśm LED czy LED-ów z trzonkiem G4. Problemem może być również stosowanie oprawy o nieodpowiedniej do warunków szczelności. W wyniku podwyższonej wilgotności w lampie, tak jak w każdym urządzeniu elektrycznym może dojść do zwarcia i zwykle trwałego uszkodzenia diody.

Warto pamiętać, że w porównaniu z innymi źródłami światła trwałość diod LED jest o wiele wyższa. Przy zakupie LED-ów od dobrego producenta prawdopodobieństwo awarii przed osiągnięciem zakładanej żywotności jest niewielkie, a szanse na trwale uszkodzenie bardzo niewielka. Korzystanie z oświetlenia LED-owego pozostaje najlepszym sposobem na duże ograniczenie zużycia energii i płacenie niższych rachunków.