Elõször is néhány fogalmat tisztáznunk kell. A laikusok csak így igazodhatnak el, de a mûszakiaknak sem árt átismételni a ritkán használt fogalmakat, mértékegységeket.
Fényforrásainkat kétféle célból használjuk: jelzés céljára és megvilágítás céljára.
Jelzésre jó példa a közlekedési lámpa, vagy a gépkocsi irányjelzõje. Használatakor belenézünk, a fényforrást közvetlenül látjuk. Az érzékelt inger fénytechnikai megfelelõje a fénysûrûség, mértékegysége a kandela/m2. Ez a fényforrás, vagy egy megvilágított felület 1 m2-érõl merõleges irányban kisugárzott fényerõsséget jelenti. Aki további részleteket akar tudni, a bõséges irodalomban nézzen utána! Talán fontos még, hogy láthatóság és a káprázás elkerülése érdekében viszonylag szûk sávban határozzák meg a kívánt fényerõsséget. Például a vasúti átjárók fénysorompóiban 100—200 kandela között kell legyen a fényerõsség. Ezenkívül jelzés céljára legtöbbször színes, lehetõleg tiszta színû (monokromatikus) színeket használunk.
A másik használati módban azokat a tárgyakat, felületeket nézzük, (út, terem belseje, könyv, munkadarab, stb ), amiket a fényforrásunk megvilágít. Itt külön gátoljuk, hogy magára a fényforrásra pillanthassunk, mert erõs káprázást okozna. Még a ma már lebecsült izzólámpa világító száljára sem célszerû közvetlenül ránézni. A megvilágításra használt fényforrás összes fényét próbáljuk több-kevesebb sikerrel felhasználni megvilágításra, ezért itt a fényforrás összes fénymennyisége a lényeges paraméter, ezt fényáramnak nevezzük, s ennek mértékegysége a lumen. További részleteket szintén az irodalomban célszerû megkeresni. A szokásos fényforrások lumen értékei igen nagy tartományt fognak át: a zseblámpa izzó 1-2 lumenjétõl a több ezer W-os halogénlámpák sok 10’000 lumenjéig. Fontos kiemelni, hogy megvilágításra elsõsorban fehér fényt használunk. Ez alól a díszvilágításban találunk kivételt, de ami fontosabb, az igen jó hatásfokú un. nátronlámpa a legelterjedtebb kivétel. A nátronlámpa megjelenésekor közelítõleg kétszer jobb hatásfokú volt minden más fényforrásnál, ezért elfogadták a csapnivaló színfelismerést. Csak ismétlésképpen: minél több szín van a fényforrás által kibocsátott fényben, annál jobb lesz a színek felismerése. A legjobb a természetes fény.
Még két fogalommal kell megismerkednünk, aztán a LED-del fogunk foglalkozni.
Amikor egy fekete testet melegítve a színét nagyjából olyannak látjuk, mint a vizsgált fény színét, akkor ezt a hõmérsékletet nevezzük a vizsgált fény színhõmérsékletének (CCT). Mértékegysége ºK . A napfény színhõmérséklete a föld felszínén kb 4500 ºK, az égbolté kb 30’000 ºK, egy 50 W-os halogénizzóé
kb. 3000 ºK
Utolsó, de talán legfontosabb mennyiség a fényhasznosítás, mértékegysége a lumen/watt , tulajdonképpen magáért beszél: 1 watt elektromos teljesítménybõl hány lumen fényáramot állít elõ a fényforrás. Minél nagyobb a lumen/watt, annál kisebb a fogyasztás. Szokásos értékei:
Hagyományos izzólámpa 10 – 15 lumen/watt
Halogén izzó 20 – 25 lumen/watt
Kompakt fénycsõ 50 – 65 lumen/watt
Fénycsõ 60 – 80 lumen/watt
Fémhalogén lámpa 70 – 80 lumen/watt
Nátronlámpa 100 – 120 lumen/watt
Ledlámpa (kicsi) 30 – 60 lumen/watt
Ledlámpa (nagyteljesítményû) 60 – 140 lumen/watt
Ezeken az értékeken a szokásos tápegységek, a foglalatok, búrák, lámpatestek 15—30 %-t csökkenthetnek.
Ezzel eljutottunk a ledekhez.
A led egy kristály, amiben az elektromos áram hatására fény keletkezik, de nem a melegedés, izzás hatására. A led nem izzó! Sõt, a led mûködését a meleg gátolja, hatásfokát rontja és az élettartamát erõsen csökkenti, még a benne elkerülhetetlenül keletkezõ saját melege is. A ledes világítás kulcskérdése a melegedés. Ha a ledes fényforrást bezárjuk, például szûk álmennyezetbe, még a jó hatásfoka mellett is túlmelegszik, mert nem tudja leadni a hõt, a fénye lecsökken, akár 30 % -t is, élettartama akár tizede lesz a vártnak.
Eljutottunk a hamis hirdetések sarkalatos pontjaihoz. Különösen a kisméretû, 5 mm-es ledekbõl készült izzópótlókról készült reklámok az igazán megtévesztõk. Számtalanszor látok olyat, hogy ”95% energia megtakarítás!” Ha nem kapcsoljuk be, akkor viszont 100% az energia megtakarítás. Szinte azt sugallja, hogy visszafelé forgatja a villanyórát! Aztán 100’000 óra élettartam! Ez is csak akkor igaz, ha be sem kapcsoljuk. A valóság ehhez képest kiábrándító. Ha rosszul telepítik, például álmennyezetbe, ahol túlmelegszik, egy – másfél év alatt elhalványul, a fénye tizedére is csökkenhet.
Nézzünk egy példát: talán a leggyakoribb alkalmazás, amikor egy 35 wattos halogén izzó (fényárama kb 750 lumen) helyett egy kisméretû ledekbõl készült kb 3 wattos LED-es lámpát szerelnek. A LED-es lámpa azért legfeljebb 3 wattos, mert abba a térfogatba még a 3 watt is sok egy kicsit, az élettartam várhatóan nem éri el a 30’000 órát, ami igen messze van a 100’000 órától. Ennek a fényforrásnak a fényárama 100—200 lumen, ez aztán jócskán elmarad a halogén izzóétól. Igaz, hogy keveset fogyaszt, de fényt sem ad.
A mûszaki érvek szinte mindenben lesújtóak.
Számoljuk ki a költségeket! Egyik szempont az, hogy mibe kerül 1 lumen fényáram elõállításának „beruházása”. Egy 4’000 órás élettartamú halogén izzó ára kb 300 Ft, tehát 300Ft/750 lumen = 0,4 Ft/lumen. Egy izzópótló LED-es lámpa kb 1’000 Ft, tehát 1’000 Ft / 150 lumen = 6,66 Ft/lumen. Több mint tizenhatszoros ár. Mindezek mellett nincs elég fény, tehát öt-hat izzópótlót kellene használni.
Az élettartama és a fogyasztása valóban kedvezõbb az izzóénál, de aki már kipróbálta, hamarosan rájön, hogy végül is elegendõ fényt akart kapni, és pont ez nem teljesül.
Mindezek alapján kimondhatjuk, hogy az 5 mm-s LED-ekbõl (ezt hívom „kicsi”-nek) készült izzópótlók nem jók, a hangzatos reklámok ellenére sem. A kisméretû LED-ek jelzõfénynek valók, nem pedig megvilágításra.
Eddig tartott az elmarasztaló vélemény.
Más a helyzet a nagyteljesítményû LED-ekkel (power led). Ezeket kifejezetten világításra gyártották. Alapegysége a kb 1 wattos, nagyjából 10 mm átmérõjû lapos korongocska, amelyeket különbözõ méretû zárt házba szerelnek. Nem bontható! Nem is kell bontani, mert ha a tervezõ jól tervezte, a felhasználó pedig nem gátolja meg a hûtõ levegõ áramlását, élettartama meghaladhatja az 50’000 órát. A mai modern és neves gyártó által gyártott ledek 50-60 fokkal magasabb hõmérsékletet viselnek el. Kellõ hûtés mellett 100’000 óránál is tovább üzemelnek.
A fényforrások fénye a használat során csökken. Amikor eléri az eredeti 70 %-át, az az élettartam. Órában mérjük. 1 év 8760 órából áll, a 100’000 óra 11,4 évet jelent.
Földfelszín alatt, vagy egyéb ablaktalan helyen több mint tíz évig, szokásos helyeken több mint húsz évig áll rendelkezésünkre egy jó minõségû, ipari kivitelû, zárt világító készülék.
Hátrányaik:
Kiskereskedelemben, háztartási kivitelre ilyen még nem kapható. Csak néhány neves gyártó készüléke éri el ezt a színvonalat. A jó minõségû ipari LED-es fényforrás az elmúlt egy-két év eredménye. Emiatt áruk még magas, általában háromszor-ötször akkora, mint egy hagyományos, hasonló fényteljesítményû lámpáé. Nagyobb körültekintést igényelnek a felhasználótól.
Elõnyeik:
Mostoha környezetnek, például rázkódásnak, vagy a nagy hidegnek jól ellenállnak. Jó tervezés és hozzáértõ felhasználó esetén kicsi a karbantartás igény. Már most a legjobb hatásfokú fényforrások közé tartoznak.
Jó a LED, ha jól és hozzáértõen alkalmazzák.
Várható kilátások:
A közeljövõben további erõs fejlõdés várható. A kicsi LED-ekbõl készült „izzópótlók” felhasználása nem lesz jelentõs. A további hatásfokjavulás és árcsökkenés eredményeképp az ipari világításban, a gépkocsikban és a reklámvilágításban a nagyteljesítményû ledek igen gyors elterjedése várható, (kettõ-öt év). Amikor ennek köszönhetõen az ár elegendõen lecsökken, akkor várható a háztartásokban a gyors terjedés, becslésem szerint 2014 után.
A jelenlegi „izzópótló” felhasználása olyan, mintha száz évvel ezelõtt az izzót - a gyertyához hasonlóan - a tábortûzön próbálták volna meggyújtani, hogy aztán világítson.
