Светодиодные светильники триумфально завоевывают рынок светотехнического оборудования. У многих пользователей складывается впечатление, что LED-светильники в ближайшем будущем полностью вытеснят более традиционные конструкции. На самом деле не все так просто, и в некоторых областях светотехники рано ставить точку в вопросе, какие лампы применять — галогеновые или светодиодные
Чем отличается принцип работы лампочек
Принципиально галогенная лампочка является лампой накаливания. Как и в традиционном источнике света в ней имеется спираль, которая при прохождении через нее электрического тока нагревается до высокой температуры. Около 95% энергии уходит в тепло, и лишь оставшаяся часть превращается в световое излучение. Следовательно, КПД подобного светоизлучателя составляет около 5% (такой же КПД имеет паровоз).
В процессе работы под действием высокой температуры с раскаленной проволочки испаряются частицы металла (обычно, нить сделана из вольфрама) и оседают на других конструктивных элементах светоизлучающего прибора. Нить становится все более тонкой, в итоге она перегорает.
В галогенной лампе во внутреннем объеме колбы присутствуют пары йода или брома (эти вещества относятся к классу галогенов). Частицы вольфрама вступают в реакцию с галогенами, образуя химические соединения. Эти соединения не оседают на колбе и других частях лампы, а остаются в газообразном состоянии. При приближении к нити эти газы распадаются под действием высокой температуры, и вольфрам снова оседает на нити. За счет этого продлевается ресурс лампы.
Не надо путать галогенные лампы с металлогалогенными газоразрядными светоизлучающими приборами. Это разные по принципу действия устройства.
Подобная конструкция дает и другие преимущества, позволяющие повысить энергоэффективность галогенок. Их КПД примерно в два раза выше, чем у обычных ламп – в свет превращается до 10% получаемой энергии.
В светодиодной лампочке излучение света происходит совсем по другому принципу. При прохождении тока через полупроводниковый p-n переход происходит рекомбинация носителей зарядов. Этот процесс происходит с испусканием фотонов. Принципиальное отличие LED-излучателей от ламп накаливания в том, что для создания светового излучения не требуется нагрев.
Специальность: Проектирование и монтаж изделий электротехники.
Ведущие производители светодиодов декларируют, что КПД их изделий достигает 30%. Даже если сделать скидку на маркетинговую составляющую, все равно это в разы выше, чем у традиционных источников света.
Таблица сравнительных характеристик галогенных и светодиодных ламп для дома
Для удобства сравнения параметры галогена и светодиода, как излучателей света, сведены в общую таблицу.
| Параметр | Галогеновая лампа | LED |
|---|---|---|
| КПД | 10%..12% | 25%..30% |
| Средняя мощность (потребляемая электрическая, ватт) | 60..100 | 10..50 |
| Яркость и эффективность светового потока (световая отдача, люмен/ватт) | 15..20 | 80..150 |
| Средний срок службы | 3000 часов (5 месяцев непрерывной работы) | 10000 часов (больше года непрерывной работы) |
| Индекс цветопередачи, Ra | 99-100 (идеальная цветопередача) | 60-95 (в зависимости от конструкции) |
| Стоимость, рублей на 1 ватт эквивалентной мощности | 0,7..6, в зависимости от конструкции | 1..10, в зависимости от конструкции |
| Возможность диммирования | У всех ламп | У ламп специальной конструкции с маркировкой Dimmed |
Многие производители LED декларируют срок службы в десятки лет. К таким заявлениям лучше относиться осторожно. Никто не проводил ресурсных испытаний в натуральных условиях – просто потому, что на это требуется длительное время. Все заявления о сроке службы основаны на расчетах по собственным методикам производителей.
В таблице приведена стоимость ламп в пересчете на 1 ватт. В целом светодиодные лампы дороже, но их стоимость постоянно снижается и становится сравнимой с ценой галогенок. Кстати, стоимость светоизлучающих элементов не всегда определяется рынком. Например, в Европе продавцов заставляют устанавливать завышенные цены на лампы накаливания. Так осуществляется повышение энергоэффективности экономики.
Технологии производства как LED-ламп, так и галогенок, постоянно совершенствуются. Эти актуальные на текущий момент характеристики завтра могут оказаться устаревшими. Но вряд ли светодиодное освещение уступит занятые позиции, слишком большой перевес на его стороне.
Преимущества и недостатки: что лучше выбрать для домашнего использования
Светодиодные осветительные приборы интенсивно вытесняют остальные светоизлучающие элементы с электротехнического рынка. Их основные преимущества:
- долговечность;
- высокая энергоэффективность;
- широкие возможности исполнения в различных форм-факторах.
Но у конкурентов имеются свои достоинства. К плюсам галогенок, по сравнению с LED-светильниками, можно отнести практически полное отсутствие мигания при питании переменным током и естественную цветопередачу. Поэтому освещение галогенными лампами комфортнее для глаз.
Светодиодные излучатели менее инерционны, поэтому мерцание может присутствовать, даже если оно не замечается органами человеческого зрения. Глаза тоже склонны к инерции, они усредняют яркость свечения (на этом основано, в частности, телевидение), но и в этом случае мигание вызывает утомление зрения. Поэтому для наружного освещения LED-излучатели подходят почти идеально, но для внутреннего пространства зданий и сооружений надо выбирать, что предпочтительнее – комфорт или финансовая экономия.
Применение в фарах на дорогах общего пользования
Неоспоримые преимущества светодиодных ламп вызывают желание многих автомобилистов использовать LED-осветители для замены обычных источников светового излучения в фарах головного света автомобилей. Такая замена:
- повысит качество освещения в темноте (светодиоды светят ярче);
- уменьшит нагрузку на бортовую сеть машины;
- снизит вероятность выхода из строя лампочек дальнего и ближнего света.
На практике все не так просто. Если фары рассчитаны на установку обычных лампочек, то прямая замена на LED даст, скорее, отрицательный результат. Конструкция галогеновой лампы такова, что она имеет круговую диаграмму направленности (излучает сразу во все стороны). На это рассчитана оптика фар – отражатель и рефлектор, собирающие световой поток в пучок и направляющие его в требуемом направлении.
Светодиод же светит в одном направлении от плоскости. Поэтому собрать и направить такой свет обычная фара не сможет. Это неизбежно приведет к искажению диаграммы направленности и ослеплению встречных водителей. Поэтому LED-излучатели можно использовать только в фарах специальной конструкции, рассчитанные на применение таких ламп.
Можно, конечно, попытаться подобрать такие LED-фары, которые можно установить на машину, и заменить ими традиционные фонари головного света. Но надо помнить, что такая замена считается самостоятельным изменением конструкции автомобиля (как, собственно, и просто замена галогенок на LED). Такое вмешательство запрещено ПДД и карается в соответствии с КоАП.
Контроль состояния ламп осветительных приборов многих автомобилей основан на замере потребляемого тока. Так как LED-лампы потребляют гораздо меньше обычных, замена светоизлучателей может вызвать ложное срабатывание системы контроля.
В странах Евросоюза стимулируется переход на светоизлучающие диоды во все сферах светотехники. Однако поездка во многие страны ЕС с самостоятельно измененной конструкцией оборудования автомобиля (включая замену ламп на LED, может привести к серьезным неприятностям).
Заключение: какие лучше для автомобиля
У автовладельца не возникнет проблем с законом, если он применит светодиодное освещение внутри салона машины. Это существенно не снизит нагрузку на генератор, зато сократит количество замен лампочек.
Для головного света с обычной фарой добиться улучшения сложно – оптика не рассчитана на использование LED. Прямая замена ламп, как и замена фар, привлечет законное внимание сотрудников ГИБДД и экспертов техосмотра. Да и встречным водителям ночью такая доработка не доставит радости. Поэтому самостоятельно устанавливать светодиодные излучатели в наружную светотехнику автомобиля не следует.
