Atpakaļ uz visiem jaunumiem

LED gaismekļu īpašības, nianses un viltības

01. aprīlī, 2019.

Pēdējā desmitgadē LED gaismekļu pieplūdums tirgū šķiet neaptverami liels, turklāt jaunās īpašības un vērtības, kurām jāpievērš uzmanība, ir nākušas klāt ievērojamā skaitā. Apmeklējot LED pārdevēju mājaslapas vai iepērkoties veikalā, ir nepieciešama sagatavošanās un kritisks redzējums par piedāvājumu.

Gaismekļa aprakstā minētā jauda jeb vati vairs nav pietiekams rādītājs. Tādēļ ražotāji un pārdevēji parasti cenšas specifikācijā norādīt LED gaismekļa salīdzinājumu ar līdzvērtīgas kvēlspuldzes jaudu, kā arī gaismekļa efektivitāti (lūmeni uz vatu), gaismas krāsu (Kelvina grādi) un krāsu atveides indeksu (CRI jeb Ra). Šos parametrus var redzēt gandrīz katrā LED gaismekļu brošūrā, bet ir vēl virkne parametru, kas bieži vien netiek norādīta vai, ja tiek norādīta, tad lielākoties patērētājs to neizprot.

 

LED – zilās gaismas avots

Pēc uzbūves LED jeb gaismas diode ir jaudīgs zilās gaismas avots, uz kura ir izkārtoti dzeltenu toņu slāņi. Slāņu sastāvs un biezums ļauj iegūt nepieciešamo gaismas krāsu, sākot no zilgani baltas līdz dzeltenīgi baltai gaismai. Šis atklājums LED ļauj izmantot kā universālu gaismas avotu, jo ar jebkuru gaismas krāsu var iegūt labākos krāsu atveides rādītājus (CRI (Color Rendering Index) jeb Ra).

Mūsdienās cilvēki cenšas kvalitatīvi izgaismot savas telpas tumšajā diennakts laikā, lai kopētu ideālo gaismas avotu – sauli. Ja LED gaismeklim ir augsts CRI, jebkurš objekts attiecīgā LED gaismekļa izstarotajā gaismā tiks atainots tādās pašās krāsās kā mēs to redzētu dabiskajā dienas gaismā. Veikalos šo praksi jau izmanto, izvēloties gaismekļus ar augstāku CRI un attiecīgi produktus izceļot ar starmeti, kas pavērsts pret tiem, lai piedāvātās preces piesaistītu skatienu. To var panākt arī ar gaismekli, kuram ir izteiktāka sarkanā, dzeltenā vai zaļā krāsa, kas papildus izceļ produkta specifisko krāsu, piemēram, tā padarot sarkanāku gaļu, dzeltenākus augus, zaļākus dārzeņus utt. Jāpiebilst, ka normatīvajos dokumentos ir noteikts, kādam CRI ir jābūt ielu apgaismojumā lietotajiem gaismekļiem (vismaz 70) un iekštelpu gaismekļiem (vismaz 80).

Veicina autobraucēju mundrumu

Cilvēka acs LED gaismekli uztver gaišāk nekā jebkuru citu gaismas avotu. Acs zīlīte gaišā vidē sašaurinās, savukārt tumšos apstākļos paplašinās. Zinātniski ir konstatēts, ka krēslas un tumsas apstākļos acs uztver gaismu ar šūnām, kas izvietotas tālāk no acs centra un ir jutīgākas tieši pret zilo gaismu. Kvēldiega spuldzēm un augstspiediena nātrija lampām (HPS jeb High Pressure Sodium) izstarotās gaismas spektrs ir koncentrēts tuvāk dzeltenajai un sarkanajai gaismai, kuru cilvēka acs uztver vāji. Līdz ar to tumšos apstākļos zilās gaismas saturs LED gaismekļos ļauj redzēt vairāk un labāk, kā arī zilā gaisma cilvēka organismā neļauj izdalīties melatonīnam, ko mēdz dēvēt par "miega hormonu". Labs piemērs ir LED izmantošana ielu apgaismojumā, lai autobraucēji nenogurtu un skaidri redzētu ceļu arī tumšos apstākļos.

LED gaismeklim ar dzeltenu gaismas krāsu, piemēram, 3000 K, zilās gaismas saturs ir samazināts, kas apkārtni ļauj redzēt labāk par citiem gaismas avotiem, bet vienlaikus dzeltenās gaismas saturs nekavē melatonīna izstrādi organismā. Ir veikti salīdzinoši pētījumi par cilvēka acs uztveri tumšos apstākļos, nomainot apgaismojumu no augstspiediena nātrija lampām uz LED gaismekļiem.

Konstatēts, ka abiem gaismekļiem ir līdzīgs izstaroto lūmenu daudzums, bet tumšos apstākļos nātrija lampas gaismā cilvēka acs uztver par 40 % mazāk, savukārt LED gaismā uztver par 60 % vairāk. Izpratne par šo atšķirību palēnām gūst popularitāti pasaulē, ko apstiprina līdzīgi pētījumi.

Zilās gaismas bīstamība

Uztraukums par LED gaismekļu zilās gaismas saturu un iespējamo bojājumu acīm ir pamatots, tomēr lielām bažām nav iemesla. Laboratoriski veicot dažādas jaudas LED gaismekļu zilās gaismas bīstamības mērījumus, ko nosaka saskaņā ar EN 62471 un IEC TR 62278 standartiem, līdz šim nav novēroti gadījumi, kad iekštelpu gaismekļiem tiktu pārsniegtas norādītās riska robežas, proti, laika posms, kurā, novērojot gaismas avotu, rastos īslaicīgi redzes bojājumi. No personīgās pieredzes var teikt, ka, piemēram, pieres luktura instrukcijā ir norādīts drošs attālums. Lieljaudas ielu gaismekļiem, kuru jauda pārsniedz 250 W, riska attālums ir 3 metri, kas reālā situācijā netiek pārkāpts, jo ielu apgaismojuma stabu augstums ir lielāks par riska attālumu. Attiecīgi mazākas jaudas gaismekļiem drošais attālums arī ir mazāks. Ja gaismas avots pārsniedz pirmās riska grupas robežu, tad cilvēks intuitīvi novērsīsies no gaismas avota.

Iepriekš minēto nedrīkst jaukt ar spožumu, kas ir saistīts ar izstarotās gaismas intensitāti, kādā spīd gaismas avots (ikdienā par to var pārliecināties dažādu ekrānu specifikācijās – telefonu, datoru, televizoru utt.). Katram cilvēkam ir sava izturība pret spožu gaismu, un to var ietekmēt iedzimtas slimības, acu nogurums, strādājot pārāk ilgi ar datoru, koncentrējoties vienā punktā, strādājot pārāk vājā vai pārāk stiprā apgaismojumā. Gaismas avotu intensitātes regulēšana atkarībā no diennakts laika, saulesbriļļu lietošana pie stūres u. tml. ļauj katram subjektīvi iegūt balansu, lai vakarā nav jāberzē acis, sūdzoties par nogurumu vai pat galvassāpēm. Drošākais variants ir nekad neskatīties tieši uz spožo gaismas avotu, lai gan intuitīvi tieši to gribas darīt, bet tādējādi sev var aiztaupīt tā saucamos saules zaķīšus uz nenoteiktu laiku, kamēr acs atgūstas.

Citi būtiski LED gaismekļu parametri

Gaismekļu dokumentācija un iepirkumi arī mēdz sagādāt grūtības, tādēļ ir svarīgi pievērst uzmanību sekojošiem parametriem:

  • lietderības koeficientam (η);
  • LED un LED moduļu efektivitātei (lūmeni uz vatu);
  • LED gaismas avota darba mūža aprēķiniem.

Jo augstāks, jo efektīvāks gaismeklis

Lietderības koeficients norāda, cik daudz jaudas no kopējās gaismekļa patērētās jaudas patērē pašas diodes (LED). Šis lielums ir tieši saistīts ar gaismeklī izmantoto balastu jeb strāvas pārveidotāju efektivitāti. Parasti lietderības koeficients pārsniedz 0,8, kur 1 ir maksimālā vērtība. Par augstas kvalitātes gaismekli tiek uzskatīts tāds gaismeklis, kura lietderības koeficients ir vairāk kā 0,95. Piemēram, ja gaismekļa lietderības koeficients ir 0,6 un nominālā jauda 100 W, tad kopumā LED gaismeklis patērēs 100 W, kamēr pats LED gaismas avots strādās tikai ar 60 W jaudu, tātad atlikušos 40 W var uzskatīt par jaudas zudumiem.

Jāzina pilnas konfigurācijas efektivitāte

Nereti uz gaismekļa iepakojuma vai dokumentācijā ir norādīta tikai LED vai LED moduļu efektivitāte, un tā ir viltība, lai ražotājs varētu uzrādīt augstus efektivitātes rādītājus, proti, lūmenus uz vatu. Reālā situācijā ir jāpieprasa LED gaismekļa jeb pilnas konfigurācijas efektivitāte, jo tas arī būs tas, ko jūs kā galapatērētājs redzēsiet ar savām acīm. Tāda pati situācija mēdz gadīties, kad efektivitāte tiek norādīta LED gaismeklim ar 5700 K krāsas temperatūru, bet realitātē tiek pārdots gaismeklis ar 4000 K vai 2700 K. Jāatceras – jo vairāk Kelvina grādu, jo efektivitāte augstāka tieši zilās gaismas daudzuma dēļ. Lai izvairītos no šādām neskaidrībām, patērētājs var pieprasīt papildu dokumentāciju ar testu pārskatu, kas veidots saskaņā ar EN 13032:1 un/ vai LM-79-08 standartiem.

Darba mūžs

Ne katrs LED gaismekļu pārdevējs var nodrošināt vai piedāvāt LED gaismas avota mūža aprēķinus, bet tos parasti norāda, izmantojot apzīmējumu Lxx=stundas, kur "xx" norāda pēc cik darba stundām gaismeklis zaudēs izstarotās gaismas daudzumu. Gaismas avota darba mūžu aprēķina saskaņā ar IES TM-21- 11 standartu, balstoties uz veiktajiem testiem saskaņā ar IES LM-80-08 standartu. Piemēram, L70=100 000 h nozīmē to, ka pēc 100 000 stundām gaismeklis būs zaudējis līdz 30 % no sākotnējā gaismas daudzuma. Mēdz norādīt arī to, kāds būs relatīvais gaismas zudums pēc noteiktā laika. Piemēram, pēc 100 000 h gaismeklis izstaros 95 % no sākotnējā gaismas daudzuma, tātad noteiktajā laikā tas ir samazinājies tikai par 5 %. Lxx vērtībai blakus mēdz norādīt Byy vērtību, kuru nosaka ražotājs. Ar to apzīmē relatīvo (procentos) gaismekļu daudzumu, kas ar noteikto gaismas zuduma daudzumu pārstās darboties. Piemēram L70B80 norāda, ka tad, kad gaismekļi būs zaudējuši 30 % no sākotnēja gaismas daudzuma, ne vairāk kā 20 % no gaismekļiem vairs nedarbosies.

Raksts tapis sadarbībā ar Baltic Research Center.