Отличие люминесцентных ламп от светодиодных. Сравнение светодиодных и люминесцентных ламп, и ламп накаливания

Сегодня при покупке источников освещения мы всё чаще останавливаемся на выборе между люминесцентной лампой и более современной — светодиодной. Помочь взвесить все «за» и «против» того или иного решения надеемся вам поможет эта статья.

Основные отличия

Энергопотребление ламп

Энергопотребление светодиодной лампы составляет около 65% от энергопотребления люминесцентной лампы.

Спектр света

Цветовая составляющая спектра люминесцентной лампы менее качественна, её свет кажется ненатуральным. Диаграмма имеет резкие пики в основных цветах спектра, поэтому люминесцентные лампы неправильно передают некоторые оттенки света. Светодиодные же лампы имеют спектр наиболее близкий к естественному свету, и их спектр представляет более сглаженную кривую.

Нагрев корпуса лампы

Люминесцентная лампа нагревается до 60 градусов Цельсия, она не может причинить ожог, но при неисправностях пускорегулирующей аппаратуры («залипание» стартера и т.д.), может произойти сильнейший нагрев вплоть до 200 градусов (и до 120 градусов — дросселей). Светодиодная лампа является абсолютно пожаробезопасной. Максимальный нагрев её корпуса составляет 40-50 градусов Цельсия, и за время работы остается постоянным. Поэтому её можно смело использовать рядом с легковоспламеняющимися материалами.

Экологичность

Люминесцентные лампы, используемые в квартирах, содержат до 5 мг ртути – ядовитого вещества относящегося к первому классу опасности. Выбрасывать их в общий мусоропровод категорически запрещено. Поэтому люминесцентные лампы рассчитаны на ответственных граждан и обязывают к специальной утилизации, что вносит, конечно, существенные неудобства. Также все люминесцентные лампы испускают ультрафиолет и инфракрасное излучение. Длительное ультрафиолетовое излучение способствует развитию меланомы, ускоряет старение кожи и может вызвать ожог сетчатки. Сильное и длительное инфракрасное излучение также представляет опасность для глаз. Светодиодные лампы не содержат никаких ядовитых веществ, способных причинить вред человеку. В их работе отсутствует инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, поэтому светодиодная лампа считается экологичным источником освещения.

Мерцание

Люминесцентные лампы мерцают с частотой 50 Гц. Часто мы этого не ощущаем, но у некоторых людей, это вызывает подавленное состояние и нервозность. Только с качественной ЭПРА люминесцентные лампы не имеют заметного мерцания. В светодиодных лампах полностью отсутствует мерцание, так как для их электропитания используются источники тока с коэффициентом пульсации <5%

Коэффициент полезного действия – это эффективность преобразования энергии в свет. У светодиодной лампы он достигает 90%.

Срок службы

Срок службы люминесцентной лампы в 5 раз ниже светодиодной.

Другие особенности

Обычно люминесцентная лампа зажигается через 0,5-1 сек. К тому же при температуре ниже 10 °C яркость люминесцентной лампы значительно снижается из-за уменьшения давления в ней газа. При низких температурах ртуть становится не такой летучей и требуется длительно время для набора яркости. Повышенная влажность окружающего воздуха также вредит люминесцентной лампе и вызывает образование плёнки на её поверхности, которая негативно влияет на зажигание лампы. Светодиодная лампа включается моментально и работает в диапазоне температур от — 20 до +40 °C.

Также хотелось бы обратить внимание на эстетические характеристики приборов, у современных светодиодных ламп они на порядок выше.

Стоимость ламп

Для примера мы взяли 10 ваттную светодиодную лампу стоимостью 540 руб, и её достаточно качественный 21-ваттный люминесцентный аналог стоимостью 190 руб.

Стоимость ламп за 30 000 часов работы:

Исходя из срока службы, стоимость люминесцентной лампы составит 570 руб. Светодиодной лампы: 325 руб. (из расчета 190 и 540 руб. за штуку, соответственно). Также преимущество светодиодной лампы в том, что всё это время о ней можно не вспоминать, а каждую перегоревшую люминесцентную лампу менять как минимум 3 раза.

Плата за электричество в течение 30 000 часов работы: из расчета 1 кВт = 3,5 руб.

Стоимость работы люминесцентных ламп составит 2 205 руб. Стоимость светодиодной лампы составит 1 050 руб.

Итого, общие расходы за 30 000 часов работы (плата за электричество + стоимость ламп за 30 000 часов):

Люминесцентные лампы: 2 775 руб. Светодиодная лампа: 1 375 руб.

Получается, что светодиодная лампа более чем в 2 раза эффективнее люминесцентной лампы. При использовании LED ламп экономия составит более 50%. А новое поколение LED ламп, которое появится в этом году, будет уже в 3 раза эффективнее люминесцентных!

Преимущества светодиодной лампы видны по каждому рассматриваемому пункту, кроме первоначальной стоимости LED лампы, но которая при использовании достаточно быстро окупается.

Пожалуй, нам действительно стоит пересмотреть некоторые устоявшиеся модели поведения, купить светодиодные лампы и начать экономить деньги и здоровье. Мы рекомендуем вам обратить внимание на компанию «Нью Лайт Технолоджи», которая предлагает большой ассортимент светодиодных ламп, а также порадует вас гибкими условиями доставки и оплаты. Ознакомиться с ассортиментом вы можете на их сайте

Энергосберегающие источники света (светодиодные, люминесцентные) имеют много положительных свойств. По этой причине оба варианта используются довольно широко. При определенных условиях лучше использовать диодный осветительный элемент, в другом случае применяются люминесцентные аналоги. Чтобы определить, какой из этих видов ламп лучше приобрести для эксплуатации в конкретной ситуации, следует изучить параметры каждого и сделать сравнение.

Плюсы и минусы разных ламп

Один из ключевых параметров – мощность. Именно эта характеристика определяет уровень энергоэффективности лампы. Так, светодиодные источники света потребляют в несколько раз меньше электроэнергии, чем все существующие аналоги, включая и люминесцентные исполнения. При этом световой поток у энергосберегающих осветительных элементов одинаково интенсивный.

Например, при уровне мощности с разницей в 3 раза (для диодных – 5 Вт, для компактных люминесцентных аналогов – 15 Вт) световой поток составит 450 лм в обоих случаях. Но при этом эффективность светоотдачи (лм/Вт) будет выше у светодиодных источников света по причине небольшого уровня энергопотребления.

Сравниваем различные виды

Оба варианта рассматриваемых ламп работают при высоких температурах окружающей среды (60-70 градусов). А вот срок службы у светодиодных аналогов заметно дольше: от 30 000-50 000 часов. К тому же данный вид лампы является полностью безопасным, так как не содержит вредных веществ.

Здесь кроется основное отличие между люминесцентными и остальными разновидностями осветительных элементов: в состав газообразного наполнения колбы входят пары ртути. Это означает необходимость специальной утилизации в случае повреждения или после окончания срока работы.

Еще одна особенность люминесцентных видов – задержка при включении. Диодные аналоги срабатывают моментально, к тому же этот вид источника света характеризуется полным отсутствием мерцания.

Проводя сравнение, следует выделить еще и уровень нагрева лампы. Так, диодные исполнения греются намного меньше, чем другие виды осветительных элементов. К плюсам таких ламп нужно отнести еще и повышенную прочность, а также стойкость к вибрациям.

Как переделать люминесцентный светильник

В условиях, когда требуется регулярное и длительное функционирование осветительных приборов, стоит задуматься о том, чтобы вместо люминесцентных ламп задействовать диодные аналоги. Заменить один вариант источника света на другой можно разными способами, первый из которых требует меньших затрат, но и подразумевает большее количество работы.

При этом нужно учесть, что схема подключения заметно разниться в каждом из случаев.

Так, светодиодные лампы функционируют при пониженном напряжении, а значит, должен быть предусмотрен блок питания или драйвер. Схема работы люминесцентных аналогов иная: для работы необходимо установить ПРА (электронный, электромагнитный).

Этапы работ при изменении конструкции люминесцентного светильника, в котором предусмотрены линейные лампы:

1. демонтируются источники света из корпуса осветительного прибора;
2. для замены потребуются светодиодные ленты определенной мощности и блок питания, который выдержит такую нагрузку;
3. для крепления используется несколько наборов крепежа по металлу, хомуты, отрезки ленты соединяются проводом, сечение которого составляет 0,25 кв. мм, сами же излучатели располагаются на пластмассовых планках;
4. хомуты крепятся к корпусу светильника, в них вставляются пластмассовые планки, на которые наклеиваются ленты, предварительно соединенные между собой и подключенные к блоку питания;
5. рассеиватель устанавливается на место, и светильник возвращается на потолок/стену.

Можно в качестве замены использовать уже готовые линейные источники света на базе диодов. Это новый вид ламп, в конструкцию которых уже входит драйвер, а значит, не потребуется устанавливать блок питания.

Кроме того, подобные источники света оснащены таким же цоколем, что и люминесцентные лампы линейного типа (G13).

Является ли конструкция экономичной?

Если переделать осветительный прибор, установив светодиодные излучатели, такое решение позволит экономить до 50% электроэнергии. Это обусловлено тем, что диодные источники света характеризуются заметно меньшим уровнем энергопотребления, чем люминесцентные.

Поэтому удаление линейных газоразрядных ламп сделает экономию более ощутимой. Конечно, если делать сравнение по стоимости, то диодные аналоги обойдутся дороже. Однако, учитывая невысокий уровень энергопотребления, такие лампочки сравнительно быстро окупятся.

Таким образом, выбирая между разными видами энергосберегающих источников света, в разных условиях предпочтительным будет определенный вид лампы. Исполнения на базе диодов по многим параметрам превосходит газоразрядные аналоги, один из их ключевых недостатков – высокая стоимость. Но компактные люминесцентные лампочки по цене приближаются к диодным.

При желании можно своими руками заменить газоразрядные осветительные элементы в светильнике, установив на их место диодные ленты. Так как схема подключения этих ламп имеет отличия, для работы потребуется блок питания, который обеспечит нужный уровень напряжения (12/24/36В).

Разница между люминесцентными и светодиодными лампами заключается в физических явлениях, используемых для излучения света. В люминесцентной лампе светится плазменный шнур в парах ртути. Он излучает ультрафиолет, который преобразуется в видимый свет люминофорным покрытием внутренней стороны колбы. Всем знакомые «трубки» используют схему включения со стартером и балластным дросселем, энергосберегающие лампы включаются через электронный контроллер, вмонтированный в цоколь. Светодиодные лампы используют эффект излучения видимого света полупроводниковой структурой. Никаких дополнительных преобразований энергии не происходит.

Сравнение параметров люминесцентных и LED ламп

Распределение потребленной энергии. Светодиодная лампа преобразует в свет до 95% потребленной энергии. КПД люминесцентной (она же энергосберегающая) лампы существенно ниже.

Срок службы люминесцентной лампы - около 7-10 тысяч часов непрерывного горения. Срок службы светодиодной лампы до 100 тысяч часов.

Таблица сравнения мощности люминесцентных и LED ламп:

Современные светодиодные лампы способны давать такой же световой поток, что и люминесцентные, потребляя при этом вдвое меньшее количество электроэнергии.

Спектр люминесцентной и светодиодной лампы может быть тёплым, нейтральным или холодным белым. Цветовая температура ламп колеблется от 2600 К до 6500 К.

Люминесцентная лампа достигает пика мощности через 2-3 секунды после включения. Светодиодная лампа достигает его почти мгновенно.

Стоимость люминесцентных ламп приблизительно впятеро ниже, чем светодиодных.

Прочность люминесцентной лампы накаливания низкая. Колба разрушается от удара или падения на твердую поверхность. При этом в воздух попадают пары ртути. Их количество в одной лампе жизни не угрожает, но для здоровья все равно вредно. Утилизация люминесцентных ламп производится на специальном оборудовании. Светодиодные лампы изготовлены из прочного пластика. При ее разрушении никаких вредных веществ не выделяется.

Сравнение освещения люминесцентными и светодиодными лампами выявляет явное преимущество LED-технологий. Недостаток у светодиодных ламп только один - их стоимость. Но расходы быстро компенсируются экономией средств на электроэнергию. Соотношение мощности светодиодных ламп , ламп накаливания и люминесцентных ламп приводит к такому же результату.

От ламп накаливания бытовые потребители постепенно отказываются, и применяют их всё реже и реже. Сначала их заменили компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Они потребляют электроэнергии в 5 раз меньше, при той же яркости. То есть люминесцентной лампой в 20 Вт можно заменить 100 Вт лампу накаливания. За это их прозвали энергосберегающими.

Технологии не стоят на месте и в последние 5 лет на рынке укрепились . Ассортимент продукции достаточно широк от световых панелей и лент до прожекторов и ламп под все возможные цоколи. При этом светят в 10 раз ярче, чем лампы накаливания той же мощности. Давайте подробно рассмотрим отличия энергосберегающих и светодиодных ламп.

Интересно:

Светодиодные лампы фактически тоже относятся к энергосберегающим, но в народе такое название закрепилось за компактными люминесцентными лампами, хотя энергию они сберегают не так как светодиодные. В статье предлагаю не отклоняться от народных названий.

Состав

Энергосберегайки представляют собой компактный вариант классической трубчатой люминесцентной лампы, которые выпускаются под штырьковые цоколя g5 и g13, обычно различаются по толщине трубки (t5, t8). Компактность достигнута за счёт скручивания трубки в форме спирали. Тогда при том же принципе действия вы получаете источник света по размеру и цоколю повторяющий распространённые лампы накаливания.

Наиболее востребованы модели ламп с цоколями E14 и E27.

Компактная энергосберегающая лампа состоит из:

• электронного балласта;

В свою очередь колба наполнена парами ртути и её внутренние стенки покрыты люминофором, от его состава зависит цветовой спектр и цветовая температура.

Светодиодные лампы в зависимости от годов выпуска строились с использованием разных конструктивных и схемотехнических решений, типах светодиодов. Ранние модели выпускали с 5 мм светодиодами, позже их заменили , такие как вы могли встретить на светодиодной ленте.

Последние новации - это филаментные нити, они состоят из светодиодных кристаллов расположенных на сапфировом стекле или другом диэлектрическом материале, равномерно покрыты люминофором, что создает иллюзию светящейся нити. Внешне такие лампы похожи на лампы накаливания - у них прозрачная стеклянная колба и нет пластика в корпусе.

И так общая конструкция большинства светодиодных ламп:

• пластиковый или металлический корпус;

  источник питания;

  металлическая плата со светодиодами;

  светорассеивающая колба.

Первое отличие люминесцентных энергосберегаек от светодиодных в используемых источниках света: трубка с парами ртути против полупроводниковых кристаллов.

Яркость и мощность

У лампы есть три основных характеристики:

Потребляемая мощность, Вт;

Световой поток, Лм;

Цветовая температура, К.

В принципе единственный возможный путь к сохранению электроэнергии - увеличение удельного светового потока, т.е. .

Для сравнения давайте рассмотрим световой поток от ламп разной конструкции:

Лампа накаливания в зависимости от особенностей исполнения может выдавать до 20 Лм на 1 Ватт потребляемой мощности, при этом чаще всего это порядка 10-17 Лм/Вт.

Люминесцентная лампа выдает от 40 до 70 Лм/Вт. Стоит сказать, что несмотря на снижение популярности этих источников света инженеры улучшают эти показатели и встречаются публикации о том, что достигнуто порядка 100 Лм/Вт, но в продаже я таких не встречал.

Светодиодные лампы светят еще ярче - 80-120 Лм/Вт. За последнее десятилетие этот показатель вырос в разы, а цена снизилась еще больше. Это и есть причиной успеха LED-продукции на рынке.

Отсюда следует, что при работе наибольший нагрев у ламп накаливания (более 100 градусов), на втором месте энергосберегающие лампы (60-80 градусов), самые холодные лампы - светодиодные (30-40 градусов). Это связано с разницей в КПД, при работе светодиодных ламп в тепло выделяется наименьшее количество энергии.

Ресурс и потеря яркости

30000-50000 часов - средний срок службы светодиодных ламп. Но он значительно зависит от условий эксплуатации. Например, если LED-источник света работает в жарких условиях то срок может снизиться в 2 и больше раз.

10000 - часов работают люминесцентные лампы. Но это тоже не статическая величина, встречаются случаи, когда они перерабатывают свой ресурс или наоборот - сгорают преждевременно.

Основная причина выхода из строя компактных люминесцентных ламп - частое включение и выключение, тогда как те лампы, что включены круглосуточно обычно переживают ресурс в разы. Это связано с принципом работы, об этом немного позже.

На длительность срока эксплуатации влияет и система питания. К слову, люминесцентные лампы с электромагнитным балластом (дросселем) лампы работают в два раза меньше чем с электронным. Но в компактных энергосберегающих лампах используется только электронный балласт (ЭПРА).

1000 часов светят лампы накаливания. Срок службы сократится, если лампу часто включают и выключают или она работает в условиях с повышенной температурой и вибрацией. Удары и сотрясения лампочки могут повредить спираль, и она оборвется.

Вывод:

Светодиоды имеют наибольший ресурс среди перечисленных аналогов. Светодиодные лампы не боятся частых включения и выключений - это позволяет их применять в коридорах, туалетах и кладовых.

Снижение яркости ламп со временем

Лампы накаливания уверено выдают свои люмены на протяжении всего срока службы, возможно снижение до 7%. Основной причиной снижения яркости является загрязнение колбы и плафона светильника.

Энергосберегающие лампочки, как и любые типы люминесцентных ламп, имеют свойство стареть. И световой поток Снижается до 50% к концу срока службы. Это связано со старением люминофора, его выгоранием, износом электродов. Вы могли заметить, что старые ЛЛ часто чернеют у концов трубки, это признак скорой замены.

Светодиодные лампы выдают заявленный световой поток не постоянно. Световой поток снижается до 15% уже через 25000, что значительно дольше, чем у энергосберегающих ламп, за это время вы замените две таких, а светодиодная будет продолжать работать. На яркость также влияет и температура. Если лампа перегревается, то световой поток падает до 80% от номинального в течении 2-3 минут. При длительном перегреве кристалл светодиода деградирует и может сгореть.

Способ питания

Оба вида ламп требуют особого подхода к питанию. Для этого внутри корпуса расположена схема питания.

Компактные люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы довольно специфичный источник света с точки зрения питания, для их включения нужна схема повышающая напряжение выше напряжения питания в электросети. Ранее для этого использовали дроссель со стартером, теперь электронный пускорегулирующий аппарат (балласт). Внутри колбы газ, на её концах две спирали, напряжение подключается к спиралям (электроды).

Для упрощения понимания процесса розжига я опишу его на примере устаревшей системы пуска, в ЭПРА используемом на энергосберегающих лампах принцип тот же, но подход другой.

Так как в выключенном (холодном) состоянии сопротивление между электродами большое, поэтому сначала их разогревают, за это отвечает стартер. Начинается процесс под названием «термоэлектронная» эмиссия, начинают испускаться свободные электроны.

В стартере находится колба с газом, например неон, и биметаллические контакты, которые в горячем состоянии замыкаются и конденсатор. Ток в 20-50 мА, через колбу с газом разогревают контакты, они замыкаются, а разряд внутри колбы стартера прекращается. Тогда ток ограниченный реактивным сопротивлением дросселя и спиралей протекает по контуру: Источник питания - дроссель - спираль - стартер - спираль - источник питания.

Спирали разогреваются, а пластины стартера остывают и размыкаются. В результате чего энергия происходит всплеск напряжения достаточный для ионизации газов в колбе лампы, после чего происходит её зажигание, сопротивление между электродами резко снижается. Эти процессы приводят к протеканию тока через колбу и излучению света.

Как вы могли заметить процесс достаточно сложный. Включение лампы усложняется, если спирали износились или деградировал люминофор, а также в холоде. Это большая проблема всех люминесцентных, газоразрядных источников света - включение при морозе. Оно может либо происходить крайне долго или вообще не включиться, если лампа не первой свежести. Да и итоговая яркость в холоде может быть ниже номинальной.

Сейчас отказываются от такого подхода, используют импульсные схемы, которые называют электронным балластом или ЭПРА. Его типовую схему вы видите ниже. Она работает на высокой частоте (десятки кГц), против 50 Гц питающей сети в схеме с дросселем. Это позволяет получить более равномерное и яркое свечение, а также облегчить розжиг лампы и снизить износ электродов.

Светодиодные лампы

У светодиодов требования к питанию проще, хотя все равно довольно жесткие. Основная задача стабилизировать ток. Источник питания называют , это такой прибор, который стремится поддерживать заданный ток независимо от сопротивления нагрузки. Фактически сопротивление ограничено мощностью драйвера.

В самых дешевых лампах драйвер и стабилизация отсутствует, ток просто снижают балластным сопротивлением до приемлемой величины при условии нормального напряжение в питающей сети. Но напряжение в сети часто отклоняется от нормы и происходят всплески, такие лампы долго не живут, светодиоды сгорают из-за долгой работы при повышенном напряжении питания, или при скачке напряжения. Типовая схема балластного драйвера изображена на фото.

Преимущества - гальваническая развязка, возможно наличие защит, стабилизация тока, больший срок службы светодиодов, низкие пульсации света.

Недостатки - относительная дороговизна, при использовании некачественных компонентов драйвер тоже может сгореть.

Утилизация и вред экологии

Основная проблема люминесцентных ламп - использование ртути в колбе, она вредит окружающей среде и здоровью человека, если разобьётся в помещении. Это вызывает большие затраты на утилизацию (для предприятий). Нужно проводить процесс «демеркуризации».

Светодиодные лампы не несут вреда экологии, могут утилизироваться как бытовые отходы, не используются вредные вещества при их изготовлении. При этом существуют компании по их переработки для вторичного производства. Встречаются публикации о том, что отдельные предприятия занимаются переработкой полупроводниковых кристаллов.

Заключение

Подведем итоги и перечислим кратко достоинства и недостатки ламп:

Энергосберегающие люминесцентные:

«-» Проблема утилизации и вред экологии.

«-» Световой поток ниже, чем у светодиодных.

«-» Срок службы 10000, хоть и больше чем у ламп накаливания, но меньше LED-продукции.

«+» Относительная надежность.

«+» Яркость.

«+» Энергопотребление.

«+» невысокая рабочая температура.

Светодиодные:

«-» Цена качественных ламп может доходить до 8-10 долларов.

«-» У низкокачественных ламп плохой цветовой спектр и высокие пульсации.

«+» Энергосбережение.

«+» Яркость.

«+» Долговечность.

Светодиодные лампы тоже энергосберегающие, но по упомянутым причинам такое название закрепилось за компактными люминесцентными лампами. Светодиоды - это актуальный, надежный и популярный источник света. Инженеры лидирующих производителей постоянно занимаются повышением качества света и цветового спектра.