Преимущества и недостатки светодиодных ламп

Светодиодные лампы (другое название LED — Light Emitting Diodes) появились еще в середине XX века. Однако широкую известность они обрели относительно недавно. Столь долгий путь к сердцам покупателей был вызван несовершенством технологии на первом этапе, а также высокими ценами.

Однако в последние годы светодиодные лампы плюсы и минусы которых мы рассмотрим в этой статье, стали очень популярны среди потребителей и применяются во многих сферах.

Особенности технологии

Светодиодные светильники включают в себя множество диодов. Устройство выглядит как интегральная плата на кристалле полупроводнике. В качестве кристалла обычно выступает сапфир.

Обратите внимание! Натуральное свечение сапфира — синеватое. Белый цвет приобретается благодаря нанесению на поверхность люминофора желтого цвета.

Полупроводник трансформирует электрическое поле в световой поток. Свечение образуется из-за контактов материалов с отличающимися уровнями проводимости. Легирование одного из них осуществляется электронами, а другого — так называемыми «дырками» в области p-n-перехода. В результате в промежуточных слоях возникают заряды другого направления.

Светодиодные источники света полностью отличаются по принципу работы от лампочек накаливания. Они не тратят коэффициент полезного действия на разогрев окружающей среды. Разница велика: 4 % энергии затрачивается светодиодами на тепло, в отличие от 96 % у лампочек накаливания.

Самыми распространенными диодными системами являются SMD и COB. Диоды отличаются конструктивно. COB лишены корпуса и кристаллической подложки, а светодиоды накладываются на пластину с помощью клея с диэлектрическими свойствами. Сверху диоды покрываются слоем люминофора.

SMD-устройства имеют корпус и кристаллическую подложку, а кристаллы расположены на большем расстоянии друг от друга по сравнению с COB. В результате при одинаковой мощности габариты матрицы COB существенно меньше, чем у SMD, что позволяет снизить стоимость технологии.

Обратите внимание! Светодиодные лампы считаются наиболее эффективными, если сравнивать их с люминесцентными, галогенными светильниками или лампочками накаливания.

Разновидности светодиодных светильников

Использование светодиодных ламп практически ничем не ограничено: характеристики диодов позволяют применять их при освещении квартиры, для дома, подсветки перед входом в здание. В зависимости от задачи приобретают соответствующую конфигурацию светильника (мощность, дизайн устройства, цветовая температура).

Существует три вида светильников, где используются светодиоды:

1. Стандартные светодиодные лампы. Их можно установить в обычную люстру (просто подобрав нужный цоколь) или в виде точечных светильников.
2. Светодиодные ленты. LED-ленты используют, например, для подсветки карнизов, а также в качестве дополнительного освещения. Однако при желании лента способна выступать и в качестве основного источника света.
3. Светильники со светодиодными матрицами. Существует большое разнообразие моделей с матрицами — их можно приспособить под любую дизайнерскую задумку. Однако особенности внешнего вида делают их малопригодными для классических интерьеров. Матричные устройства предназначены прежде всего для современного дизайна.

Достоинства светодиодного освещения

Преимущества использования светодиодов при организации освещения:

1. Продолжительный срок эксплуатации диодных устройств. Теоретически их срок службы может доходить до 50 тыс. часов. Это в десятки раз больше в сравнении с лампами накаливания.
2. Экономность в потреблении электричества. Светодиодное устройство, являющееся эквивалентом 100-ваттной лампе накаливания, потребляет только 10-12 Вт. Для 40-ваттной лампы накаливания аналогичный показатель диодного конкурента — 4 Вт. В результате экономия достигает 8-10-кратного уровня. Светодиоды экономнее даже люминесцентных лампочек: 10 ватт диодного устройства заменяют 16 ватт люминесцентного.
3. Еще одно достоинство диодов — количество получаемого света на каждый ватт потраченной энергии. Показатель светодиодов — 100-150 лм на каждый ватт. Галогенные лампочки дают не более 16 лм на ватт, а люминесцентные — до 90 лм.
4. В диодных устройствах почти вся энергия трансформируется в свет. Это означает, что светодиоды почти не нагреваются, в отличие от ламп накаливания, где значительная часть энергии тратится на тепло.
5. Возможность выбора нужной цветовой температуры. Для лампочек накаливания доступен только один цвет — желтоватый. Положение можно исправить, только покрасив поверхность лампы. Светодиодные же источники света можно подобрать по температуре. Существуют лампы с теплыми цветами (2,7-3 тыс. кельвинов) и холодными (до 6 тыс.).
6. Светодиодные лампочки вне конкуренции, когда речь идет о декоративной подсветке, благодаря множеству цветов, используемых в освещении. При желании можно установить практически любой цвет, управляя процессом при помощи контроллера.
7. Существует возможность регулирования яркости, если использовать специальное устройство — диммер.
8. Малогабаритность светодиодных ламп позволяет встроить их практически в любой интерьер.
9. Светодиоды пожаробезопасны. Связано это с небольшим напряжением, требующимся для работы диодов. Лампы не перегреваются, что и обеспечивает их высокую безопасность.
10. Светильники на диодах стойки к повреждениям механического характера. Их корпуса производят из прочного пластика.
11. Светодиодное освещение безопасно для глаз.
12. Внутри лампочек нет каких-либо опасных для человеческого здоровья компонентов (в том числе ртути и фосфора). Даже если светильник будет разбит, никаких токсических испарений не произойдет. В этом диодные источники выгодно отличаются от люминесцентных. Светодиодные лампочки экологически чистые, а потому проблем с их утилизацией не возникает.
13. LED-устройства отличаются быстрым срабатыванием. Время выхода на максимальную яркость составляет менее одной секунды.
14. Еще одно важное достоинство — отсутствие ультрафиолетового излучения (в отличие от люминесцентных ламп). Лампы дневного света работают благодаря излучению ультрафиолета в ртутных парах и реакции с люминофором для преобразования в видимый глазу свет. Ультрафиолет в чрезмерных количествах чрезвычайно вреден для здоровья.
15. ЛЕД-лампочки характеризуются минимальным мерцанием в процессе свечения. В результате освещение ровное и красивое. Чрезмерная пульсация негативно сказывается на самочувствие человека (повышенная утомляемость, головные боли). К тому же, высокая пульсация искажает зрительное восприятие, что чревато неприятными последствиями. К примеру, если частота вращения детали на станке такая же, как и пульсация света, деталь будет казаться неподвижной. Согласно нормативам СНиП, коэффициент пульсации должен находиться в пределах 5-20 % (при работе на компьютере — до 5 %). Определить уровень пульсации можно опытным путем (на коробке такие данные отсутствуют). Нужно посмотреть на включенный диод через монитор смартфона. При наличии полос на экране можно говорить о слишком большой пульсации.
16. Светодиоды сохраняют функциональность в разных климатических поясах. Они выдерживают температуры от 60 градусов мороза до 60 градусов тепла. Столь высокая температурная устойчивость позволяет использовать диоды для освещения уличных объектов.
17. В продаже есть светильники, работающие от разных уровней напряжения. В связи с этим нет необходимости в установке трансформаторов.
18. Угол излучения светового потока можно регулировать в пределах 15-180 градусов.
19. Устройства на диодах выдерживают скачки напряжения. Это существенное преимущество в сравнении с лампочками накаливания и люминесцентными источниками света (первые перегорают, а вторые — лопаются).

Минусы светодиодного освещения

К недостаткам диодного освещения относят следующие характеристики:

1. Основной минус светодиодов — высокая стоимость. Цены продолжают снижаться из-за увеличения массовости производства. Однако они все еще в несколько раз выше, чем у лампочек накаливания. Диодный аналог (по мощности) лампы накаливания за 50-100 рублей будет стоит не менее 300 рублей. Следует заметить, что, несмотря на высокую стоимость, в долгосрочном плане светодиодные изделия значительно обходят своих конкурентов с точки зрения выгодности покупки.
2. LED несовместимы с переключателями индикаторного типа, а также стандартными диммерами. Однако этот недостаток можно обойти, купив специальную лампочку, подходящую для работы с диммером.
3. Хотя диоды выделяют немного тепла, все же этой энергии достаточно, чтобы нагревать электронные компоненты устройства. В результате может выйти из строя драйвер. Избежать перегрева помогают специальные радиаторы, приобретаемые отдельно. Однако стоимость осветительного прибора при этом возрастает.

Итак, недостатков у светодиодных лампочек сравнительно немного. Достоинств явно больше, и они гораздо существеннее.