Veřejné osvětlení – LED

LED vs. výbojka. Výbojka vede

LED je úspornější ... záleží v porovnání s čím

Dogma, které mezi veřejností o extrémní efektivnosti provozu LED zdrojů panuje, vychází z faktu, že LED se již v dnešní době velmi dobře uplatnily v interiérových aplikacích, kde postupně úspěšně nahrazují klasické světelné zdroje. O klasických žárovkách či halogenových zdrojích ale platí, že vyrábí daleko více tepla, než světla. V porovnání s nimi jsou LED zdroje opravdu velmi efektivní (zde je třeba podotknout, že není LED jako LED – např. účinnost běžné LED diody je výrazně nižší než účinnost výkonových LED zdrojů, které jsou vhodné pro veřejné osvětlení).

Pro veřejné osvětlení jsou ovšem dlouhodobě nejúčinnějšími světlenými zdroji vysokotlaké výbojky, tedy zdroje, které jsou až desetkrát účinnější, než běžné žárovky – účinnější zdroj světla, než je výbojka, dnes neznáme!

V tabulce jsou uvedeny hodnoty charakterizující účinnost (kolik světla získáme z jednoho wattu příkonu) jednotlivých světelných zdrojů užívaných ve VO v porovnání s klasickými žárovkami. Hodnoty jsou orientační pro jednotlivé zdroje bez předřadníku (kromě LED, zde je hodnota pro celé svítidlo). V této tabulce vidíme také orientační hodnoty pro výkonové LED diody předního světového výrobce zdrojů LED, společnosti Lumileds, které využívají pro svá řešení renomovaní výrobci svítidel pro veřejné osvětlení. Dynamický vývoj LED zdrojů zajišťuje, že se tyto hodnoty každý rok razantně zlepšují. LED diody jsou tedy zdrojem budoucnosti, nicméně bude trvat ještě několik let, než budou, co se účinnosti týče, porovnatelné s výbojovými zdroji. 

V tabulce vidíme, že stále nejúčinnějším zdrojem je nízkotlaká sodíková výbojka. Jde však o zdroj se sytě oranžovým světlem a velkými rozměry, což zapříčiňuje nízký index barevného podání (jak věrně jsou pod daným světlem interpretovány barvy osvětlovaných předmětů) a především problém pracovat s vyrobeným světlem (čím větší zdroj, tím těžší správné usměrnění světla). Z těchto důvodů je nízkotlaká sodíková výbojka postupně nahrazována modernějšími vysokotlakými světelnými zdroji.

Tabulka – účinnost zdrojů pro VO

Nízký příkon s LED zatím není výhra! ... pozor na normy

Samosprávy v České republice jsou ze zákona povinny zajistit osvětlení komunikací na svém území. Za tímto účelem je platná norma, podle níž se komunikace rozdělují do světelných tříd a ty pak určují, jaká hladina osvětlení (resp. jas) má na dané komunikaci být dosažena, jaká má být rovnoměrnost jejího osvětlení, jaké je dovolené oslnění jejich uživatelů, apod.

Toto je zásadní si uvědomit, protože LED zdroje ještě nejsou dostatečně výkonné a účinné pro kvalitní osvětlení komunikací, kde se pohybují především motorová vozidla.

Názorným důkazem je porovnání světelného výkonu 50W sodíkové vysokotlaké výbojky a svítidla LED se srovnatelným příkonem. Sodíková vysokotlaká výbojka nejvyšší řady má světelný tok 4 400 – 4 800 lm, svítidlo LED cca.3 500 – 3 800 lm. I když při výpočtu měrné účinnosti sodíkové výbojky započteme ztráty předřadníku, bude tento vyšší než 80 lm/W, pro  svítidlo LED to bude maximálně 78 lm/W. Čím vyšší příkon sodíkové výbojky pak je, tím vyšší je její účinnost – pro 70W je již světelný tok 6 600 lm – účinnost je 94 lm/W!

Z výše uvedeného totiž plyne, že pokud tedy nahradíme výbojková svítidla (uvažujme příkon 50W) kus za kus LED svítidly stejného příkonu, světelné parametry se zhorší. Pokud tedy výměnu provedeme s LED svítidly nižšího příkonu, rozhodně tyto normy nemůžeme splnit! A pokud bychom je i po výměně splnit chtěli, budeme muset použít až čtyřikrát více svítidel! To znamená,  že náklady na energii budou ve skutečnosti až dvojnásobné oproti původnímu řešení nemluvě o nákladech investičních!

Trh v poslední době zaplavují nekvalitní svítidla pochybných výrobců, kteří rádi tvrdí, že jejich 70W svítidlo nahradí 150W sodíkovou výbojku. Nejenže jsme si již ukázali, že to není fyzikálně možné, navíc je osazení takových svítidel místo daleko silnějších sodíkových  svítidel, která mají v podání renomovaných výrobců velmi kvalitní optiku zajišťující optimální distribuci světla, nebezpečné. A to právě kvůli nedostatečné distribuci světla – vyrobené světlo u takových svítidel často není  usměrňováno tam, kde jej potřebujeme a díky tomu vznikají střídavé oblasti tmy a světla. Taková nerovnoměrnost je velmi nebezpečná, protože oko řidiče je vystaveno příliš rychlým změnách, na které  se není  schopno adaptovat. Řidič pak snadno v tmavém místě přehlédne překážku.

I přes výše zmíněné je vývoj LED řešení již dnes ve stádiu, kdy zavedení výrobci svítidel nabízí řešení pro takové aplikace venkovního osvětlení, kde je výhodné LED použít. V drtivé většině jde o „designová“ svítidla z velmi kvalitních materiálů. Tato řešení jsou vhodná především pro centra měst, pěší a obchodní zóny, parky, apod. Jde tedy hlavně o komunikace, kde se nepohybují motorová vozidla a kde bychom využili výbojková svítidla nízkých příkonů, popřípadě svítidla zářivková.

Pokud tedy zvažujete zakoupit LED svítidla pro osvětlení komunikace s pohybem vozidel, nebude toto řešení splňovat platnou normu, osvětlenost komunikace a rovnoměrnost osvětlení klesne a navíc peníze zaplacené za energii nebudou v porovnání s výbojkovými svítidly vynaloženy efektivně.

Morální zastarání ... „re-LEDing“ jako důležitý pojem

Dynamický vývoj LED technologií by se dal přirovnat k počítačovému boomu z 90.let minulého století. Představte si, jaký počítač jste v kanceláři či doma měli například v roce 1996 a kolik Vás stál peněz. Kolik byste za něj dostali v roce 2000 nebo ještě lépe dnes?

To samé platí pro LED. Jde o novou moderní technologii, která tak přináší vysoké investiční náklady. Za ty samé finanční prostředky jako dnes, pořídíte za dva roky LED technologii několikrát účinnější. Pokud dnes ale pro své město či obec kupujte nová svítidla veřejného osvětlení, měla by mít životnost minimálně 15, spíše 30 let.

Znamená to tedy, že nemáte o LED svítidlech uvažovat? Vůbec ne. Pokud je chcete použít na vhodnou aplikaci, kde budou splněny normy, požadavky a projekt je z pohledu celkových nákladů zajímavý, pak s chutí do toho.

Nicméně z pohledu morálního zastarávání je naprosto nezbytné pořídit svítidla z kvalitních materiálů, která umožňují výměnu světelného LED modulu, z angličtiny tzv. „re-LEDing“. Taková výměna modulu Vám umožní jít s rychlým vývojem LED technologií stále se stejným svítidlem. Je důležité tyto výměny a jejich časovou souslednost započítat do kalkulace celkových nákladů a návratnosti investice. 

Kvalitní LED svítidla Philips

Nenechte se okrást!

Základním doporučením v této věci je využívat svítidel renomovaných výrobců, kteří nabízí kvalitní svítidla, ale především Vám dají pravdivé informace o aplikacích, na které svítidlo ještě stačí a na které již ne.

U firem, které nejsou typickými výrobci svítidel je třeba dát pozor především na několik bodů:

1) LED svítidlo má neuvěřitelně nízký příkon, ale je vydáváno za ekvivalentní výbojce s daleko vyšším příkonem. Vzhledem k výše uvedeným informacím to není fyzikálně možné.

2) Jaká firma je výrobcem svítidla, které Vám obchodník nabízí? Často obchodník zakoupí plastové výbojkové svítidlo renomovaného výrobce, odstrojí ho a namontuje do něj své LED diody. Takové svítidlo samozřejmě není kvalitní a nemohou být zaručeny jeho elektrické, ani světelně-technické parametry. Vyžadujte prohlášení o shodě (nesmí to být dokument patřící k původnímu výbojkovému svítidlu)!

3) Jaký je materiál svítidla? Vzhledem k výše uvedeným informacím o morálním zastarávání LED by mělo být svítidlo hliníkové.

4) Jaké LED diody jsou použity? Ve svítidlech pro VO by měly být použity výkonové diody, které jsou vyráběny světovými výrobci jako např. Lumileds, Cree či Nichia, apod.

5) Jaká je životnost zdrojů a co dané číslo znamená? Například diody od společnosti Lumileds používané pro svítidla Philips mají životnost 50 000 hodin při poklesu světelného toku o 30%. To je důležitá informace, LED mohou totiž svítit opravdu dlouho, ale musíme říci kolik jich po té době bude svítit a jak moc. Když uslyšíte životnost 100 000 hodin, zamyslete se, jestli daný výrobce mohl mít čas tuto životnost testovat.

6) Umožňuje svítidlo výměnu LED modulů?

7) Jaká je cena svítidla? Tuto cenu porovnejte s informací, že kvalitní hliníkové svítidlo se sodíkovou výbojkou (daleko účinnějším zdrojem) lze od renomovaných výrobců zakoupit za 3 – 6 tisíc Kč.

8) Pro každou renovaci VO na komunikacích s pohybem motorových vozidel vyžadujte světelně technický výpočet podepsaný světelným technikem. Tak předejdete překvapení, že velmi nákladná renovace VO vedla k řešení, které nesplňuje platné normy.