Як довго служать світлодіодні лампи

0 Comments

Світлодіодне освітлення: 15 найпоширеніших запитань

Асортимент світлодіодної продукції у продажу зростає з кожним роком. З’являються все нові покоління пристроїв, вони більш економічні та доступніші за ціною. Але багато користувачів до цього часу не наважуються спробувати передові джерела освітлення. А за інерцією користуються звичними лампами розжарювання або люмінесцентними.

Дехто робить це через брак доступної та зрозумілої інформації. Саме час розвінчати деякі міфи та відповісти на найпоширеніші запитання щодо світлодіодних джерел світла.

1. Де використовуються LED-лампи?

Майже всюди. В будь-який момент можна змінити усі домашні лампи розжарювання на світлодіодні, універсальні цоколі це дозволяють. Але найбільш доречно використовувати світлодіодні лампи там, де постійно потрібне світло. Тобто на вулицях, у складських та промислових приміщеннях, у ресторанах та громадських закладах.

Світлодіодні лампи можна назвати універсальними. Сфера їх застосування:

  • Освітлення усіх видів приміщень: житлових, офісних, торгових, господарських, промислових.
  • Ліхтарі на вулицях та вздовж проїжджої частини.
  • Підсвічування усіх видів реклами (вивісок, щитів, брандмауерів тощо).
  • Дизайнерські задумки, оформлення меблів.
  • Декоративне підсвічування архітектурних об’єктів та ландшафтів.
  • Облаштування сигнальних маячків на дорожніх знаках та їх підсвічування.

2. Чим відрізняються світлодіодні технології освітлення від інших?

LED-лампи мають ряд унікальних характеристик, за якими вони суттєво відрізняються від галогенних та ламп розжарювання. Наприклад, світлодіодні лампи:

  • більш компактні;
  • довше слугують;
  • менше нагріваються та виділяють тепло, не провокують пожежі;
  • мають стійкість до пошкоджень та вібрацій;
  • добре витримують низькі температури;
  • не дають інфрачервоного та ультрафіолетового випромінювання;
  • просто утилізуються;
  • нешкідливі для здоров’я та оточуючого середовища;
  • можуть бути теплої та холодної кольорової температури;
  • дають направлене світло без відбивачів та дифузорів, тоді як лампи розжарювання та люмінесцентні випромінюють світло в усіх напрямках.

3. Який термін використання світлодіодних ламп?

Зазвичай він вказується у специфікації виробу та може відрізнятися. Найякісніші білі світлодіоди можуть слугувати 30 000 годин і більше. Середня лампа розжарювання працює 1 000 годин (у 50 раз менше), а люмінесцентна – близько 15 000 годин.

Ще одна особливість LED-ламп – коли ресурс їх роботи вичерпується, вони не перегоряють зненацька. А просто тьмяніють, і можна зробити висновок, що через деякий час потрібно буде замінювати лампочку. Обумовлений термін їх використання – це строк, протягом якого джерело освітлення буде випромінювати не менше, аніж 70% від вихідної тепловіддачі.

4. Чи безпечні LED-лампи для використання?

Це дійсно так. Колби люмінесцентних ламп містять ртуть. Тому небажано, щоб вони билися, бо можна отримати отруєння. Не рекомендується такі лампи викидати на звалище, адже вони шкідливі для екології. Світлодіодні лампи не містять жодної шкідливої речовини у колбі та у конструкції. А їх колби зазвичай виробляються зі скла, що не б’ється або не дає гострих уламків. Також вони безпечніші у тому плані, що майже нездатні викликати пожежу, бо мало гріються. У той час як лампи розжарювання нагріваються значно сильніше.

5. Чи вигідно використовувати LED-лампи?

Давайте порівняємо. Звичайна лампа розжарювання коштує дуже дешево, але слугує мало та споживає багато електроенергії. Люмінесцентні (енергозберігаючі) лампи мають непогані показники терміну служби, споживання енергії та вартості. Але сфера їх застосування обмежена. Наприклад, їх неможливо використовувати при мінусових температурах. Вони крихкі та тендітні, при розбиванні є ризик поранитися уламками скла та отруїтися парами ртуті.

Світлодіодні лампи не бояться температурних перепадів, абсолютно нешкідливі та безпечні, довго служать та споживають мало електроенергії. Основний аргумент, який проти них використовують – висока вартість. З іншого боку, така лампочка окупить себе через 1,5 місяці використання, і після цього прослужить ще довго. Вона позбавить від головного болю, пов’язаного з купівлею нових ламп замість перегорілих. А також звільнить від тривог, що одного разу колба розіб’ється та віддасть у атмосферу приміщення які-небудь шкідливі речовини.

Як довго служать світлодіодні стрічки? Загальні положення

У нашому блозі було представлено вже чимало інформації про світлодіодні стрічки, проте не кожен технічний аспект було розглянуто у повній мірі. Сьогодні ми спробуємо виправити цю помилку та обговоримо одну з ключових характеристик будь-якого виробу – його довговічність.

Разом з типом використовуваних діодів, яскравістю, кольором світіння та енергоспоживанням, виробники завжди вказують прогнозовану кількість годин безперервної роботи виробу. Дана величина обчислюється великими цифрами: зазвичай по 25, 50, 100 тисяч годин, що рівноцінно періоду служби світлодіодних стрічок від трьох до одинадцяти років. На практиці перевірити подібні твердження можна тільки у процесі експлуатації, а лабораторні дослідження подібного роду є лише оцінними. Справа в тому, що з моменту початку широкого поширення світлодіодів ще не пройшли ті ж десять років, які, як декларується, повинні прослужити компоненти. Навіть якщо оцінювати працездатність за найпершими зразками діодів, що збереглися до сьогоднішнього дня, це буде доеорінно невірно – дана галузь промисловості вже встигла істотно зробити крок вперед і кристали семирічної давності набагато менш технологічні, аніж сучасні. Разом з тим, у цього твердження є й зворотна, приємна сторона: однозначно стверджувати, що якісні світлодіодні стрічки або світильники НЕ здатні служити так довго теж не можна.

Причини виходу світлодіодів з ладу

Не станемо лукавити, ніби світлодіодна техніка майже вічна. Вона так само, як і інші види заводських виробів схильна до поломок, дефектів, некоректної роботи, швидкої втрати ресурсу і т.д. Купуючи дешеві товари, споживачі часто самі розуміють, що їхня якість та/або довговічність навряд чи повністю співпадуть з тими значеннями, які вказані на упаковці. Способи економії сімейного бюджету у кожного свої: одні вважають, що краще купити сьогодні недорогий товар та зберегти кошти для інших цілей, а інші воліють одноразово вкладатися у більш дорогу продукцію, яка буде служити роками. Ми не дуже хочемо зупинятися на цьому питанні, однак не можемо залишити без уваги простий факт – занадто дешева продукція невідомої марки за споживчими якостями завідомо гірше за дорожчу, від компанії зі світовим ім’ям.Щоб конструктивно висловлювати свої думки, далі ми будемо відштовхуватися від уявлення про товар середньої цінової категорії: це може бути не тільки стрічка, але також світлодіодна лампочка, світильник, пристрої захисної автоматики або інша продукція.

Уявімо ситуацію, що напівпровідники замість обіцяної пари років відпрацювали всього біля півроку і тепер відмовляються вмикатися. Якими ж є найпоширеніші причини? Найчастіше ними виступають помилки, допущені або при заводській збірці-розпаюванні, або при монтажі виробу споживачем за місцем. І там, і там залишається місце для людського фактору, хоча у першому випадку переважне число завдань виконують автоматичні маніпулятори.

Заводський брак може полягати у дефектах будь-якого з використовуваних компонентів або просто у від початку низькій якості сировини. Оскільки основою стрічки є гнучка друкована плата, що складається зі струмопровідних та ізолюючих шарів, не виключені мікроскопічні зміщення доріжок, що тягнуться від одного кінця стрічки до іншого. Коли величина помилки «накопичується», доріжки, які не повинні контактувати, перетинаються. Звісно, така стрічка не придатна до роботи – частково або повністю. При використанні дешевої сировини для всіх комплектуючих, діоди починають деградувати швидше, аніж належить. Це позначається й на яскравості, й на колірній температурі, й на індексі передачі кольору. Крім того, швидкість деградації напівпровідників дуже сильно взаємопов’язана з температурою кристалів. Наприклад, у не дуже дорогих стрічках, які мають ступінь захисту IP65 або IP68, спостерігається істотний перегрів. За відсутності поруч достатнього простору для охолодження виробу, деструктивні процеси прискорюються. Чим вищою буде температура, в оточенні якої доводиться перебувати стрічці, тим більше й швидкість деградації.

Складання та паяння на фабриці також може вироблятися з різною точністю. Бажаючи заощадити, компанія-виробник використовує не найпрогресивніші верстати, що й позначається на кінцевому продукті. Серед виявлених експертами сировинних та виробничих факторів, що провокують поломки, можна назвати такі:

  • від початку невисока якість кристалів;
  • неправильні або дешеві склади люмінофорів, що наносяться на діоди;
  • економія на товщині струмопровідних доріжок (гранично мала ширина, на якій легко допустити розриви);
  • економія на міді у струмопровідних доріжках (недостатній вміст металу для нормального проходження струму);
  • використання резисторів з номінальним опором, меншим, аніж потрібний.

Незважаючи на рівнозначність усіх зазначених причин, про останню необхідно сказати ще кілька слів. Задіюючи невідповідні резистори, виробники обманюють покупців двічі. Коли опір менший, ніж необхідно, яскравість світіння стрічки збільшується – відповідно, покупцям така стрічка здається більш привабливою для покупки. Мовляв, якщо вона яскрава та недорога, «навіщо платити більше?». Насправді ж, вже через зовсім небагато часу після початку експлуатації стає зрозуміло: через перевищення допустимої сили струму напівпровідники вичерпують свій ресурс в рази сильніше, просто вигоряючи один за одним. Іноді споживачі намагаються з цим боротися, використовуючи якісні блоки живлення, проте істотного результату це не приносить. Стрічка споживає стільки електрики, скільки можуть сприйняти і обробити її елементи, а розподіл сили струму та опору балансується вже всередині неї. Таким чином, навіть маючи гарний БЖ, не варто купувати дешеву стрічку – він зовсім ненабагато продовжить її життя за рахунок стабілізації напруги, але в цілому не врятує від поломки набагато раніше паспортного терміну.

На черзі розбір помилок, які цілком і повністю знаходяться на совісті іншого боку – монтажників та споживачів. Тут передумови не менше прості та зрозумілі: комусь банально не вистачає досвіду у монтажі подібних виробів, хтось не розрізняє світлодіодні стрічки на 12 В та 220 В, ще одні не дотримуються правил експлуатації, інші відверто плюють на окремі аспекти електричної безпеки та, звичайно ж, усі хочуть заощадити. Ось так і вимальовується набір причин та помилок в монтажі, представлений далі.

  1. Одним з найбільш поширених чинників є перевищення допустимого метражу цільним відрізом. Підключаючи до блоку живлення більше п’яти метрів стрічки послідовно, споживач одночасно втрачає у яскравості на певній ділянці та сприяє систематичному перегріву виробу. Це відбувається через те, що резистори починають обмежувати струм і він просто не доходить до додаткового відрізка стрічки. При подовженні стрічки необхідно підводити до наступного відрізку окремі живлячі дроти, а не намагатися підживити весь виріб одним разом.
  2. Дуже типовим є також зневажливе ставлення до елементарних вимог безпеки експлуатації. Розміщуючи негерметичні стрічки у ванній кімнаті або біля робочих поверхонь кухні, споживачі прирікають їх на постійний контакт з вологою, краплями та бризками. Відповідно, нерідкими у цьому випадку будуть замикання стрічок, ослаблення електричного контакту та ін.
  3. Для деяких квартир може бути актуальною причина, пов’язана з вигорянням стрічки на сонці. Постійно перебуваючи під впливом ультрафіолету, стрічки у силіконової оболонці починають жовтіти, а не захищені нічим – можуть повільно почати бліднути.
  4. При експлуатації виробів у гаражах, майстерень або підсобних приміщеннях, де зберігаються хімікати, можливе руйнування основи стрічок. Агресивні випаровування потроху підточують незахищені моделі та виїдають люмінофор.
  5. Ще одна помилка, пов’язана з кухнею – надто близький монтаж до варильної поверхні. У цьому випадку стрічка постійно, але нерівномірно нагрівається та охолоджується, різко й по кілька разів на день змінюючи свою температуру більш, ніж на 40°. У підсумку, її основу може трохи «повести», а нестача простору для охолодження буде впливати так само, як і електричний перегрів зсередини.

Окремо потрібно сказати про режим увімкнення/вимкнення стрічок. Нарівні з будь-якими іншими електричними пристроями, світлодіоди найбільше схильні до поломки при перехідних процесах. Настільки проста дія запускає цілий ланцюжок внутрішніх перетворень, які одного дня можуть закінчитися плачевно. Чим новішою є стрічка, тим менше ймовірність поломки в цей момент, але з часом вона пропорційно зростає. З цієї причини краще зайвий раз не вмикати електричне коло на кілька хвилин у чисто демонстраційних цілях, а користуватися нею лише тоді, коли планується тривале підсвічування.

В кінці цього блоку вважаємо за необхідне згадати про найбільш природні причини зниження ресурсу та втрати у тривалості роботи стрічок. Навіть за нормальної експлуатації продукція середньої цінової категорії з часом буде потроху тьмяніти. Це відбувається через те, що всередині світловипромінюючих кристалів є певний відсоток домішок, позбутися від яких повністю сучасній науці поки що не вдалося. Їхня частка залежить від початкової сировини, але в цілому навіть для різних марок становить приблизно однакову мікроскопічну величину. Домішки повільно, але планомірно, під час роботи світлодіодів змінюють структуру кристалів, що й провокує падіння здатності випромінювати світло. Тобто, в подальшому електрика трансформується у світло з меншою ефективністю, а уся невикористана кількість енергії переходить в тепло. Відповідно, світлодіод починає «вбивати» сам себе. Знаючи про ці особливості, фахівці під терміном служби мають на увазі тривалість такої роботи напівпровідників, при якій вони втрачають не більше 30% від своєї початкової яскравості.

Слід також розуміти, що абсолютно достовірної інформації про те, як виріб буде працювати у середньостатистичних умовах експлуатації знайти на сьогоднішній день не видається можливим. За запевненнями експертів, придбаваючи багатоколірну стрічку стандартної якості та навантажуючи її у межах паспортних характеристик, споживач повинен розраховувати мінімум на тривалість у 25 тисяч годин. Цей показник є усередненим, проте вже доведеним. Найважливіше, правильно сприймати термінологію виробника: як було сказано, «термін служби» не синонімічний терміну фактичної працездатності. Тобто, якщо купити в один день дві стрічки та регулярно вмикати тільки одну, а через кілька років підключити до мережі одночасно їх обидві та порівняти світіння, буде спостерігатися відмінність. Але при цьому виріб, який вже працював, продовжить функціонувати ще довгий час. Стрічка з теплим кольором світіння не змінить свій відтінок на нейтральне денне світло, однак все ж втратить у яскравості.

Замість висновків

На практиці те, як довго будуть служити світлодіодні стрічки, залежить від цілої сукупності факторів: сировинних, виробничих, транспортних, монтажних та експлуатаційних. При цьому не можна говорити, що одні з них значно істотніші за інші з точки зору безпосереднього впливу на результат. Монохромні та багатоколірні RGB-стрічки від початку мають різні стартові позиції у цих перегонах, а тому порівнювати їх один з одним багато у чому некоректно. Експерти стверджують, що кольорові діоди служать набагато довше, аніж білі (приблизно в 2-3 рази), а чому так відбувається, ми розповімо у нашій наступній статті. Сьогодні ж ми хочемо звернути увагу на те, що навіть якщо взяти показник у 10 тисяч годин та розбити його на шестигодинні робочі інтервали, споживач напевне помітить різницю у освітленості не раніше, аніж через 4 роки. Тобто, це достатній період для того, щоб переконатися у доцільності використання стрічки в будинку, усвідомити або необхідність її заміни на аналогічну, або навпаки прийняти рішення про покупку більш якісної моделі.

Світло в магазинах меблів та килимових покриттів