Izbira energijsko varčnih sijalk: primerjalni pregled 3 vrst energijsko učinkovitih žarnic

Varčevanje z električno energijo je obsežna naloga, za reševanje katere se uporabljajo najnovejše tehnologije. Naraščajoča poraba elektrike sili uporabnike, da uporabljajo varčne sijalke – inovativna svetlobna tehnika ima povečan izkoristek ob zmanjšani porabi energije.

Trg ponuja široko paleto “varčnih”, a se v takšni raznolikosti zlahka izgubite, se strinjate? Pomagali vam bomo narediti pravo izbiro.

V članku je podan podroben pregled treh vrst sijalk z opisom njihovih značilnosti in posebnosti uporabe, označeni so parametri, ki jih je treba nujno upoštevati pri izbiri varčnih svetil.

Klasifikacija energijsko učinkovitih sijalk

Določitev ekonomskega učinka je mogoča s primerjavo dveh vzorcev. Kot predmet analogije so bile izbrane žarnice z žarilno nitko – najmanj učinkovite med sodobnimi viri svetlobe. Prav to je bil razlog za promocijo oglaševalskega slogana «varčne žarnice».

Električne sijalke z velikim svetlobnim izkoristkom in nizko porabo energije se delijo na tri glavne vrste: LED, fluorescenčne in halogenske.

Pri tem se vsaka kategorija ne razlikuje le po konstrukcijskih značilnostih, ampak tudi po kakovosti varčevanja:

• fluorescenčne lahko prihranijo do 80 % elektrike;
• LED – 80–90 %;
• halogenske – 30–50 %.

Varčni kazalniki so pri njih doseženi zaradi visokega izkoristka. Večji del njihove moči je usmerjen v reprodukcijo svetlobnega toka, oddajanje toplote in drugi potratni procesi pa so zmanjšani na minimum.

S pomočjo energijsko učinkovitih virov svetlobe se doseže prihranek električne energije ne le v okviru proračuna ene družine, ampak tudi v bolj globalnih – svetovnih merilih (+)

Največjo priljubljenost je vseeno uspela pridobiti fluorescenčna svetlobna tehnika, ki so jo uporabili ne le v gospodinjstvih, ampak tudi v različnih sferah življenja: pisarnah, skladiščih itd. Vendar stroškovna postavka za njihovo odstranitev sili podjetnike k uvajanju novejše vrste – LED analogov.

Fluorescenčne plinsko-praznilne sijalke

Fluorescenčne sijalke, ki se uporabljajo v gospodinjstvih, imenujemo kompaktne (CFL). Praviloma so izdelane v obliki ločne spirale in tradicionalno opremljene z navojnim grlom. Lahko jih privijete v standardno grlo namesto nevarčnega analoga.

Glavni konstrukcijski elementi kompaktnih fluorescenčnih sijalk:

• plinska razelektritvena bučka;
• dušilka;
• diodni most;
• varovalka;
• filter-kondenzator.

Steklena bučka je napolnjena z inertnim plinom (argonom ali neonom), s primesjo hlapov živega srebra. Tlak živega srebra je odvisen od temperature sten KLL in pri standardni delovni temperaturi 40°C bo v območju 0,13-1,3 N/m².

Notranja stran sijalke je prevlečena s plastjo luminofora, ki vsebuje kalcijev halofosfat ali antimon z manganom. S spreminjanjem razmerja tako imenovanih aktivatorjev svetlobe so proizvajalci uspeli doseči različne barvne parametre oddajanja svetlobe.

Tu so nameščene volframove spiralne elektrode, ki so preko krmilnika vključene v električno omrežje. Za povečanje emisije se kontakti obdelajo z oksidno spojino.

Plinska razelektritvena naprava ima številne prednosti v primerjavi z žarnicami z žarilno nitko: življenjska doba je 5-20-krat daljša in znaša 6000-15000 ur; do 75 % manjša poraba električne energije; podobna jakost svetlobnega toka (+)

Uporabljena tehnologija za ustvarjanje svetlobe se v njih bistveno razlikuje od drugih analogov. Pod vplivom električnega polja, ki se privede na kontakte, sijalka povzroči plinski razelektritev.

Ta prebije inertno okolje bučke, kar povzroči ultravijolično sevanje. Vendar je ta spekter za človeka neviden, zato ga nato absorbira luminofor, ki ga pretvori v standardno vidno oddajanje svetlobe.

Obsežna uvedba KLL je praktično izpodrinila navadne žarnice z žarilno nitko. V primerjavi z linearnimi izvedbami je njihova konstrukcija bolj kompaktna, medtem ko je površina, ki jo zajema svetlobni tok, podobna (+)

Plinske razelektritvene naprave so na voljo tako v odprti obliki kot v kompletu z difuzorjem.

Proizvajajo se z grli različnih modifikacij:

• E27 – standardno grlo;
• E14 – tipa minjon;
• E40 – za veliko vtičnico;
• G23, 2G7, G53, 2D – okrasna vrsta naprav: točkovne svetilke, osvetlitev ozadja itd.

Glede na kakovost sestavnih delov se zanesljiva življenjska doba, ki jo jamči proizvajalec, giblje od 3000 do 15000 ur.

Montaža je močno poenostavljena zaradi namestitve vseh elementov v enem neločljivem ohišju, vključno s krmilno napravo.

KLL ima raznolik barvni razpon od tople bele do zelene. Zamenjava take sijalke poteka na enak način kot pri navadni žarnici z žarilno nitko zaradi standardiziranega grla.

Če primerjamo fluorescenčno sijalko z žarnico z žarilno nitko, lahko opazimo, da pozitivne lastnosti prve bistveno prevladujejo:

• trajnost – zaradi uporabe EPRA, ki se odlikujejo po odpornosti na nihanja napetosti omrežja, se življenjska doba naprave bistveno poveča na 20000 ur;
• koeficient toplotne oddaje je zmanjšan, zato jih je dovoljeno nameščati v vse vrste svetil brez tveganja pregrevanja;
• spremenljivost spektra barvne temperature, kar se uspešno uporablja pri oblikovanju prostora.

Ker so v napravi uporabljeni standardizirani elementi, je ob ohranjanju tesnosti plinske posode mogoče zamenjati okvarjene dele.

Če primerjamo lastnosti varčne fluorescenčne naprave in žarnice z žarilno nitko, opazimo bistveno razliko v stopnji segrevanja: prvi primer se med delovanjem močno segreva in ima zelo krhek stekleni ohišje, pri drugem pa so ti kazalniki povprečni (+)

Zahvaljujoč vodilnim razvojem poskušajo pomanjkljivosti ELL zmanjšati na minimum, vendar so trenutno še vedno prisotne:

1. Življenjska doba LL je omejena.
2. Uporaba živosrebrovih hlapov, ki so škodljivi tako za ljudi kot za okolje, če pride do razbremenitve bučke.
3. Zaradi prejšnje točke je treba sprejeti ukrepe za odstranjevanje izdelkov. Za večja podjetja je to dodaten strošek.
4. Krhkost steklenega ohišja.

Nenadzorovane dobave nekakovostnih izdelkov na trge in množično širjenje tovrstnih izdelkov povzročajo izgubo zaupanja kupcev. Več kot polovica nizkokakovostnih kitajskih žarnic ne ustreza GOST-u.

Značilnosti halogenskih svetil

To je izboljšana različica standardnih žarnic z žarilno nitko, ki v svoji konstrukciji vsebuje halogene pare. Telo žarilne nitke v teh izdelkih je iz volframovih niti, nameščenih čim bližje grlu naprave. Da bi jim dali spiralno obliko, jih zvijejo in pritrdijo z elektrodami in držali.

Halogenski tip se pogojno uvršča v varčno kategorijo, saj je njihova življenjska doba le 2-3 krat daljša od običajnih vakuumskih. V povprečju znaša 4000 ur. Mehanizem pregoritve žarilne nitke je enak pri obeh predstavnikih. Barvna temperatura halogenih žarnic ustreza dejanski temperaturi žarilne nitke – 3000-3200 K

Algoritem delovanja naprave poteka tako: razgreto žico zapustijo atomi volframa in v bučki trčijo s halogenimi hlapi, se z njimi povežejo. Toda visoka temperatura ne omogoča druge poti kemijskega procesa, razen razpada spojine – atomi volframa se ponovno vrnejo na spiralno žico.

Danes se kot halogeni sestavi uporabljata metilen bromid ali metil. Vendar še vedno poteka delo na izbiri učinkovitih hlapnih halogenih sestav. Ker so vsi elementi zaprti v kvarčni žarnici, lahko ultravijolični žarki prodrejo skozi tak material, zato se sprejemajo ukrepi za njihovo blokiranje.

Pri omrežnih izdelkih je svetilka dodatno nameščena v stekleno ohišje. Delno filtracijo škodljivega sevanja dosežemo tudi z nanosom posebnega premaza na žarnico. Te svetilke so označene z UV-Stop ali UV-Block.

V cenejših modelih, kjer takšni ukrepi niso zadostni. Na embalaži teh izdelkov je navedeno, da je naprave treba namestiti izključno v svetila z zaščitnim steklom.

Življenjska doba takšnih žarnic je določena s trenutkom izčrpanja volframovih niti. Zaradi uporabe halogenskega cikla proizvajalci dosegajo povečan svetilni izkoristek ob ohranjanju enake življenjske dobe kot pri žarnicah z žarilno nitko – 1000 ur.

Ali pa podaljšajo obdobje delovanja na 4000–5000 ur ob enakih svetlobnih parametrih.

Delovanje takšnih svetil je zasnovano za nizko omrežno napetost – 6, 12 ali 24 V, zato se uporabljajo le v povezavi z transformatorjem za halogenske svetilke.

Nizkonapetostne svetilke z reflektorjem ponujajo široke možnosti in širijo področje njihove uporabe. Zaradi opremljenosti z interferenčnim odbojnim elementom, ki filtrira infrardeče žarke, se več kot 60 % toplote odvaja nazaj skozi reflektor.

Najzmogljivejši primerek je metalhalogenska svetilka usmerjene svetlobe. Ta možnost osvetlitve je primerna za prostore, kjer so nameščeni predmeti s povečano občutljivostjo na toploto, zaradi katere se pokvarijo ali uničijo.

V večini primerov se uporabljajo za osvetlitev izložbenih oken. Intenzivna bela barva sijaja s temperaturo barve 3200 K uspešno poudarja bleščeče elemente in barvno raznolikost osvetljenih izdelkov.

Volfram-halogenski kapsulni modeli HALO STAR STANDARD imajo standardne značilnosti. Serija HALOSTAR STARLITE ima podaljšano življenjsko dobo – do 3000 ur. Stekleni modeli HALOSTAR UV-STOP 24V so opremljeni z absorberjem ultravijoličnega sevanja. HALOSTAR IRC oddaja 30 % več svetlobe.

Najkompaktnejša izvedba je pri kapsulnih modelih. Postopek njihove izdelave temelji na tehniki nizkega tlaka, zato jih je mogoče uporabljati v svetilih odprtega tipa. Na voljo sta le dve modifikaciji – z vzdolžno ali prečno namestitvijo volframove niti.

Glavna prednost pred vsemi steklenimi analogi je uporaba kvarčne bule. Konstrukcija se odlikuje po povečani trdnosti na mehanske vplive in visoki stopnji termične odpornosti.

Zaradi tega je mogoče pod visokim tlakom napolniti žarnico s ksenonom, kar zagotavlja visoko svetlost in svetlobni izkoristek.

Zaradi svojih pozitivnih lastnosti ima halogenska svetloba učinkovito barvno reprodukcijo. Senca okoliških predmetov nima ostrih robov, temveč ima mehke obrise.

Dodatno omenimo še naslednje prednosti:

• časovno stabilen svetlobni tok;
• kompaktne mere;
• delujejo brez transformatorja, razen nizkonapetostnih, v omrežjih z visoko napetostjo 220-240 V;
• širok kot sipanja svetlobe, brez ostrih omejitev na ozek snop;
• svetlost se skozi celotno življenjsko dobo ne izgublja;
• obstaja možnost prilagajanja jakosti svetlobe;
• visoka raven varnosti – nizkonapetostne modele je mogoče uporabljati v prostorih z visoko vlago in v svetilih brez zaščitnega stekla.

Poleg pozitivnih lastnosti imajo halogenke tudi negativne značilnosti, med katere sodi prekomerno segrevanje bule. Pri posameznih modelih temperatura doseže 500 °C. Zaradi tega je treba svetlobno opremo namestiti z določeno razdaljo od predmetov – drugih virov svetlobe in stropa.

Prav tako so halogenski izdelki občutljivi na nihanja napetosti, kar je velik minus.

Največ kritik so si prislužili modeli linearnega tipa: ne smejo se dolgotrajno uporabljati v navpičnem ali nagnjenem položaju. Posledično se halogenske snovi in plin ločita ter naprava preneha delovati.

Kvarčni halogenski modeli se uporabljajo izključno na vodoravni ravnini, z odstopanjem največ štiri stopinje od vodoravnice. Če ta pogoj ni izpolnjen, bo naprava precej hitro odpovedala. Izdelani so izključno v kompaktni obliki.

Ločeno je treba omeniti, da se žarnice ne smemo dotikati z rokami, ker na njej ostanejo madeži. Privijačimo jo tako, da jo predhodno ovijemo v krpo ali si oblečemo rokavice.

Dodatne informacije o izbiri halogenskih žarnic so predstavljene v tem članku.

Sijalke na osnovi svetlečih diod

Zaradi nizke porabe energije so se kristali LED prvotno uporabljali izključno za indikacijo različnih procesov v radioelektronskih napravah. Sčasoma so jih začeli izboljševati z uporabo super svetlih LED elementov, kar omogoča njihovo uporabo v shemah osvetlitve skoraj na vseh področjih dejavnosti.

Naprava takšnih svetlobnih virov je sestavljena iz več elementov – gonilnika, LED diod in letvice iz getinaksa. Deli so zaprti v ohišju, ki ima obliko: koruze, podolgovate žarnice ali tipa spot.

Vsi so izdelani iz polikarbonata. Takšna izvedba je omogočila odpravo glavne težave – verjetnost mehanske poškodbe.

Zahvaljujoč temu, da naprava že ima balast, se svetilka priključi neposredno na napajalno omrežje brez zažigalne in regulacijske opreme.

Kazalniki moči LED svetilk so sorazmerni s številom kristalov – več kot jih je, višji so kazalniki svetlobnega toka.

Ozka usmerjenost diod omogoča njihovo kombiniranje v majhne ali velike skupine.

Odvisno od predvidenega mesta namestitve svetilke delimo na:

• avtomobilske;
• industrijske;
• fitosvetilke za rastline (predstavljene v linearni obliki);
• ulični reflektorji;
• gospodinjske in pisarniške.

Naprave linearnega tipa se uporabljajo v različnih pogojih. Za osvetlitev v krajinskem oblikovanju je smiselno izbrati naprave z visoko stopnjo zaščite – IP65, IP67.

Lahko so tako cevaste oblike kot tudi bolj zmogljive, predstavljene z reflektorji. Za prostore s standardno klimo je primeren IP20.

Pri LED napravah je uspelo doseči sorazmerno razprševanje svetlobnega toka. Takšna lastnost se ohranja celotno obdobje uporabe. Svetilke skoraj ne oddajajo toplote, zato se tudi ne segrejejo (+)

Ta faktor oblike ima največ pozitivnih lastnosti v primerjavi z vsemi zgoraj opisanimi viri:

• napajanje iz omrežja 220 V brez predstikalne naprave;
• najnižja poraba energije med vsemi predstavljenimi vrstami;
• ne zahteva posebnih metod odstranjevanja;
• ne oddaja toplote;
• kot razprševanja doseže 230 stopinj;
• odsotnost utripajočega efekta;
• visoka stopnja prenosa svetlobe do 120 lm/W;
• življenjska doba 50.000–100.000 ur;
• nezlomljiv material ohišja;
• odpornost na temperaturne spremembe in druge negativne dejavnike.

Edina pomanjkljivost te modifikacije je visoka cenovna kategorija. Vendar bodo prihodnji razvojni projekti z veliko verjetnostjo pomagali odpraviti tudi to pomanjkljivost.

Na naši spletni strani je serija člankov, posvečenih izbiri LED svetilk, svetujemo, da se z njimi seznanite:

1. LED luči za dom: katere diodne žarnice so najboljše, pregled proizvajalcev LED luči
2. Značilnosti LED luči: barvna temperatura, moč, svetloba in drugo
3. Dimmirane LED luči: nasveti za izbiro, pregled najboljših proizvajalcev

Pravila izbire varčnih sijalk

Žarnice z žarilno nitko so bile tako dolgo v uporabi, da pri izbiri varčne zamenjave gledamo izključno na kazalnik moči. Za boljše razumevanje mnogi proizvajalci neposredno na embalaži navedejo ekvivalent moči v primerjavi s svetlobnim tokom običajne vakuumske žarnice.

Za jasnost je treba poudariti, da sta moč in svetlobni tok različna kazalnika. Prvi se meri v vatih, drugi v lumnih. Na primer, žarnica z žarilno nitko z močjo 40 W oddaja svetlobo v obsegu 470–500 lm, 60 W – 700–850 lm, 75 W – 900–1200 lm.

Pri izbiri potrebne svetilnosti varčne žarnice lahko izhajate iz faktorja moči. Pri fluorescenčnih je ta 5. Če ima žarnica moč 12 W, to pomeni, da je njen fluorescenčni analog enakovreden 60 W. Pri LED – 7–8 (+)

Prav razmerje teh dveh dejavnikov – moč in svetlobni tok – omogoča presojo o ekonomičnih kazalnikih naprave. Skupna vrednost se meri v lm/W.

Tu je še en primer: standardna svetlobna tehnika na 1 W porabljene električne energije daje 10–15 lm svetlobe. Pri halogenskih je 15–20 lm/W, pri fluorescenčnih 40–80 lm/W in pri svetlobnih diodnih vodilnih 60–90 lm/W.

Vendar to ni edini vidik, ki zahteva pozornost.

Pomembno je biti pozoren na naslednje značilnosti:

1. Barvna temperatura. Če vzamemo enako močne žarnice, vendar različnih vrst, je lahko barva njihovega sevanja različna. Ta vrednost se meri v kelvinih. Izbira barvne temperature je možna v območju 2700–6500 K. Nižja kot je vrednost, toplejša (rumena) je svetloba.
2. Indeks barvne reprodukcije. Kazalnik pravilne barvne reprodukcije je sončna svetloba – CRI=100. Umetna razsvetljava še ni dosegla takšnih parametrov. Tu je treba izhajati iz optimalnega CRI=80 in več.
3. Življenjska doba. Proizvajalci navajajo to vrednost v urah. Vendar tako označevanje ni priročno za vse. Predstavimo jo v letih: halogenska – 2 leti, fluorescenčna – 5 let, LED – do 12 let.
4. Tip grla. Oblika podnožja žarnice se izbira glede na konkreten model svetilke. Standardna različica, kot pri žarnici z žarilno nitko, je E27.

Pri izbiri oblike žarnice ima vlogo izključno estetska plat. Vendar je treba upoštevati, da se lahko prevelika žarnica ne prilega v stekleni okvir svetilke.

Uresničitev nastavitve svetilnosti varčne žarnice je precej drag užitek, poleg tega bo očitna razlika med delovanjem z zatemnilnikom in brez njega tukaj le malo opazna.

Da bi upravičili vsa pričakovanja, je vredno posvetiti pozornost tudi proizvajalcem, katerih izdelki so se že uspešno uveljavili: Philips, OSRAM, GE, Ecola. Ta podjetja ponujajo garancijsko dobo za svoje izdelke 2–3 leta.

Zaključki in koristen video na to temo

Video gradivo o tem, kateri viri svetlobe so najbolj ekonomični:

Pregled in testiranje LED žarnic Feron:

Kljub temu da je na trgih še vedno mogoče najti žarnice z žarilno nitko, jih bodo energetsko učinkovite alternative kmalu popolnoma izrinile s polic. Če z njimi zamenjate vse naprave v svetilih, se bodo porabljena sredstva že čez dve leti povsem povrnila. Nato sledi popoln prihranek.

Delite z bralci svoje izkušnje z uporabo varčnih sijalk. Povejte, katera svetila ste izbrali in ali ste zadovoljni z nakupom. Prosimo, pustite komentarje k članku, postavljajte vprašanja in sodelujte v razpravah. Obrazec za stik se nahaja spodaj.