K poskytování služeb, analýze návštěvnosti a personalizaci reklamy se využívají soubory cookie. Informace o použití webu mohou být sdíleny s dalšími partnery působícími v oblasti sociálních médií, inzerce a analýz. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace
Nový zákon o hazardních hrách – dopady na obce

LEDová sprcha

(Je čas na nové světelné zdroje? 1.)

Datum: 26. 2. 2010, zdroj: OF 5/2009, rubrika: Ostatní

V současné době prožívají nesmírný rozmach nové světelné zdroje LED (Light-emiting diode – Světlo emitující dioda). Není daleko chvíle, kdy naleznou uplatnění i ve veřejném osvětlení. V současné době se přední světové firmy zabývají vývojem svítidel a dokonce existují první realizace.

Za všechny lze zmínit projekt, který byl zahájen v tomto roce v Praze. Začal přesto, že LED ještě nejsou na úrovni, kdy by mohly rovnocenně nahradit zatím běžné vysokotlaké sodíkové výbojky. Nevyrovnají se ani výkonem, ani lácí. Ale přesto byl experiment spuštěn již nyní. Jeho smyslem je totiž ověření vlastností LED, získat zkušenosti, být připraven až nastane čas.

Smutné je, že existují i jiné realizace. Realizace, které nesplňují základní požadavky kladené na osvětlení. Jejich prodejci se ohánějí neuvěřitelnými vlastnostmi LED, jejich úsporností, životností, světelným výkonem i jejich ekologickým přínosem. Realita je zcela někde jinde než tvrdí jejich propagační letáky. Předem se tak nabízí i otázka, kdo bude viníkem, pokud dojde na takto osvětlené (spíše nedosvětlené) komunikaci k dopravní nehodě.

U světelných zdrojů je základním parametrem množství světla vycházejícího ze zdroje, vztažené na jednotkový elektrický příkon (měrný světelný výkon). K těm nejvýkonnějším světelným zdrojům se řadí vysokotlaké sodíkové výbojky s hodnotou až 150 lm/W (lumen z wattu). Jejich nízkotlaká varianta dosahuje dokonce velikosti 200 lm/W. LED se zatím pohybují někde kolem 120 až 150 lm/W. To ovšem v laboratorních podmínkách. V praktických aplikacích je to však o poznání méně; přibližně 80 lm/W. LED je tedy někde na polovině cesty k tomu aby se stala výkonově rovnocenným zdrojem ke klasickým výbojkám.

Tepelné vlivy

Životnost v závislosti na teplotě
Obr. 1: Životnost v závislosti na teplotě

Hlavní příčinou neutěšeného stavu je teplo. Ačkoliv se lze dočíst, že LED jsou "studené" světelné zdroje, tak to platí jen ve směru vyzařování světla. To je určitá výhoda, protože tepelně nezatěžují osvětlovaný objekt – třeba umělecké dílo. Teplo směřuje opačným směrem. Tedy k patici čipu a tím se ohřívá polovodičový prvek. Se změnou teploty se významně mění vlastnosti diody. Na teplotě přechodu závisí skutečná doba života i velikost světelného toku (obr. 1).

Aby byly LED schopné konkurovat klasickým světelným zdrojům, pak by pokles světelného toku neměl být větší než 20 %. Jak je zřejmé z obrázku, aby se dosáhlo prodejci proklamované délky života sto tisíc hodin, tak by bylo nutné udržet teplotu diody přibližně na 55 °C. To je v praxi jen obtížně dosažitelná hodnota. Ve svítidlech jsou mnohem reálnější teploty okolo 80–90 °C. Tomu pak odpovídá doba života okolo dvaceti tisíc hodin. Zázrak s "nekonečným" životem se nekoná; podobné délky života, i lepší, dosahují klasické světelné zdroje.

Investiční náklady

Nevhodné zaměření světelného toku
Obr. 2: Nevhodné zaměření světelného toku

Otázka, kolik světelný zdroj "vyrobí" světla, však ještě nic neznamená. Důležité je především to, jak s ním zachází. U LED je zdánlivě výhodné, že je světlo směrováno "dopředu", tedy v případě svítidel pro uliční osvětlení směrem "dolů". Tak taky svítidla netradičních výrobců (eufemismus pro podřadné produkty zaplavující trh) svítí (obr. 2).

Ovšem ve skutečnosti je třeba svítit co "nejdále", aby bylo možno svítidla od sebe co nejvíce vzdálit a přitom dostatečně osvětlit co nejdelší úsek komunikace (obr. 3). Pokud se použije svítidlo z fotometrií podobnou té na obr. 2, tak je nutné použít velké množství prvků (také sloupů, základů, výložníků, …).

Správná fotometrie svítidla
Obr. 3: Správná fotometrie svítidla

Svítidla je možné umisťovat nanejvýš ve vzdálenostech rovných dvojnásobku jejich výšky nad vozovkou. Tradiční svítidla je možné od sebe oddálit na pětinásobek i šestinásobek jejich výšky, u speciálních svítidel pro cyklostezky dokonce na desetinásobek. Pokud se nezapočtou náklady na kabeláž, která je téměř nezávislá na počtu světelných míst, tak v případě klasických svítidel jsou výdaje na zřízení osvětlení třikrát až pětkrát nižší. To ovšem pro případ, kdyby byla klasická i LED svítidla stejně drahá. Ve skutečnosti je cena diodových svítidel dvakrát i pětkrát (i vícekrát) vyšší než cena kvalitních klasických. Investiční (i provozní) náklady osvětlovacích soustav se svítidly LED jsou i několikanásobně vyšší než je tomu u soustav s výbojkovými svítidly. Samozřejmě – to platí v případě, že se srovnávají soustavy, které zajišťují stejně kvalitní osvětlení.

Optické systémy

Existují první pokusy o změnu optiky použitím speciálních čoček. Ty se však vyrábí z plastů. Je pak otázkou jak se zachovají za několik let (po uplynutí záruky). Cesta vede patrně cestou skleněné optiky a hledání zcela nových optických systémů. Vkládat LED do korpusu stávajících svítidel je podobně slepá cesta jako bylo u prvních automobilů vložení motoru do kočáru pro koňské spřežení.

(pokračování)

Ing. Tomáš Maixner, Ing. Jiří Skála, Společnost pro rozvoj veřejného osvětlení

Seriál Je čas na nové světelné zdroje?

  1. LEDová sprcha, 26. 2. 2010 (právě čtete)
  2. LEDová sprcha (2), 14. 6. 2010
TOPlist
TOPlist