Żarówki, świetlówki, diody - WWF
Żarówki, świetlówki, diody - WWF
Żarówki, świetlówki, diody - WWF
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>WWF</strong> Polska<br />
ul. Wiśniowa 38<br />
02-520 Warszawa<br />
Polska / Poland<br />
Tel: +48 22 849 8469<br />
+48 22 848 7364<br />
+48 22 848 7592<br />
+48 22 848 7593<br />
Fax: +48 22 646 3672<br />
www.wwf.pl<br />
<strong>Żarówki</strong>, <strong>świetlówki</strong>, <strong>diody</strong><br />
Podstawowe informacje na temat zalet i wad różnych źródeł światła<br />
Warszawa, 16.03.2010<br />
Przygotował Wojciech Stępniewski, Kierownik projektu Klimat i energia <strong>WWF</strong> Polska<br />
Dlaczego żarówki nie są opłacalne?<br />
Zwykła żarówka jest szalenie energochłonnym urządzeniem. Żarowe źródła światła mają niską sprawność<br />
świetlną (ok. 4 - 5% w zależności od producenta i od mocy), natomiast cała reszta wytwarzanej energii (95%)<br />
to ciepło. Można powiedzieć, że żarnik żarówki to grzejnik z opcją świecenia. Bardzo podoba mi się<br />
porównanie żarówki do taniego telewizora wyświetlającego obraz jedynie na 1/10 ekranu. Nie znam osoby,<br />
która chętnie nabyłaby taki odbiornik.<br />
Czy <strong>świetlówki</strong> linearne mają więcej zalet niż <strong>świetlówki</strong> kompaktowe?<br />
Najczęściej dziś stosowanymi zamiennikami zwykłej żarówki są fluorescencyjne źródła światła - <strong>świetlówki</strong><br />
kompaktowe. Dzieje się tak dlatego, że mają one typowy gwint E27 lub E14 i łatwo je wkręcić do zwykłych<br />
opraw zamiast żarówek. <strong>Żarówki</strong> możemy oczywiście zastąpić również świetlówkami linearnymi - tymi,<br />
które znamy z uczelni, ze szkoły, z biura, które były znane od dawna. Wydawałoby się to rozsądniejsze, bo<br />
<strong>świetlówki</strong> linearne wykazują większą sprawność niż kompaktowe, a poza tym nie powodują wyrzucania na<br />
śmietnik elementów elektronicznych ukrytych w oprawie źródeł kompaktowych.<br />
Czy częste włączanie i wyłączanie świetlówek energooszczędnych skraca ich żywotność?<br />
Rzeczywiście skraca, ale nie do tego stopnia, żeby należało unikać zapalania i gaszenia. Włączanie i<br />
wyłączanie zwykłej żarówki też skraca jej żywotność w dużym stopniu. Trwałość świetlna zwykłej żarówki<br />
jest określona na około 1000 godzin. Nie jest to jednak produkt jednorodny. W technice świetlnej trwałość<br />
źródła światła oznacza trwałość statystyczną (wg normy IEC 969), czyli jeśli weźmiemy dużą pulę żarówek,<br />
np.10 tys., połowa z nich będzie świeciła krócej niż 1000 godzin, a druga połowa dłużej. Jedna żarówka może<br />
zatem świecić 500 godzin, a druga 4000 godzin. Czas życia żarówki standardowej to również około 1000<br />
cykli włączeń i wyłączeń. Jeżeli ktoś by załączał i wyłączał żarówkę non stop, to przepaliłaby się ona w ciągu<br />
jednego dnia.<br />
Podobnie jest ze świetlówkami. Mają one określony czas życia determinowany liczbą załączeń i wyłączeń<br />
oraz jakością energii w sieci. Jeżeli sieć nie trzyma parametrów 230V i 50 Hz, to oczywiście żarówka będzie<br />
pracować nieprawidłowo i szybciej „się przepali“.<br />
Na każdą markową świetlówkę dostajemy gwarancję na co najmniej rok. Jeżeli spali się wcześniej,<br />
dostaniemy kolejną świetlówkę. Należy pamiętać o niewyrzucaniu rachunku ze sklepu. Na tanie produkty<br />
z supermarketu takiej gwarancji nikt nie udzieli, trzeba kupować produkty markowe.<br />
Jaki wpływ ma wyłączania świetlówek na krótki czas na ogólne zużycie energii? Czy jest ryzyko, że dla<br />
oszczędności nie będziemy wyłączać światła, a w związku z tym nie będzie żadnego spadku zużycia energii?<br />
<strong>WWF</strong>, to pełna nazwa naszej organizacji, prosimy jej nie rozwijać
Rzeczywiscie, jeżeli wychodzimy z pomieszczenia na minutę czy dwie, zostawmy świecącą świetlówkę.<br />
Jeżeli ma ona 5 czy 7 Watów, nie ma to dużego znaczenia dla ogólnego zużycia energii. Istotne jest to, że<br />
nowymi świetlówkami trzeba byłoby świecić 5 razy dłużej niż zwykłymi żarówkami, aby uzyskać to samo<br />
zużycie energii. By dorównać dobowemu zużyciu prądu przez tradycyjną żarówkę, świetlówkę musielibyśmy<br />
zostawić włączoną na 120 godzin w ciągu doby, a doba nie ma tylu godzin.<br />
Moim zdaniem sytuacja, w której konsumenci zostawialiby włączone oświetlenie dłużej niż to jest konieczne<br />
jest nierealna, bo jeżeli używamy jakiejś lampy w pomieszczeniu, to dlaczego miałaby ona świecić 5 razy<br />
dłużej, niż np. rok temu, kiedy była włożona do niej zwykła żarówka?<br />
Co z utylizacją świetlówek? Czy przed wprowadzeniem w życie decyzji o stopniowym wycofywaniu żarówek,<br />
nie powinien istnieć sprawny system ich recyclingu?<br />
Ten system powoli się rozwija. Część sklepów zbiera już <strong>świetlówki</strong> kompaktowe. Mamy także ustawę o<br />
elektrośmieciach. Firmy produkujące towary elektryczne muszą zebrać pewien procent zużytych towarów -<br />
chodzi oczywiście nie tylko o <strong>świetlówki</strong>, ale również lodówki, mikrofalówki, każde urządzenie<br />
gospodarstwa domowego. Musi minąć kilka miesięcy, zanim sklepy się do tego poważnie zabiorą. W<br />
sklepach powinny znależć się pudełka na zużyte małe urządzenia AGD, a <strong>świetlówki</strong> przecież się do nich<br />
zaliczają. To jest produkt, który zawiera opary rtęci i z tego powodu musi być traktowany nie jak zwykły<br />
odpad, ale jak elektrośmieć, który we właściwy sposób powinien być przetworzony. Powinniśmy po prostu<br />
oddać zużyte źródła w dużym sklepie elektrycznym przy okazji wizyty w nim.<br />
Prawdą jest, że istnieje problem elektroniki wyrzucanej wraz z przepaloną świetlówką. Dlatego tam, gdzie to<br />
możliwe (kuchnie, łazienki, przedpokoje), przy okazji wymiany oprawy oświetleniowej powinniśmy<br />
instalować nowe oprawy już zawierające przetwornice i używać do nich świetlówek palcowych (bez gwintu).<br />
Co z zawartością rtęci w nowych świetlówkach? Limit w dzisiejszych żarówkach wynosi 5 mg rtęci na<br />
żarówkę, podczas gdy istnieją już technologie, które pozwoliłyby na użycie tylko 0,5-1 mg.<br />
To są niestety prawa rynku. Jeżeli na nasz rynek docierają <strong>świetlówki</strong> z Dalekiego Wschodu, gdzie nie ma<br />
ostrych norm środowiskowych, to większość konsumentów chętniej kupi tańszą świetlówkę, która ma<br />
niestety 15 mg rtęci zamiast tej droższej, produkowanej przez markowego producenta, która wymaga wyższej<br />
technologii. Świetlówki Philips, GE czy Osram, zawierają 3-4 mg rtęci. Tanie, niskiej jakości artykuły ze<br />
Wschodu psują rynek. Istnieją pewne unijne bariery celne, ale one jedynie przyhamowują import. Na rynku są<br />
<strong>świetlówki</strong> chińskie, które nie dość, że zawierają więcej rtęci i nie mieszczą się w kategorii energetycznej A,<br />
to ponadto mają bardzo kiepską barwę światła. Do osiągnięcia swojego nominalnego natężenia światła<br />
potrzebują około 3 minut. Są to po prostu złe produkty, ale można je kupić po 2 - 3 zł. Zawsze lepiej<br />
zainwestować w produkty ze średniej i wyższej półki. Odradzam kupowanie źródeł egzotycznych marek. To<br />
są produkty krótkotrwałe i prawdopodobnie świecą tyle, co zwykła żarówka. Problem leży w tym, że klienci<br />
supermarketów nie znają konsekwencji zakupu taniej <strong>świetlówki</strong>: niskiej jakość produktu i dewastacji, jaką<br />
wyrzucony do zwykłych śmieci powoduje w środowisku. Z tego względu wszystkie elektrośmieci, zwłaszcza<br />
chińskie i dalekowschodnie produkty, powinny być zbierane i utylizowane.<br />
Warto też zauważyć, że w Polsce produkowane jest rocznie 135 TWh energii elektrycznej, która powstaje<br />
jako rezultat spalenia 114 mln ton węgla i emisji 1200 kg rtęci do atmosfery. Oznacza to, że każda<br />
wyprodukowana kilowatogodzina prądu powoduje emisję co najmniej 100 mg rtęci. Zatem oszczędność 1<br />
kWh energii to 100 miligramów rtęci mniej w powietrzu, którym oddychamy. Norma europejska mówi o<br />
najwyższym poziomie 5mg rtęci w świetlówce, a średnio każda świetlówka pozwala zaoszczędzić 100 kWh<br />
przy żywotności 5 lat. Czyli 5 mg rtęci w świetlówce zaoszczędza nam 10 000 mg rtęci w atmosferze.<br />
Komentarz wydaje się zbędny.
Czy ludzie, którzy cierpią na nadwrażliwość na światło nie powinni móc jednak kupować zwykłych żarowych<br />
żarówek, aż do momentu, kiedy będą dostępne odpowiednie zamienniki? Zdaniem niektórych neurologów,<br />
migoczące światło świetlówek może wywoływać migrenę i napady padaczkowe.<br />
Rzeczywiście, przy częstotliwości 50Hz mogą wystąpić tego typu zjawiska. Taka sytuacja miała miejsce 13<br />
lat temu, kiedy <strong>świetlówki</strong> były większe i cięższe, i miały zapłon elektromagnetyczny. W tej chwili<br />
nowoczesne markowe, podkreślam, markowe <strong>świetlówki</strong> mają przetwornice elektroniczne, częstotliwość<br />
pracy dużo większą niż 50Hz i nie migoczą. Dokładniej mówiąc migoczą, ale z częstotliwością<br />
kilkudziesieciu tysięcy Hz, więc ich mruganie jest niezauważalne dla ludzkiego oka.<br />
Na co jeszcze należy zwracać uwagę przy kupnie <strong>świetlówki</strong>?<br />
Wszyscy jesteśmy wrażliwi na barwę światła. W przypadku rozżarzonego włókna wolframowego żarówki,<br />
nie istnieje konieczność regulowania go w żaden sposób, bo on ma określoną temperaturę, od której zależy<br />
barwa światła. Jest to ciepło-biała barwa – 2700 Kelwinów (K). W sklepach dostępne są <strong>świetlówki</strong> z taką<br />
samą temperaturą barwową jak żarówka, czyli 2700 K. Tymczasem 3500-4000 Kelwinów to świetlówka<br />
zimno-biała, natomiast 5-6 tys. K – świetlówka barwy jasnoniebieskiej, która powoduje irytację wsród<br />
konsumentów. Najczęściej tanie produkty dalekowschodnie dysponuja taką barwą. Osobom o podwyższonej<br />
wrażliwości na światło emitowane przez fluorescencyjne źródła światła radziłbym, aby kupowały <strong>świetlówki</strong><br />
o temperaturze 2700 K. Są one oznaczone symbolem 827 lub 927. Pierwsza cyfra oznacza stopień oddawania<br />
koloru: 8 oznacza powyżej 80% oddawania kolorów, natomiast 9 - powyżej 90%. 27 oznacza 2700 K. Jeśli<br />
kupimy świetlówkę o symbolu 827, oznacza to, że oddaje ona powyżej 80% koloru i ma temperaturę równą<br />
2700 K, więc jej barwa świecenia jest biało-żółta, tak jak w przypadku zwykłej żarówki. Te <strong>świetlówki</strong> są<br />
trochę droższe. W sklepach niestety częściej znajdziemy <strong>świetlówki</strong> z wyższą, bardziej niebieską temperaturą<br />
barwową. Są one nieco tańsze i szybciej się sprzedają. Wszystko zależy od konsumentów.<br />
Należy również uważać, by sama świetlówka nie wystawała z oprawy oświetleniowej. Są już dostępne<br />
<strong>świetlówki</strong>, które odwzorowują kształt żarówki, ale są wciąż także nieco dłuższe, które wystają z opraw.<br />
Takie widoczne źródło światła może spowodować olśnienie i dyskomfort. Zawsze chowajmy świetlówkę w<br />
oprawie. Najlepiej sprawdzają się w mlecznych kloszach, idealnie nadają się do chińskich, papierowych lamp.<br />
Czy sieci w Polsce zapewniają odpowiednią dla świetlówek jakość energii?<br />
Nowe <strong>świetlówki</strong> wymagają znacznie lepszej jakości prądu (stabilne napięcie pomiędzy 220-230 V, 50 Hz),<br />
tymczasem polskie sieci - zwłaszcza w terenach wiejskich - tego nie zapewniają. Przy przekroczeniu<br />
pewnego, niższego niż 200V progowego napięcia świetlówka kompaktowa się po prostu nie zaświeci.<br />
Żarówka tradycyjna rozżarzy się nawet przy 150V. Świetlówka jest urządzeniem nieliniowym - ono dopiero<br />
po przekroczeniu pewnego napięcia może się zapalić. Jakość mocy elektrycznej ma więc kolosalne znaczenie:<br />
przy nowych źródłach musi wynosić 200 - 230V przy - w miarę sinusoidalnym - przepływie napięcia.<br />
Ile można zaoszczędzić na wymianie żarówek na <strong>świetlówki</strong> ?<br />
Zostały przeprowadzone badania stopnia nasycenia rynku oświetleniowego przez <strong>świetlówki</strong> kompaktowe - w<br />
Polsce stanowią one 2,5% wszystkich punktów świetlnych w kraju, średnia UE to 10%, w Danii jest to 20%.<br />
W Polsce średnia jest więc 4 razy niższa niż w Unii. Co do oszczędności, to w UE rocznie było<br />
sprzedawanych 2 mld żarówek zwykłych o różnej mocy. W Polsce sprzedaje się rocznie ok. 27 mln. Można<br />
więc szacować, że jeżeli żarówki 100W stanowiły 30% i zostaną zastąpione teraz przez <strong>świetlówki</strong> 21, 23 lub<br />
25W, to zaoszczędzimy olbrzymią ilość energii.<br />
Zrobiłem krótką kalkulację dla jednej 100W żarówki: przy standardowym użyciu przez 4 godziny dziennie,<br />
roczna oszczędność jej wymiany na świetlówkę energooszczędną w naszych rachunkach za energię wyniesie<br />
48 zł. Podobne wyliczenia spowodowały, że Komisja Europejska postanowiła wycofać z użytku żarówki o<br />
największym watażu, gdyż oszczędność jest tu najlepiej zauważalna.
Jednak głównym celem projektu wycofania z użytku zwykłych żarówek jest ochrona klimatu i redukcja<br />
emisji, która powstaje przy produkcji energii elektrycznej, konsumowanej później przez energochłonne lub<br />
energooszczędne źródła. Zresztą żarówki i <strong>świetlówki</strong> energooszczędne nie są jedyną sferą zainteresowania<br />
KE - pod uwagę brane są również energochłonne pralki, zmywarki, bojlery, chłodziarki i klimatyzatory, które<br />
w znacznej mierze pośrednio przyczyniają się do ocieplanie się klimatu.<br />
W Polsce do produkcji energii używamy głównie węgla. Zatem redukcja zużycia energii przynosi nie tylko<br />
redukcję emisji CO 2 , ale też zanieczyszczeń konwencjonalnych: pyłów, tlenków azotu, dwutlenku siarki.<br />
Najgroźniejsze są pyły poniżej 2 nm, które powodują groźne choroby. Jeżeli więc brać pod uwagę projekt,<br />
który zakłada wymianę żarówki na energooszczędną i uwzględnić w tym ilość pyłów, która nie zostanie<br />
wyemitowana, to znakomicie wzmacnia celowość całej inwestycji. I tu nie chodzi już tylko o rachunki za<br />
prąd.<br />
Jak wygląda przyszłość technologii oświetlenia?<br />
Istnieje jednak jeszcze inna technologia pozwalająca konsumentom płacić niewiele za energię elektryczną a<br />
zarazem zaspokajać potrzeby w zakresie oświetlenia mieszkania lub domu. Jest to technologia diodowa (z<br />
ang. LED Light Emitting Diode), która według wiodących producentów takich jak Osram czy Philips, będzie<br />
w stanie zastąpić klasyczną technologię żarową już za 2-3 lata. W perspektywie kilkunastu lat zwykłe<br />
żarówki, halogeny i <strong>świetlówki</strong> zostaną w całości wyparte przez źródła diodowe, mające dwudziestokrotnie<br />
mniejszą moc. Według producentów źródła diodowe osiągną w przyszłości wydajność świetlną rzędu 200<br />
lumenów z 1 Wata energii elektrycznej (zwykłe żarówki mają sprawność 25lm/W, <strong>świetlówki</strong> 60lm/W,<br />
obecne źródłą LED 120lm/W).<br />
Oblicza się, się ze <strong>diody</strong> pozwolą obniżyć o połowę zużycie energii do oświetlenia, co jest szczególnie ważne<br />
biorąc pod uwagę globalne zapotrzebowanie na energię oraz stopniowe przechodzenie na odnawialne źródła<br />
światła (np. oświetlenie domu całkowicie z baterii słonecznych). Roczny koszt użytkowania <strong>świetlówki</strong><br />
energooszczędnej jest dwukrotnie wyższy niż odpowiedniego źródła opartego o LEDy, zaś tradycyjnej<br />
żarówki 6 razy wyższy, przy osiąganiu tej samej jasności źródła.<br />
Źródła diodowe świecą do 100 000 godzin. Jednak bardziej miarodajnym parametrem ich trwałości jest<br />
połowiczny czas życia <strong>diody</strong>, czyli czas, po którym jasność <strong>diody</strong> spada do połowy jasności początkowej.<br />
Stopniowy spadek jasności <strong>diody</strong> jest z jednej strony jej zaletą, z drugiej wadą. Zmniejszająca się jasność daje<br />
nam sygnał do wymiany źródła, podczas gdy w przypadku standardowego oświetlenia, gdy żarówka<br />
przestanie świecić, jesteśmy zmuszeni natychmiast ją wymienić.<br />
Szacuje się, że w przyszłości wielkość emitowanego strumienia świetlnego z jednego chipu LED wyniesie<br />
około 1500lm przy sprawności 150-200lm/W. Oznacza to, że strumień będzie zbliżony do aktualnie<br />
używanych źródeł światła żarowego, z tym ze dioda taka będzie wejściowo pobierać 7 watów zamiast 75.<br />
Aktualnie dostępne są już <strong>diody</strong> o sprawności w granicach 120 lm/W. Obecnie źródła diodowe LED są<br />
najekonomiczniejszym rozwiązaniem dostępnym na rynku, jeżeli chodzi o koszt zużywanej energii. Niestety<br />
koszt samych źródeł jest wciąż dość wysoki.<br />
Jakie inne zalety mają <strong>diody</strong> LED?<br />
Temperatura barwowa<br />
Przy pomocy diod LED mamy możliwość regulacji barwy światła na etapie produkcji bądź już po<br />
wyprodukowaniu. Człowiek najlepiej czuje się, pracuje, zwiększa zdolności koncentracji przy barwie światła<br />
odpowiadającej światłu słonecznemu dziennemu, czyli 2700 Kelwinów. (dlatego najlepiej kupować<br />
<strong>świetlówki</strong> oznaczone symbolem 827, a <strong>diody</strong> LED - „warm white” ) Dzięki wykorzystaniu LED mamy
możliwośc zmiany barwy oraz możemy wyprodukować lampy, które same będą zmieniać swoją barwę np.<br />
zależnie od pory dnia.<br />
Duża wytrzymałość mechaniczna żródeł LED<br />
Dzięki swojej budowie <strong>diody</strong> w porównaniu do tradycyjnych źródeł światła są praktycznie niezniszczalne.<br />
Charakteryzuje je wysoka wytrzymałość mechaniczna, niewrażliwość na wstrząsy.<br />
Temperatura pracy<br />
Diody charakteryzuje duży temperaturowy zakres pracy. Diody nie ogrzewają powierzchni, na którą świecą,<br />
nie nagrzewa się też mocno soczewka <strong>diody</strong>. Wysokie temperatury występują tylko i wyłącznie w strukturze<br />
<strong>diody</strong>. Dlatego zresztą dla diódwysokoprądowych stosujesię radiatory odprowadzające ciepło. Obecnie<br />
temperatury pracy chipu <strong>diody</strong> wahają się w zakresie 80°C-135°C.<br />
Znikomy poziom promieniowania ultrafioletowego<br />
Poziom promieniowania to fale o niższych energiach 370-410nm niż fale lamp fluoroscencyjnych (185nm i<br />
254nm). Dzięki praktycznemu brakowi promieniowania UV i IR <strong>diody</strong> LED szybko znalazły zastosowanie w<br />
oświetleniu wrażliwych na te promieniowania eksponatów w muzeach, galeriach oraz w iluminacji zabytków.<br />
Czasy włączenia i wyłączenia<br />
Włączenie nie przekracza 100ns, wyłączenie 200ns. Dzięki bardzo dużej szybkości włączenia i wyłączenia<br />
diod LED możliwe jest sterowanie tzw. szerokością wypełnienia impulsu. Pozwala to na łatwe ściemnianie<br />
lamp LED oraz na bezpośrednie wysterowanie ich sygnałem cyfrowym, co dotychczas nie było dotąd<br />
praktykowane w technice oświetleniowej. Dla porównania lampy drogowe potrafią się włączać nawet kilka<br />
minut! Świetlówki energooszczędne rozgrzewają się kilkadziesiąt sekund, dioda - ułamki sekundy.<br />
Łatwość obsługi, niska cena, bezpieczeństwo<br />
Cechy te są dodatkowymi atutami przemawiającymi za stosowaniem diod LED. Diody są zasilane napięciami<br />
stałymi o niskiej wartości zazwyczaj nie przekraczającej 24V - eliminuje to niebezpieczeństwo porażenia,<br />
znikają problemy z indukcją elektromagnetyczną i zakłóceniami charakterystycznymi dla napięć<br />
przemiennych. Brak elementów szklanych i szkodliwych substancji (brak rtęci) zwiększa łatwość utylizacji.