مقایسه روشنایی LED در مقابل روشنایی سنتی

بیش از هر زمان دیگری، مدیران تأسیسات، مالکان ساختمانها، شرکتها و جوامع در حال تغییر به روشنایی LED به جای محصولات روشنایی سنتی هستند. مزایای انرژی، نگهداری و عملکرد روشنایی LED واضح است، اما آنچه همیشه واضح نیست این است که این مزایا چگونه در مقایسه با وضعیت موجود قرار میگیرند. در این مقاله، ما به بررسی مزایای و مقایسه چراغ LED با چراغ های سنتی خواهیم پرداخت.

LED چیست ؟ 

“LED مخفف دیود ساطع کننده نور است. یک دیود یک دستگاه یا مؤلفه الکتریکی است که دارای دو الکترود (یک آند و یک کاتد) است که از طریق آ نها برق جریان مییابد – به طور مشخص تنها در یک جهت (از طریق آند وارد و از طریق کاتد خارج میشود). دیودها معمولاً از مواد نیمه رسانا مانند سیلیکون یا سلنیوم ساخته میشوند؛ مواد حالت جامد که در برخی شرایط برق را هدایت میکنند و در برخی دیگر نه (مثلاً در ولتاژها، سطوح جریان یا شدتهای نوری خاص). وقتی که جریان از طریق ماده نیمه رساناعبور میکند، دستگاه نور مرئی ساطع میکند .

ّ

مزایای چراغهای LED 

چراغ‌های LED به دلیل ویژگی‌ها و مزایای خاص خود به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از مهم‌ترین مزایای لامپ ال ای دی عبارتند از:

صرفه جویی در انرژی : LED ها از نظر مصرف انرژی بسیار کارآمدتر از هر فناوری روشنایی تجاری دیگری هستند. آنها انرژی بسیار کمی را به صورت حرارت هدر میدهند. علاوه بر این، آنها نور را به صورت جهت دار در بیش از ۱۸۰ درجه ساطع میکنند به جای ۳۶۰ درجه، که به این معنی است که نور بسیار کمتری به دلیل نیاز به بازتاب یا بازگرداندن نور هدر میرود .”

کاهش نگهداری: LED ها نسبت به هر فناوری روشنایی دیگری عمر بسیار طولانی تری دارند، بنابراین زمان و هزینه صرف شده برای تعویض لامپها را کاهش میدهند. لامپها و چراغهای LED میتوانند ۵۰,۰۰۰ تا ۲۰۰,۰۰۰ ساعت یا بیشتر دوام بیاورند .

عملکرد روشنایی: LED ها در دامنه وسیعی از دماهای رنگی (CCT) در دسترس هستند که معمولاً از K ۲۲۰۰ تا K ۶۰۰۰ یا از زرد “گرم” تا آبی “سرد” متغیر است. LED ها طیف بسیار گستردهای از مقادیر شاخص کیفیت رنگ (CRI) را ارائه میدهند که معمولاً بین ۶۵ تا ۹۵ متغیر است. جه تدار: LED ها به طور طبیعی جه تدار هستند (به طور پیشفرض نور را در ۱۸۰ درجه ساطع میکنند).

خرید چراغ سقفی

تخلیه با شدت بالا : تخلیه با شدت بالا (HID) یک اصطلاح کلی برای نورهای تخلیه گازی است. از انواع رایج لامپهای HID میتوان به هالید فلزی (MH) ، سدیم با فشار پایین و بالا (LPS ,HPS) و بخار جیو ه (MV) اشاره کرد.
لامپهای HID با ارسال یک بار الکتریکی یا ” قوس” بین دو هادی الکتریکی تنگستن (الکترودها) و از طریق یک گاز یونیزه شده(که به آن “پلاسما” نیز گفته میشود) که درون لامپ قرار دارد، نور تولید میکنند .
پس از روشن شدن، قوس الکتریکی شروع به تبخیر نمکهای فلزی داخل لامپ میکند که به طور قابل توجهی قدرت نوری لامپ را افزایش میدهد و همزمان کارایی روشنایی را بهبود می بخشد.
نور HID نیاز به یک دوره “گرم شدن” دارد زیرا شدت نور به ماده داخل لامپ وابسته است و با تبخیر آن به پلاسما تغییر میکند. چرا غهای HID به مرور زمان کم کارآمدتر میشوند زیرا برای تولید همان خروجی لومن، باید از ولتاژ بیشتری استفاده کنند، زیرا نور به تدریج خراب میشود .

 سدیوم با فشار بالا (HPS) و سدیوم با فشار پایین (LPS)

لامپهای HPS و LPS نوع خاصی از نور HID هستند. تفاوت اصلی بین لامپهای سدیم با فشار پایین و بالا، فشار عملیاتی داخل لامپ است. همانطور که از نام آن پیداست، لامپهای بخار سدیم “با فشار بالا” در فشار داخلی بالاتری کار میکنند. لوله قوس از اکسید آلومینیوم ساخته شده و فلز سدیم با چند عنصر دیگر مانند جیوه ترکیب شده است که درخشش زرد را با برخی از تابش های سفید تا آبی روشن متعادل میکند. HPS به مراتب رایجتر از LPS است .

سدیوم با فشار بالا (HPS)

نورپردازی با بخار سدیم از دهه ۱۹۳۰ در تولید تجاری بوده و راهی نسبتاً مؤثر برای تأمین نور در سطح وسیع است. لامپهای بخار سدیم بدترین بازتاب رنگ (CRI) را در بازار دارند .
1- لامپهای بخار سدیم هنگام روشن شدن نیاز به یک دوره گرم شدن دارند .
2- پس از روشن شدن قوس، نمکهای فلزی (سدیم) درون لامپ ذوب و تبخیر میشوند .
3- نور تا زمانی که نمکها به طور کامل به پلاسما تبخیر نشوند، به قدرت کامل نمیرسد )که ممکن است تا ۱۰ دقیقه طول بکشد(. نور در ابتدا که روشن میشود، به رنگ قرمز/صورتی به نظر میرسد و سپس به رنگ زرد مشخص خود تغییر میکند زمانی که به دمای عملیاتی عادی خود میرسد .
4 – لامپهای HPS حاوی جیوه سمی هستند که میتواند مسئلهای در زمینه دفع زباله ایجاد کند .
5- لامپهای بخار سدیم چند جهتی هستند و نور را در ۳۶۰ درجه تولید میکنند. این یک ناکارآمدی عمده است زیرا حداقل نیمی از نور باید منعکس و به ناحیه مورد نظر که باید روشن شود، هدایت شود. این همچنین به این معنی است که قطعات جانبی بیشتری مانند لنزها، بدنه ها و منعکس کننده ها در خود fixture نور مورد نیاز است تا خروجی نوری لامپ را منعکس یا متمرکز کند و در نتیجه هزینه های واحد را افزایش میدهد .
لامپ های بخار سدیم معمولاً در کجا استفاده میشوند؟

کاربردهای رایج نورپردازی با بخار سدیم شامل روشنایی خیابان ها، پارکینگ ها، روشنایی سیلابی، بسته های دیواری، روشنایی انبار، روشنایی صنعتی و همچنین روشنایی تونل ها است. به طور کلی، هر کاربردی که در آن بازتاب رنگ (CRI) نگرانی عمدهای نباشد .

تفاوت بین لامپ های HPS و LED چیست؟

تفاوت بین لامپ‌های HPS (High Pressure Sodium) و LED (Light Emitting Diode) در موارد متعددی مشهود است. این تفاوت‌ها شامل عملکرد، کارایی و سایر ویژگی‌های فنی می‌شوند. در زیر مقایسه‌ای جامع ارائه می‌شود:

انرژی: این دو فناوری متفاوت هستند و روشهای کاملاً متفاوتی برای تولید نور دارند. لامپهای بخار سدیم حاوی فلزاتی هستند که درون گاز خنثی در شیشه لامپ تبخیر میشوند، در حالی که در لامپ ال ای دی کم مصرف یک فناوری حالت جامد هستند . LED ها انرژی کمتری را در تولید گرمای زائد هدر میدهند. با تبدیل HPS به LED ، میتوانید انتظار کاهش مصرف انرژی بین ۳۰% تا ۷۰% را داشته باشید .

نگهداری: در این زمینه، HPS به طور قابل توجهی از LED ضعیفتر است. هزینه های بسیار پایین نگهداری و تعویض با LED ها یک مزیت هزینه ای بزرگ در دراز مدت است. عمر مفید لامپ های LED میتواند بیشتر از ۱۰۰,۰۰۰ ساعت باشد ( بیش از چهار برابر عمر HPS). خرید یک fixture به جای ۳ یا ۴ لامپ یا بالاست در طول زمان، به همراه کاهش زمان خاموشی، هزینه های عملیاتی و زمان نظارت بر کیفیت نور، همه از مزایای قابل توجه LED ها هستند .

عملکرد: لامپهای سدیم بدترین بازتاب رنگ را در بین تمامی لامپها دارند. آنها نوری زرد تیره تولید میکنند که معمولاً از نظر زیبایی شناسی کیفیت بسیار پایینی دارد . LED ها گزینه های متنوعی با دمای رنگ همبسته (CCT) بالا برای کاربران ارائه میدهند و بنابراین ظاهر تکرنگ اشیاء زیر نور HPS را از بین میبرند. نتیجه گیری این است که با از دست دادن مزیت سنتی خود به عنوان کارآمدترین لامپ در بازار، دلایل بسیار کمی برای استفاده از لامپهای HPS با توجه به عملکرد نورپردازی LED وجود دارد .

 لامپهای هالید فلزی (MH)

هالیدهای فلزی نوع دیگری از لامپهای تخلیه با شدت بالا (HID) هستند که ترکیباتی هستند که زمانی تشکیل میشوند که عناصر فلزی و هالوژن با هم ترکیب میشوند.این ترکیبات شامل مواردی مانند کلرید سدیم (نمک) و هگزا فلوراید اورانیوم (سوخت مورد استفاده در راکتورهای انرژی هستهای) میباشند .
لامپهای هالید فلزی با عبور دادن جریان الکتریکی از ترکیبی از جیوه و گاز هالید فلزی نور تولید میکنند .آنها بسیار شبیه به سایر لامپ های HID عمل می کنند، تفاوت اصلی در ترکیب گاز است.

لامپ های متال هالید

در مقایسه با سدیم فشار بالا، متال هالیدها CRI بالاتری دارند . مهمتر از همه، آنها دمای رنگ همبسته بالاتری را تولید می کنند، اغلب در محدوده 4,000 – 5,000K، که منجر به نور بسیار “سفیدتر ” می شود .

این بدان معنی است که لامپ های متال هالید می توانند برای کاربردهای روشنایی با شدت بالا مشابه HPS ، از جمله کاربردهای روشنایی داخلی و خارجی مفید باشند .
چراغ های متال هالید طولانی ترین زمان گرم شدن را در بین چراغ های HID موجود در بازار دارند . بسیاری از لامپ های متال هالید مورد استفاده در انبارها و اماکن ورزشی 15 – 20 دقیقه طول می کشد تا به دمای عملیاتی عادی خود برسند . متوسط لامپ متال هالید تقریبا 6000 تا 15000 ساعت عمر مفید دارد .

چراغ های متال هالید معمولا در کجا استفاده می شوند؟
کاربردهای رایج برای نورپردازی متال هالید شامل هر کاربرد نورپردازی در فضای باز و همچنین نورپردازی برای انبارها، سالن های ورزشی، امکانات تولیدی و هر فضای داخلی بزرگ است .

مقایسه چراغ LED با چراغ های متال هالید 

تفاوت بین لامپ‌های متال هالید (Metal Halide) و چراغ‌های LED (Light Emitting Diode) در جنبه‌های مختلفی از جمله بازده انرژی، طول عمر و کیفیت نور آشکار است. در ادامه مقایسه چراغ LED با چراغ های سنتی جامع ارائه می‌شود:

انرژی:متال هالید مصرف کنندگان انرژی ناکارآمد هستند . به عنوان مثال، وات معمولی لامپ متال هالید که برای کاربرد High Bay استفاده می شود، از 175 وات تا 1000 وات متغیر است . هر چه وات بیشتر باشد، خروجی نور بیشتر است . وات رایج برای لامپ های LED که برای کاربرد High Bay استفاده می شود می تواند از 95 وات تا 495 وات متغیر باشد که اغلب منجر به کاهش 40 تا 60 درصدی مصرف انرژی می شود .

تعمیر و نگهداری: خرید چراغ های متال هالید نسبتا ارزان است، اما نگهداری آنها گران است . به جای توقف عملکرد صحیح پس از کاهش قابل توجه منبع سوخت مانند متال هالید، خروجی نور LED در طول زمان بسیار آهسته کاهش می یابد . به عنوان مثال، با تبدیل روشنایی معمولی 400 واتی HID High Bay به LED ، یک ساختمان معمولی با لامپ های صنعتی می تواند تا 5,341 دلار در طول 3 سال در هزینه های تعمیر و نگهداری صرفه جویی کند.

عملکرد:متال هالیدها نور سفید بسیار جالبی تولید می کنند که در دمای رنگ کمتر از 3000 – 5000 کلوین موجود است. از بین لامپ های HID موجود، آنها شاید بهترین منبع نور سفید CRI بالا در بازار باشند. همانطور که گفته شد، زمان گرم شدن بسیار طولانی، و انتشار نور همه جهته و عدم توانایی کم نور کردن یک نگرانی واقعی است. در نتیجه طراحی چند نقطه ای، چراغ های LED نور بسیار یکنواخت توزیع شده را فراهم می کنند. این بدان معناست که سطوح نور در یک سطح معین بین مکان های نصب فیکسچر کمتر متفاوت خواهد بود .

روشنایی فلورسنت (CFL)

چراغ های فلورسنت استاندارد نوع خاصی از چراغ تخلیه گاز هستند که به طور کلی در لوله هایی به طول 24 تا 96 اینچ موجود است .
لامپ های فلورسنت با تبدیل انتشار اشعه ماوراء بنفش با پوشش فلورسنت در داخل لوله نور تولید می کنند .
با افزایش سن نور فلورسنت، ولتاژ بیشتر و بیشتری برای تولید همان مقدار نور مورد نیاز است تا اینکه در نهایت ولتاژ از مقاومت ثابت ارائه شده توسط بالاست فراتر رود و لامپ از کار بیفتد .

CFL مخفف Compact Fluorescent Light است. لامپ ها از یک لوله مانند چراغ های فلورسنت استفاده می کنند که منحنی یا تا شده است تا در فضای کوچکتر از یک لامپ فلورسنت استاندارد قرار گیرد و در نتیجه سطح بیشتری ایجاد می کند. اصل عملکرد مانند سایر نورپردازی های فلورسنت باقی می ماند. نور ماوراء بنفش ساطع شده به نور مرئی تبدیل می شود زیرا به پوشش فلورسنت برخورد می کند ) و همچنین در صورت جذب توسط مواد دیگر مانند شیشه ( به گرما تبدیل می شود .

لامپ CFL

فناوری فلورسنت بیش از 100 سال است که وجود دارد و از آن برای نشان دادن راهی کارآمد برای ارائه روشنایی در یک منطقه بزرگ، معمولا در داخل خانه استفاده می شود. نورپردازی فلورسنت معمولا با دمای سرد یا نوسانات دما خیلی مهربان نیست .

لامپ های فلورسنت اگر به طور مکرر روشن و خاموش شوند، به طور قابل توجهی پیر می شوند. توجه داشته باشید که چگونه چراغ های حمام ها یا انبارهایی که روی سنسورهای اشغال هستند همیشه اولین کسانی هستند که خاموش می شوند. اگر لامپ ها برای مدت طولانی به طور مداوم روشن بمانند، عمر سوختن افزایش می یابد. نورپردازی فلورسنت نیز همه جهته است و نور را در360 درجه تولید می کند و نیاز به انعکاس نور و هدایت مجدد به ناحیه مورد نظر دارد .

چراغ های فلورسنت معمولا در کجا استفاده می شوند؟
کاربردهای رایج لامپ های فلورسنت شامل فضاهای اداری، انبارها، مدارس، ساختمان های تجاری و امکانات بهداشتی است . CFL ها اغلب به عنوان جایگزینی برای لامپ های رشته ای در بسیاری از کاربردها استفاده می شوند .

مقایسه چراغ LED با چراغ های فلورسنت 

انرژی : وات لوله LED 4 فوت معمولا از 12 وات تا 20 وات متغیر است و در نتیجه 40 تا 60 درصد کاهش مصرف انرژی را به همراه دارد . محدوده وات لامپ LED به دلیل نیاز به انطباق با بسیاری از کاربردهای مختلف روشنایی فلورسنت بسیار چشمگیر است . با استفاده از تعویض لوله های فلورسنت LED در این وسایل ، می توان تا 2,692 دلار در سال برای اتاقی که در حال حاضر از وسایل روشنایی فلورسنت استفاده می کند ، صرفه جویی کرد.
نگهداری: در مقایسه چراغ LED با چراغ های سنتی ، چراغهای LED عمر عملیاتی بسیار طولانی تری دارد . یکی دیگر از مزایای جایگزینی LED برای لوله های فلورسنت این است که تحت تأثیر کلید زنی )روشن و خاموش( قرار نمی گیرند، بنابراین در سناریوهایی که ممکن است روشنایی به طور مکرر روشن و خاموش شود، قابل اطمینان تر هستند . طول عمر برای لوله فلورسنت معمولی از 10,000 تا 30,000 ساعت متغیر است و به راحتی می تواند تا 1,545 دلار در طول 3 سال برای حفظ روشنایی در فضایی با استفاده از لامپ های فلورسنت هزینه داشته باشد .
عملکرد: علاوه بر توزیع یکنواخت نور، LED ها در طیف وسیعی از دمای رنگ موجود هستند و در نتیجه طیف وسیعی از گزینه ها را برای افزایش درک بصری “روشنایی” ارائه می دهند .

چراغ های رشته ای

لامپ رشته ای لامپ کلاسیک شماست . با گرم کردن یک رشته سیم تا دمایی که منجر به تولید نور می شود، نور تولید می کند . سیم فلزی توسط یک لامپ شیشه ای شفاف احاطه شده است که یا با گاز بی اثر پر شده یا تخلیه می شود (خلاء) .

لامپ رشته ا ی

تولید آنها ارزان است و بر این اساس، خرید آنها بسیار ارزان است . لامپ های رشته ای به طور گسترده ای در دسترس هستند و با طیف وسیعی از کاربردها سازگار هستند. علاوه بر این، چراغ های رشته ای توانایی بسیار خوبی در ارائه رنگ (CRI) دارند .

چراغ های رشته ای بدترین بهره وری انرژی را در بازار دارند . لامپ های رشته ای دارای کارایی حدود 10 لومن در وات هستند . بیشتر انرژی مصرفی آنها (~ 90 ٪) صرف تولید گرما می شود . آنها همچنین بدترین طول عمر را در بازار دارند. لامپ به طور متوسط حدود 1,200 ساعت کار دوام می آورد . این بدان معناست که حتی اگر خرید لامپ های رشته ای ارزان است، شما باید 50 – 100 را خریداری کنید تا برابر با طول عمر یک لامپ LED باشد . بیش از این به معنای هزینه های نگهداری بالا است .

لامپ های رشته ای معمولا در کجا استفاده می شوند؟
کاربردهای رایج برای نورپردازی رشته ای شامل نورپردازی مسکونی و داخلی است . معمولا در محیط های بیرونی یا برای سازمان های بزرگ به دلیل طول عمر کوتاه و بهره وری انرژی ضعیف استفاده نمی شود

تفاوت بین لامپ های رشته ای و LED چیست؟

انرژی: چراغ های رشته ای از نظر کارایی بدترین چراغ های مدرن هستند زیرا بخش زیادی از انرژی ( 90 ٪) به جای نور صرف تولید گرما می شود . همه اینها به هزینه تبدیل می شود . اگرچه قیمت برچسب پایین است، لامپ های رشته ای بر اساس روش ناکارآمد مصرف انرژی، در طول زمان برای شما هزینه خواهند داشت . LED ها در مقایسه با سایر فناوری های روشنایی تجاری موجود، از جمله رشته ای، بسیار کارآمد هستند .
نگهداری: چراغ های رشته ای بدترین طول عمر را در بین لامپ های موجود در بازار دارند (تقریبا 1,200 ساعت) . مقادیر طول عمر معمولی برای لامپ های HID مانند HPS یا CFL حدود 10,000 تا 24,000 ساعت ( 10 – 20 برابر بیشتر) است . LED ها 2 – 10 برابر بیشتر از لامپ های HID دوام می آورند، به این معنی که تقریبا 50 – 100 برابر بیشتر از لامپ های رشته ای دوام می آورند. چراغ های رشته ای احتمالا باید 20 – 50 بار خریداری شوند و هزینه های نیروی کار مربوطه باید پرداخت شود تا به طول عمر معادل یک چراغ LED برسد.
عملکرد: شاخص نمود رنگ (CRI) برای یک لامپ رشته ای با دمای رنگ 2700 کلوین 100, است . با افزایش دمای رنگ، رتبه بندی CRI فقط اندکی کاهش می یابد اما معمولا بالای 95 باقی می ماند . در حالی که CRI برای LED به شدت به نور خاص مورد نظر وابسته است . با این حال، طیف بسیار گسترده ای از مقادیر CRI به طور کلی از 65 تا 95 در دسترس است.