Energooszczędne oświetlenie LED

Technologia LED (Light Emiting Diode) wykorzystywana w nowoczesnym, energooszczędnym oświetleniu zewnętrznym i wewnętrznym zdobywa coraz większą popularność. Dzieje się tak głównie z powodu błyskawicznego rozwoju metod produkcji diod. Drugą, niemniej ważną przyczyną jest konieczność szukania rozwiązań ograniczających zużycie energii elektrycznej. Szczególnie w kontekście zmian klimatycznych.

Energochłonne źródła światła, takie jak żarówki czy halogeny, będą w okresie 1.09.2009- -1.09.2016 r. stopniowo wycofywane z produkcji. Po 1 września 2016 roku produkowane na potrzeby gospodarstw domowych oświetlenie musi należeć do klasy efektywności energetycznej nie gorszej niż klasa B. Diody LED spełniają to wyśrubowane kryterium. Ceny produktów wykorzystujących tę technologię nadal są jeszcze relatywnie wysokie. Jednak biorąc pod uwagę oszczędności związane z mniejszym zużyciem prądu, żywotnością, bezawaryjnością, ekologią i szerokim spektrum zastosowań, wysoki koszt nie powinien być barierą.

LED – dobre strony

Diody LED charakteryzują się niższym nawet o 80% (dla Power LED) zużyciem energii w stosunku do standardowych źródeł światła. Ich żywotność pozwala na bezawaryjne użytkowanie przez kilkanaście lat, a podczas eksploatacji praktycznie brak kosztów serwisowania. Diody posiadają możliwość sterowania wartością strumienia świetlnego (ściemnianie). Wykazują odporność na dużą częstotliwość włączeń i wyłączeń, łatwość modelowania wiązką światła wraz z doborem dowolnego koloru i kąta rozsyłu. Cechuje je wysoka wytrzymałość na uszkodzenia mechaniczne, wibracje, wilgoć i temperaturę (w zakresie -30ºC do +90ºC). Poza tym produkty spod znaku LED mają małe wymiary i są ekologiczne. Znaczy to, że nie wytwarzają i nie zawierają toksycznych substancji, nie emitują promieniowania nadfioletowego i podczerwonego, ograniczają emisję CO2 i nie zanieczyszczają nocnego nieba światłem. Sprawność systemu opartego na takim oświetleniu jest bardzo wysoka i może wynieść nawet powyżej 100 lm/W (dla wysokowydajnych Power LED).

LED – gdzie stosować

Obecnie diody LED stosuje się głównie w oświetleniu wewnętrznym jako akcentujące i dekoracyjne oraz zewnętrznym – ogrodowym, parkowym, awaryjnym czy dekoracyjnym. Wykorzystuje się je zatem do iluminacji obiektów architektonicznych, podświetlenia znaków drogowych, billboardów, eksponatów w muzeach i na wystawach sklepowych, roślin w parkach. Są też używane w oświetleniu samochodowym. Zalety diod pozwalają przypuszczać, że takie źródła światła wyprą z użycia źródła konwencjonalne.

LED – przepisy unijne

Ekspansję ułatwią zapewne akty prawne Unii Europejskiej, która zobowiązała się do poprawy efektywności energetycznej. Ogłoszono już program i terminy wycofywania z produkcji energochłonnych źródeł światła przeznaczonych dla gospodarstw domowych. Komisja Europejska przewiduje, że roczne oszczędności na obszarze krajów UE – wynikające z wymiany żarówek – wyniosą ok. 5 mld euro. LED mają szanse zastąpić żarówki, halogeny i jarzeniówki. Na ulicach pojawią się jako alternatywa dla popularnych lamp sodowych i rtęciowych. Wśród światowych producentów zajmujących się oświetleniem widać tendencje do produkcji gotowych zamienników tradycyjnej żarówki, świetlówki czy lampy sodowej na „żarówkę ledową”, którą można zasilać bezpośrednio z sieci. W Polsce dostępne są już gotowe zamienniki lamp drogowych. Można je podmienić wysokowydajnymi diodami power LED o strumieniu świetlnym od kilku do kilkunastu tysięcy lumenów, szerokim kącie rozsyłu wiązki światła (120º) i dużej równomierności natężenia oświetlanej powierzchni światłem zbliżonym do światła dziennego. Takie oświetlenie, trwałe i przyjazne dla środowiska naturalnego, zapewnia dobrą widoczność, komfort, a co za tym idzie większe bezpieczeństwo na drogach. Łatwość, z jaką można sterować diodami LED, oraz niskie koszty konserwacji wiążą się z dalszymi oszczędnościami. Istotną sprawą jest też możliwość zasilania żarówek czy całych opraw z diodami bezpośrednio z sieci 180-230 V, bądź napięciem stałym, najczęściej 12 lub 24 VDC. Wszystkie te zmiany zachodzą, można powiedzieć, na naszych oczach. A to nie wszystko. Już wkrótce rozpocznie się ekspansja następnej generacji źródeł światła – organicznych diod LED, nazwanych OLED. Obecnie przechodzą już intensywną fazę badań w laboratoriach. Umiejętne oświetlanie wnętrz, możliwość zmiany klimatu i nastroju pomieszczeń za pomocą sterowania strumieniem świetlnym i barwą, stosowanie brył świetlnych czy całych ścian i posadzek świetlnych, tworzenie fontann świetlnych – to wszystko znacząco wpływa na estetykę i ekspresję przestrzeni. Diody LED dają architektom i dizajnerom niemal nieograniczone możliwości artystyczne.

LED zasilane fotowoltaiką (PV) i turbiną wiatrową

Dziś już nie trzeba nikogo przekonywać, że stosowanie odnawialnych źródeł energii (OZE) takich jak np. fotowoltaika czy turbiny wiatrowe w miejsce tradycyjnych, znacząco przyczynia się do obniżenia emisji dwutlenku węgla, zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego, poprawy zdrowia i komfortu życia. Na świecie całe osiedla projektuje się już i buduje w harmonii z naturą. Są energetycznie samowystarczalne w oparciu o OZE, z uwzględnieniem lokalnych warunków dostępu do światła dziennego, naturalnej wentylacji czy zasobów wiatrowych. Na dachach instaluje się kolektory słoneczne do podgrzewania wody użytkowej. Panele fotowoltaiczne (PV) przetwarzają promieniowanie Słońca, zaś turbiny wiatrowe siłę wiatru na prąd elektryczny. Zasilane nim są odbiorniki prądu stałego i zmiennego. W polskich warunkach klimatycznych warto rozważyć układ hybrydowy, tj. zastosowanie w jednym zestawie panela PV oraz turbiny wiatrowej jako generatory prądu. Zimą w środkowej Europie mamy do czynienia ze słabym nasłonecznieniem i silniejszymi wiatrami, latem jest odwrotnie. Dlatego taki system zapewnia równomierną produkcję energii elektrycznej w skali całego roku. Ponieważ zasilanie oświetlenia za pomocą PV nie należy, przynajmniej na razie, do tanich rozwiązań, stosowanie energooszczędnych LED pozwala obniżyć koszty całej instalacji. PV, turbina wiatrowa i LED jeszcze lepiej ze sobą harmonizują pod kątem ekonomicznym. Cały system jest niezawodny, trwały, ekologiczny, niezależny od dostawców energii, o bardzo niskich kosztach obsługi, prosty w działaniu, łatwy w montażu i ewentualnej rozbudowie.

LED w Pekinie

Jako ciekawy przykład zastosowania technologii LED w praktyce wymienić można artystyczną architekturę fasady „Greenpix” w Pekinie. Służy ona do dynamicznej projekcji gry świateł za pomocą diod LED. Na tej fasadzie o wymiarach 60x33 m zamontowano ponad 2200 źródeł światła opartych na opisywanej technologii. Olbrzymi videoekran wyświetla informacje i obrazy z wnętrza budynku (przedstawienia teatralne, wystawy, przyjęcia), bądź z jego sąsiedztwa. Energia elektryczna zasilająca ścianę pochodzi wyłącznie z modułów fotowoltaicznych zamontowanych na fasadzie. Zdjęcie tej fasady można znaleźć pod linkiem: http://nait5.files.wordpress.com/2008/05/00_03.jpg