مقایسه لامپ LED با کم مصرف CFL

در این نوشته قصد داریم به مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف CFL بپردازیم. در ابتدا چراغ ال ای دی و لامپ فلورسنت فشرده ( کم مصرف CFL ) را معرفی نموده و سپس پارامتر های مقایسه ای انواع لامپ کم مصرف و ال ای دی را بررسی و مزایا و معایب هر لامپ را بیان می کنیم.

عمده پارامتر های در نظر گرفته شده برای مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف عبارتند از :

• موارد زیست محیطی
• تولید گرمای لامپ
• بازده انرژی لامپ
• طول عمر لامپ در سیستم روشنایی
• موارد سرمایه ای و اقتصادی 

انواع لامپ های کم مصرف در سیستم روشنایی

به طور کلی انواع لامپ کم مصرف که در سیستم روشنایی ساختمان و نورپردازی نما و فضاهای داخلی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از :

• لامپ رشته ای هالوژنی
• لامپ فلورسنت کم فشار ( مهتابی )
• لامپ فلورسنت فشرده ( CFL )
• لامپ ال ای دی

در ادامه صرفا به بررسی دقیق و مقایسه چراغ ال ای دی با کم مصرف فلورسنت و بیان تفاوت ها می پردازیم.

لامپ فلورسنت فشرده ( CFL )

لامپ فلورسنت فشرده ( لامپ کم مصرف )

لامپ های فلورسنت فشرده که در بازار به لامپ کم مصرف شناخته شده اند،  نوعی از لامپ های کم مصرف هستند که مانند فلورسنت های کم فشار مهتابی کار می کنند و جایگزین مناسبی برای لامپ های رشته ای به شمار می روند. لامپ کم مصرف‫ ‫نوعی لامپ تخلیه الکتریکی گازی است که الکترون موجود در برق باعث تحریک بخار جیوه موجود در گاز آرگون می‌شود، که حاصل آن ایجاد پلاسمایی است که از خود پرتو فرابنفش ساطع می‌کند. سپس این پرتو توسط ماده فلورسنت به نور مرئی تبدیل می‌گردد. به طور کلی لامپ CFL در مقایسه با لامپ های رشته ای و مهتابی با استفاده از توان مصرفی کمتر، نوری به همان میزان ایجاد می کند و از طول عمر بیشتری برخوردار است.

بهبود کیفیت نور، تنوع در رنگ و شکل متنوع لامپ فلورسنت ، هزینه کمتر و ارتقا از لحاظ مصرف انرژی ، این نوع از لامپ های کم مصرف را از سایر لامپ هایی که پیش از آن تولید شده است ، متمایز می سازد. مصرف برق لامپ فلورسنت معادل یک سوم تا یک چهارم لامپ رشته ای می باشد. کارایی بالا  80 درصدی ( نسبت به رشته ای ) لامپ کم مصرف فلورسنت فشرده به این معنا است که اتلاف برق به صورت گرما بسیار کمتر می باشد. لامپ های کم مصرف معمولا از دو یا سه حلقه لوله تشکیل شده اند. این لامپ ها توسط دیمر قابل استفاده نیستند و معمولا تا 10000 ساعت روشنایی را تامین می کنند. بهره ی نوری یک لامپ فلورسنت فشرده حدود 70 لومن در هر وات است.

لامپ LED

شرح تراشه ال ای دی

ال ای دی یا Light-Emitting Diode که به طور مخفف لامپ ال ای دی نیز خوانده می شود یک منبع تولید نور برای استفاده در چراغ روشنایی است که روشنایی را با استفاده از دیودهای نوری تولید می کند. روشنایی ال ای دی نور را از طریق حرکت الکترون ها در یک نیمه هادی منتشر می کنند. آن ها فاقد رشته هستند و از قدرت کمتر و طول عمر بیشتری برخوردارند و نیز طیف رنگی متفاوتی بدون استفاده از فیلتر های رنگی ایجاد می کنند. از لحاظ مصرف انرژی ال ای دی ها در مقایسه با سایر لامپ های روشنایی صرفه جویی انرژی بسیار بالایی را در مصرف انرژی سیستم روشنایی ساختمان بدست می دهد. جریان مصرفی یک لامپ LED در حد میلی آمپر بوده اما سایر لامپ های روشنایی به خصوص لامپ رشته ای در حد آمپر جریان می کشند. در ادامه مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف شرح داده می شود.

مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف

مقایسه LED با کم مصرف از لحاظ  زیست محیطی

لامپ های فلورسنت می توانند از لحاظ جسمی به افراد، به ویژه افرادی که مبتلا به اوتیسم، لوپوس و سرطان پوست هستند، آسیب جدی بزند. اشعه فرابنفش ( UV ) ساطع شده از چراغ های فلورسنت باعث تشدید این نوع بیماری ها می شود.  لامپ های کم مصرف فلورسنت فشرده ( لامپ CFL ) مانند همه لامپ های فلورسنتی حاوی جیوه می باشند (غالباً ٥ میلی گرم) بنابراین نابودسازی غیر اصولی این لامپ ها و رها کردن یا شکستن آنها در طبیعت منجر به آلوده شدن محیط زیست و ایجاد مشکلاتی برای انسان ها می گردد. اشیا و اجسام حساس به نور فرابنفش مانند تابلو فرش و … در زیر نور لامپ کم مصرف به مرور زمان دچار رنگ پریدگی می شود.

معایب لامپ کم مصرف CFL

مراکز تحقیقاتی مهم دنیا مانند مجله علمی ساینتیفیک امریکن ، نور لامپ های ال ای دی را در طبقه ی فناوری های نور سبز قرار داده است زیرا این نور هیچ اشعه ی ماوراء بنفش ساطع نمی کند. صرفا در کاربردهای خاص و برای مصارف تحقیقات پزشکی ، لامپ های ال ای دی می توانند ساطع کننده اشعه UV باشند. در ساخت لامپ LED ، برخلاف سایر لامپ های گازی و مایعی ، تکنولوژی نور حالت جامد ( SSL ) بکار می رود به همین دلیل این نوع از روشنایی های نوین در مقابل شوک و لرزش مقاوم هستند. در تولید لامپ LED از فناوری های بدون سرب و صرفه جویی کننده در مصرف انرژی استفاده می شود به طوری که روشنایی ال ای دی به عنوان نور سبز شناخته می شود. بنابراین لامپ LED از نظر زیست محیطی و انرژی بسیار کارآمد است و آژانس حفاظت محیط زیست ایالت متحده آمریکا (EPA) نیز چراغ ال ای دی را تایید می کند.

LED ها تا زمانی که از نظر فیزیکی سالم هستند هیچ خطری ندارند. البته تهدیدات و مضرات این لامپ در دیگر مراکز تحقیقاتی مورد توجه قرار گرفته است به طوری که در این تحقیق از دانشگاه کالیفرنیا گفته شده است که مواد مورد استفاده در تکنولوژی ساخت این نوع لامپ ها از آرسنیک است و لامپ های قرمز مانند چراغ ترمز خودروها، 8 برابر بیشتر از لامپ های دیگر این ماده را دارند نشت این ماده در محیط باعث مخاطراتی مانند سرطان می گردد. همچنین نیکل از فلزات سنگین است که در ساخت این نوع لامپ ها بکار رفته است و باعث حساسیت برای یک پنجم افراد جامعه می شود.

مشکلات لامپ ها در موقع دفع به عنوان زباله

همچنین اگر چراغ ال ای دی بشکند ، یک زباله خطرناک محسوب می شود چراکه پس از مدتی ، عملکرد لامپ منجر به ایجاد گاز و بخارهای سمی در محفظه محبوس آن می گردد و بعد از آسیب فیزیکی لامپ ال ایدی تنفس این گازها می توانند سرطان زا و خطرناک باشد. بنابراین لامپ LED بایستی به عنوان زباله جداگانه دفع شود. این نوع زباله ها نباید وارد رودخانه یا آب دریا شوند زیرا برای آبزیان خطرناک هستند. همچنین حشرات نیز از نور ال ای دی گریزان هستند.

دکتر مایا بابو یکی از اعضای هیئت مدیره انجمن پزشکی آمریکا AMA در یک اظهار نظر اعلام می کند ، علی رغم مزیت لامپ های LED جهت کاهش انرژی، استفاده از آنها به عنوان چراغ های خیابانی زیان آور است. طبق گفته AMA، روشنایی LED پر نور آبی از طریق سرکوب کردن ترشح هورمون ملاتونین و اختلال در چرخه 24 ساعته ریتم شبانه روزی بدن می تواند در فرآیند خواب اختلال ایجاد کند. این موضوع هنوز به طور دقیق اثبات و یا رد نشده است.

مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف از نظر فناوری سبز

مقایسه لامپ LED با کم مصرف CFL در میزان حرارت تولیدی

چراغ های قدیمی و غیر ال ای دی به طور متوسط 80 درصد انرژی الکتریکی مصرفی خود را تلف و به گرما تبدیل می کنند و فقط 20 درصد را تبدیل به نور مرئی می نمایند. به همین دلیل است که برای تامین نور بیشتر مقدار توان مصرفی زیاد می شود و این گرمای تولید شده خود باعث افزایش هزینه برای سیستم سرمایش ساختمان در فصول گرم سال می گردد. در لامپ های کم مصرف این مقدار تولید گرما به مقدار قابل توجهی کاهش یافته اما در این مورد نیز لامپ LED مفید تر و سرآمد است و مقدار اتلاف گرما در این نوع لامپ ها به 10 درصد می رسد و 90 درصد انرژی مصرفی را به نور مرئی با طول موج 400 تا 700 نانومتر تبدیل می کند.

البته با اینکه مقدار 10 درصدی اتلاف انرژی لامپ های ال ای دی در مقایسه با انواع لامپ های دیگر بسیار ناچیز و کم است اما موضوع انتقال دما و مدیریت حرارتی در لامپ های ال ای دی به یک مسئله مهم تبدیل شده است که باعث شده در برخی لامپ های ال ای دی مانند لامپ سی او بی به دلیل نوع تکنولوژی ساخت ، همین 10 درصد اتلاف گرما نیز باید توسط انواع هیت سینک و فن خنک کننده دفع شود که این موضوع باعث بالا رفتن قیمت و سرمایه ی اولیه برای لامپ COB شده است.

لامپ led در مقایسه با دیگر لامپ ها یک لامپ فوق کم مصرف نامیده می شود

تفاوت ال ای دی و کم مصرف CFL در بازده انرژی

بهره نوری یا بازده یک لامپ را مقدار تولید نور لامپ ( لومن ) نسبت به میزان مصرف انرَژی الکتریکی ( وات ) تعریف می کنند و بهره نوری لامپ ها با یکای لومن بر وات مقایسه می شود. به طور مثال یک لامپ 100 وات رشته ای 1500 لومن نور تولید می کند بنابراین مقدار بهره نوری آن 15 لومن بر وات بیان می شود.

در لامپ های کم مصرف CFL  به طور متوسط بهره نوری 70 لومن بر وات است این در حالی است که در برخی تکنولوژی های ساخت لامپ های ال ای دی  مانند تراشه لامپ سی او بی به 300 لومن بر وات رسیده اند. در لامپ های ال ای دی نوع اس ام دی نیز بهره نوری لامپ در حدود 161 لومن بر وات می شود. بنابراین می توان لامپ های ال ای دی را لامپ های فوق کم مصرف نامید. میزان مصرف برق در سال یک چراغ ال ای دی با لومن 2800 ، 105 کیلو وات ساعت است این در حالی است که در همین شرایط یک لامپ کم مصرف CFL برای تامین همین مقدار لومن سالانه حداقل 315 کیلو وات ساعت برق مصرف می کند.

مقایسه چراغ های LED با لامپ های دیگر

مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف در طول عمر مفید

هنگامی که صحبت از طول عمر می شود باید تمام شرایط را برای لامپ ها یکسان در نظر بگیریم ، همچنین همواره یک متوسط طول عمر برای لامپ ها بیان می شود که در شزایط نرمال اندازه گیری شده است. به طور مثال لامپ های رشته ای متوسط طول عمری برابر 1500 ساعت با قابلیت کلید زنی پایین دارند.

طول عمر لامپ های کم مصرف CFL در حدود 10000 تا 15000 ساعت است که 5 تا 7 برابر لامپ رشته ای می باشد اما باتوجه به اینکه لامپ های ال ای دی در شرایط نرمال با قابلیت کلید زنی بالا در حدود 60000 ساعت کارایی دارند بنابراین لامپ کم مصرف در مقایسه با چراغ ال ای دی طول عمر بسیار کمی دارد. قابلیت کلید زنی یا همان PWM به تعداد دفعات خاموش و روشن شدن یک لامپ گفته می شود که در لامپ های ال ای دی این مسئله نامحدود است و تعداد دفعات خاموش یا روشن شدن بر طول عمر آنها تاثیری ندارد در حالی که در لامپ های کم مصرف این موضوع اهمیت دارد و با روشن و خاموش کردن لامپ طول عمر را کاهش می دهد.

طول عمر بالای لامپ هایی با تکنولوژی ال ای دی باعث می شود تا هزینه های جاری و تعمیر و نگهداری سیستم روشنایی به شدت کاهش یابد. به طور مثال در مکان هایی مانند برج های مخابراتی بلند این موضوع اهمیت پیدا می کند زیرا مشکل تعویض زود هنگام لامپ در این مکان خود هزینه بر است و استفاده از یک لامپ با طول عمر بالا برای کاهش هزینه های جاری و تعمیراتی منطقی تر به نظر می رسد.

مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف

مقایسه چراغ ال ای دی با کم مصرف CFL از نظر اقتصادی

لامپ های ال ای دی به طور کلی هزینه اولیه و ثابت بالاتری نسبت به لامپ کم مصرف CFL دارند اما در طول زمان استفاده از لامپ های ال ای دی توجیه اقتصادی بهتری دارد و خرید آنها مقرون به صرفه تر است. همانطور که در بالا اشاره شد طول عمر لامپ های ال ای دی 4 تا 5 برابر لامپ های کم مصرف CFL است ، یعنی در طول دوره کارکرد یک چراغ ال ای دی باید 5 مرتبه لامپ فلورسنت را جایگزین نمود. مقدار مصرف انرژی الکتریکی لامپ کم مصرف CFL نیز 3 تا 4 برابر ال ای دی است بنابراین هزینه های جاری لامپ کم مصرف نیز بالاتر است و در طول دوره مصرف باعث می شود که خرید لامپ ال ای دی بهتر باشد.

مقدار تولید نور بیشتر به ازای مصرف کم ، منجر به کاهش هزینه اولیه تجهیزاتی مانند تابلو برق ها ، فیوز ها و سیم کشی می گردد ، همچنین این امر باعث می گردد برای تامین لوکس مورد در یک مساحت مشخص تعداد لامپ های کم مصرف CFL بیشتری نسبت به ال ای دی مورد نیاز باشد. به طور کلی هزینه های جاری و تعمیر و نگهداری کمتر لامپ های ال ای دی باعث می شود که افراد بیشتر به تهیه روشنایی ال ای دی اقدام کنند.

استفاده از لامپ سی او بی به عنوان خورشید کوچک

مقایسه لامپ LED با کم مصرف ( لامپ فلورسنت ) از نظر برخی قابلیت ها

مقایسه LED با کم مصرف در میزان تاخیر راه اندازی : چراغ های فلوروسنت در سرمای شدید کارایی کمی دارند و دیر روشن می شوند و گاز داخل حباب به دلیل گرم نشدن یونیزه نمی شود. (در صورت روشن شدن نیز نور بسیار کمی دارد). سرعت روشن شدن و رسیدن به نقطه اوج روشنایی در لامپ LED کمتر از 20 میکرو ثانیه بوده که در مقایسه با سایر لامپ های روشنایی بسیار کمتر است.

کاربرد لامپ سی او بی در تولید نوری همانند خورشید

مقایسه لامپ led با کم مصرف از نظر کیفیت نور : نور های فلورسنت به دلیل توهم رنگی، ویدیو نمایش را به صورت رنگ های غیر واقعی نمایش می دهند و این لامپ های ال ای دی هستند که نور واقعی و بصری را تغییری نمی دهند چراغ ال ای دی با رنگ سفید چشم را اذیت نمی کند و مانند نور طبیعی روز (خورشید) چشم نواز است که کاربرد این ویژگی علاوه بر بهبود دید اشخاص در فضا ، در گلخانه و مکان هایی نیاز به منبع نور طبیعی دارند بسیار با اهمیت است. تمرکز روشنایی نور لامپ های ال ای دی برخلاف انواع لامپ های دیگر می تواند بر روی هدف مورد نظر قرار گیرد و به سمت مسیر مشخصی هدایت گردد که این امر نیز به ایجاد اشکال و نوشته های خاص بر روی سطوح کمک می کند. درخشندگی نور در کلیه لامپ ها با گذشت زمان کاهش می یابد اما در انواع ال ای دی ها به خصوص لامپ SMD شدت نور باگذشت زمان افت چندانی نمی کند.

مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف از لحاظ قابلیت  کنترل رنگ : در انواع چراغ ال ای دی بدون استفاده از  فیلتر های پوششی رنگی ، امکان ایجاد رنگ روشنایی دلخواه وجود داشته ضمن اینکه طیف نوری لامپ ، خالص و با درخشندگی یکنواخت است. رنگ استاندارد یک نور ال ای دی سفید است که از ترکیب سه رنگ اصلی آبی و قرمز و سبز ( RGB ) ایجاد می شود به همین دلیل ایجاد روشنایی با رنگ طبیعی روز یا رنگ دی لایت ( day light ) امکان پذیر است. تعداد دفعات روشن یا خاموش شدن یک منبع نور ال ای دی ، کاهش طول عمر و خرابی لامپ را در پی ندارد. تنظیم شدت نور و رنگ روشنایی لامپ LED  با استفاده از تکنولوژی PWM که به کمک تغییر پهنای پالس ، سطح ولتاژ هر تراشه را کنترل می کند، امکان پذیر است.

مقایسه چراغ ال ای دی با کم مصرف از نظر  نوع برق مصرفی : یکی از مهمترین عیوب LED ها مربوط به مدار یکسو کننده لامپ بوده که علاوه بر اینکه باعث افزایش قیمت اولیه این لامپ ها گردیده است ، در اکثر موارد خرابی تراشه ال ای دی مربوط به از کار افتادن همین مدار یکسو کننده می باشد. اکثر لامپ های ال ای دی مسطح بوده بنابراین در همه جهات نمی توانند نور را ساطع کنند این امر باعث ایجاد نقاط تاریک در پشت چراغ می گردد.

تکنولوژی ساخت لامپ ال ای دی روز به روز در حال پیشرفت و متحول شدن است به طوری که هر لحظه باید منتظر تغییر در سیستم روشنایی ساختمان ها باشیم. در زیر یک فیلم چگونگی ساخت لامپ ال ای دی در خانه را تماشا فرمایید و سپس به مطالعه مقاله لامپ LED ادامه دهید.

قابلیت کنترل رنگ لامپ های ال ای دی

مطالعه جدول زیر برای مقایسه لامپ ال ای دی با کم مصرف به درک بهتر موضوعات بالا کمک می کند.

با توجه به مطالب ارائه شده برای مقایسه ال ای دی با کم مصرف به همراه لامپ رشته ای و جدول فوق ، در پایان متوجه می شویم که استفاده از لامپ های ال ای دی برای سیستم روشنایی ساختمان و نورپردازی اماکن در مقایسه با لامپ کم مصرف از لحاظ کیفیت نوری ، مقدار مصرف انرژی ، طول عمر  و بهره نوری بسیار بهتر و کارآمد تر است.

تکنولوژی ال ای دی با کاربرد های فراوان

منبع : Philips ، bridgelux ، ledlight

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس کاری حرفه ای و اخلاقی است”