Prečo mi drahá žiarovka vo fasádnom svietidle vydržala tak krátko? (A čo s tým robiť)
Tie hlavné dôvody rýchleho zlyhania LED žiaroviek sú dva a dôvody môžu byť aj v súbehu.
Nepriateľ č. 1 -teplo:
Prvým nepriaznivým hlavným faktorom je teplo. Ak predpokladáme, že fasádne svietidlo je uzavreté, lebo má IP44 alebo aj vyššie krytie, žiarovka sa vo vnútri prehrieva, teplo nemá kam uniknúť,viď obrázok.
Síce na krabičke je uvedená životnosť žiarovky povedzme 16.000 hodín, ale po bližšom pátraní zistíte, že údaj platí pre teplotu okolia 20°C. Poviete si, že v noci v lete nebýva často o moc viac ako 25°C, čo nie je až taký rozdiel. Nie je, to je fakt.
Lenže, ako som spomenul, žiarovka je v malom uzavretom svietidle a toto vnútro hravo vykúri na povedzme 40-60°C, a táto teplota je zároveň pre žiarovku teplotou okolia, nie tá teplota, čo je na teplomeri na verande. Teplota na akú sa vyhreje vnútro svietidla závisí samozrejme hlave od výkonu žiarovky. Navyše ale hovoríme o fasáde, na ktorú mohlo cez deň pražiť slnko, takže fasáda bude vyhriata a toto teplo bude z nej sálať aj dlho po západe slnka. Sálavé teplo bude prispievať k teplote vo vnútri svietidla. Táto teplota vo vnútri svietidla má na životnosť LED žiarovky väčšinou zásadný vplyv. Prečo iba väčšinou, vysvetlím neskôr.
Predpokladané skrátenie životnosti žiarovky teplom je možné určiť jednoduchým približným pravidlom, ktoré znie, že zvýšením teploty o 10°C s sa skráti životnosť na polovicu. Teda pri 40°C sa skráti zo 16.000 hod na 4.000 hod. Pri 60°C už iba na 1.000 hod. Znovu zdôrazňujem, že to je približné pravidlo, realita môže byť lepšia ale aj horšia.
Toto pravidlo nie je empirické alebo dokonca vymyslené, vychádza z Arrheniovej rovnice. Hoci bola rovnica odvodená ešte koncom 19. storočia, opisuje jav v prírode, ktorý existoval aj predtým aj potom, aj keby tá rovnica nikdy nebola odvodená. Má teda širokú všeobecnú platnosť a neplatí len pre LED. Je to fyzikálny fakt a ako výrobca výrobku, ktorý svojou činnosťou uvoľňuje teplo sa s tým musíte vysporiadať tak, aby vplyv tepla na životnosť výrobku bol minimálny a je jedno, či sa to niekomu zdá alebo nezdá, či o tom pochybuje, alebo nemá taký dojem.
Nepriateľ č.2 – kolísanie napätia
Druhým hlavným faktorom negatívne vplývajúcim na životnosť žiarovky je napätie v sieti. U nás je normovaná hodnota napätia v sieti 230V. Nie "dvestodvadsať", ako stále neraz hovoria aj odborníci - elektrikári, hoci 230V namiesto 220V máme v celej kontinentálnej Európe od začiatku r. 1993. Podľa normy môže napätie v sieti kolísať v rozmedzí +/- 10%. Čo je v maxime 253V. K tejto hodnote sa môžete hravo blížiť hlavne ak bývate blízko transformátora. A žiarovky dostupné u nás bývajú konštruované na 230-240V. Takže ak mávate doma napätie výrazne cez 240V, životnosť žiaroviek sa bude zrejme rátať max. na desiatky hodín, úvahami o teple sa netreba ani zaoberať. Preto som povedal, že teplota má zásadný vplyv, "väčšinou". Drastické znižovanie životnosti vysokým napätím platí aj pre vláknové žiarovky, len vzhľadom na ich ceny a fakt, že nikdy neboli spájané s pojmom "dlhá životnosť", nás to tak netrápi.
Pozor na žiarovky z krajín s iným napätím:
Mimochodom, bývali a možno aj stále sú na trhu klasické "špeciálne" žiarovky z Bieloruska. Špeciálne preto, lebo inak by sa nedali dostať do EÚ a vlastne ani nikam inde. Lenže v Bielorusku je napätie v sieti 220V. No a ako najjednoduchšie vznikne zo žiarovky na 220V žiarovka na 230V? Rovnako, ako z obyčajnej 60 centovej žiarovky špeciálna 60 centová.
Na napätia pozor aj pri nákupoch z Číny, je tam mimochodom tiež 220V. Oni stále často uvádzajú, že niečo, čo je určené na export do Európy a spĺňa to všetky európske normy, je na 220V. Keď sa na to opýtate, tak rýchlo odpíšu, že samozrejme je to na 230V. A keď sa potom opýtate, že prečo tam potom uvádzajú 220V, keď je také samozrejmé, že je to na 230V, tak už sa neozvú.
Dobre, ale čo s tým?
Hlavne v prípade uzavretých svietidiel vyberajte z modelov, ktoré už boli vyvinuté ako natívne LED svietidlá, t.j. využívajú zabudovaný LED modul, napr. aj LED pás, a konštrukčne sú na to prispôsobené. Takéto svietidlá majú teleso z hliníka, v prípade LED pásu to je LED profil, ktorý zároveň slúži ako chladič a odvádza teplo z LED mimo svietidla do priestoru. LED modul väčšinou využíva externý zdroj - driver, ktorý ale musí byť umiestnený v inom priestore, než tam kde je LED, spravidla v nejakom sokli svietidla. Inak sa driver a LED vzájome vyhrievajú a ste tam kde ste boli s tým rozdielom, že skôr pravdepodobne odíde driver, než LED. Alebo potom existujú aj LED moduly priamo na 230V. Ich konštrukcia vynecháva driver - zdroj, teda konštrukčne je toto riešenie voľnejšie a jednoduchšie než riešenie s driverom. A aj spoľahlivejšie, pretože klesá počet súčiastok.
Čo je výborné je to, že takéto riešenia zároveň riešia aj problémy s napätím v sieti. Drivery aj sieťové LED moduly od serióznych výrobcov naozaj zvládajú vyššie výkyvy napätia, teda 230V +/-10%, nie je to len kreativita pri označovaní výrobkov. Takéto LED moduly sme použili napr. v našej realizácii v Devíne.
Ešte existuje aj možnosť, ako na riešenie problému zvýšeného napätia, pohľadať žiarovky konštrukčne stavané na 230-240V. Normovaných 240V je napr. v krajinách na Arabskom poloostrove, takže také žiarovky sa vyrábajú, len zrejme ich dostupnosť v našich krajoch je limitovaná. Mimochodom, do roku 1993 mali Briti 240V a kontinent 220V, preto sa z praktických a obchodných dôvodov pristúpilo k zjednoteniu na 230V, čo sme si väčšinou ani nevšimli.
S problémom vyššieho napätia sa môžete stretnúť, ako som už spomenul, hlavne ak bývate v blízkosti transformátora. Je to dosť vážny problém, netýka sa to len žiaroviek, ale všetkých elektrospotrebičov, ktorých maximálne konštrukčné napätie je takto neustále prekračované. Je dobré to potom riešiť s elektro rozvodným podnikom. Mali by byť schopní to upraviť vonku v transformátore alebo nejakým stabilizátorom napätia.
Problematika sa samozrejme netýka len uzavretých svietidiel, uvádzam to ako príklad, na ktorom sa dajú spomínané javy a poruchy dobre vysvetliť. Úmerne to platí pre akékoľvek svietidlá. Žiarovky je dobré používať naozaj len tam, kde je to z iných dôvodov nutné, napr. do starších lámp, tzv. retro-fitting. Alebo do svietidiel, kde si LED modul len ťažko predstaviť, napr. v našich vidieckých svietidlách. Rovnako nie je s teplotou problém v naozaj otvorených svietidlách, ako je napr. stolovka s látkovým kužeľovým tienidlom v prípade, že použijete kvalitné značkové žiarovky, kde pri ich vývoji brali do úvahy aj uvoľňované teplo. Totiž ak má žiarovka zle vyriešený tzv. tepelný manažment, pokazí sa rýchlo teplom sama o sebe aj keď je namontovaná iba v holej objímke na drôtoch zo stropu. Tak či tak, je dobré použiť žiarovky s čo najnižším možným príkonom.
Ďaľším riešením, aj keď často skôr doplnkovým, je použitie drahších stmievateľných žiaroviek a intenzitu svetla si potom naozaj aj znižovať, vždy keď je to vhodné. Ono to v paxi ale väčšinou skončí pri nastavení nejakej hodnoty trochu pod maximom a tak to potom už ostane, preto to nazývam doplnkovým riešením.
V prípade exteriérových lámp stojí ešte za uváženie použitie spínačov na pohyb, aby lampa svietila len keď naozaj treba. Toto však ťažko použiť, ak exteriérové osvetlenie je súčasťou architektúry objektu a tvaruje jeho vzhľad počas tmy. Potom je vynikajúci nápad časovačmi alebo nejakým komplexnejším systémom riadenia zabezpečiť automatické vypínanie alebo stlmovanie svietidiel.