LED v primerjavi s kovinsko halogensko svetlobo

Ste se kdaj vprašali, kakšne so svetleče diode (LED) in metalhalogenidne luči? Tukaj je vzporedna--primerjava obeh, ki ji sledi temeljita analiza vsake tehnike posebej.

Ko se kovinski in halogenski elementi združijo, nastanejo spojine, znane kot kovinski halogenidi. Ti so sestavljeni iz uranovega heksafluorida (gorivo, ki se uporablja v jedrskih reaktorjih) in natrijevega klorida (sol). Električni tok teče skozi mešanico kovinskega halogenida in živega srebra, da ustvari svetlobo v metalhalogenidnih žarnicah. Delujejo dokaj podobno kot druge plinske -sijalke (kot živosrebrne pare), pri čemer je glavna razlika sestava plina. Učinkovitost in kakovost svetlobe se običajno povečata z dodatkom hlapov kovinskih halogenidov.

Metalhalogenidne luči ponujajo veliko večjo kakovost svetlobe in so tri do petkrat bolj učinkovite od žarnic z žarilno nitko. Pogosto imajo zelo visoko barvno temperaturo (do 5500K), odvisno od specifične mešanice kovinskih halogenidov. Skladno s tem so lahko metalhalogenidne žarnice zelo učinkovite za uporabo z visoko-intenzivnostjo, kot so žarometi na avtomobilih, razsvetljava v športnih objektih ali razsvetljava za fotografijo. Vrhunska svetloba, ki jo proizvajajo kovinski halogenidi, je njihova daleč največja prednost.
Katere so glavne pomanjkljivosti metalhalogenidnih luči?

Sledi nekaj pomanjkljivosti metalhalogenidne razsvetljave:

Med vsemi lučmi, ki so na voljo na trgu, imajo metalhalogenidne luči najdaljši čas ogrevanja-. Številne metalhalogenidne luči, ki se uporabljajo v športnih objektih in skladiščih, potrebujejo 15 do 20 minut, da dosežejo običajno delovno temperaturo. To je resna težava iz več razlogov:
Ker se ne vklopijo in izklopijo, ko je to potrebno, jih je treba uporabljati dlje časa kot LED.
Vedeti morate, kdaj boste potrebovali svetlobo.
Da se izognete potrebi po ogrevanju,-ko so ponovno vklopljene, se lahko luči prižgejo, ko niso potrebne, na primer med 30-minutnim izpadom.
Ko metalhalogenidne sijalke delujejo pri manj kot polni moči, se njihova učinkovitost zmanjša. Običajna življenjska doba žarnice je med 6.000 in 15.000 urami. Morda boste na začetku porabili približno enak znesek za kovinske halogenide in LED, odvisno od določene žarnice. Težava je v tem, da boste morali za doseganje življenjske dobe ene same LED sčasoma kupiti veliko število kovinskih halogenidov (2–5). Sčasoma se to prevede v izjemno visoke stroške vzdrževanja.
Katere metalhalogenidne luči imajo manjše pomanjkljivosti?
Sledi nekaj manjših napak pri metalhalogenidni razsvetljavi:

Luči iz kovinskih halogenidov so vsesmerne. 360-stopenjske svetlobe, ki jih proizvaja vsesmerna razsvetljava. Ker se mora vsaj polovica svetlobe odbiti in preusmeriti na želeno območje, ki se osvetljuje, je to velika sistemska neučinkovitost. Ker vsesmerne luči zahtevajo, da se svetloba odbije in preusmeri, je njihov izhod bistveno manj učinkovit zaradi izgub, kot bi bil, če bi bila svetloba po naravi usmerjena.

Metalhalogenidna razsvetljava se pogosto uporablja pri razsvetljavi visokih skladišč za skladišča in druge velike notranje prostore, pa tudi na velikih športnih prizoriščih, kot so stadioni ali hokejska igrišča.
LED diode

Akronim za svetleče-diode je LED. Z dvema elektrodama (anodo in katodo) je dioda električna naprava ali komponenta, ki omogoča, da elektrika teče skozi njo samo v eno smer, običajno navznoter skozi anodo in navzven skozi katodo. Za izdelavo diod se običajno uporabljajo pol-prevodni materiali, kot sta silicij ali selen, ki sta snovi v trdnem stanju, ki prevajata elektriko pod določenimi pogoji, ne pa tudi pod drugimi (npr. pri določenih napetostih, trenutnih ravneh ali jakosti svetlobe). Pripomoček oddaja vidno svetlobo, ko tok teče skozi polprevodniški material. Je pravo nasprotje fotovoltaične celice, ki je naprava, ki proizvaja elektriko iz vidne svetlobe.

Tu lahko preučite zgodovino LED razsvetljave ali preberete več o tehničnih vidikih delovanja LED.

LED osvetlitev ponuja štiri glavne prednosti:

V primerjavi z vsemi drugimi tehnologijami razsvetljave, vključno s fluorescentnimi lučmi in lučmi LPS, predvsem pa s kovinskimi halogenidi, imajo LED diode izjemno dolgo življenjsko dobo. Nove LED diode imajo življenjsko dobo vsaj 50.000 do 100.000 ur. Nasprotno pa je življenjska doba metalhalogenidne žarnice običajno v najboljšem primeru 12–30 % daljša (običajno med 6.000 in 15.000 urami).
V primerjavi z vsemi drugimi komercialno dostopnimi tehnologijami razsvetljave so LED diode neverjetno energetsko učinkovite. Svetlobo oddajajo usmerjeno (več kot 180 stopinj v nasprotju s 360 stopinjami, kar pomeni, da je bistveno manj izgub zaradi potrebe po preusmerjanju ali odbijanju svetlobe) in zapravljajo zelo malo energije v obliki infrardečega sevanja (toplote).
Odlična kakovost svetlobe
Zelo malo težav in vzdrževanja

LED lučiimajo poleg glavnih še številne manjše prednosti. Ti so sestavljeni iz naslednjega:

Dodatki: LED diode potrebujejo veliko manj delov za svoje dodatne svetilke.
Barva: brez potrebe po običajnih barvnih filtrih, ki jih zahtevajo konvencionalne svetlobne rešitve, je mogoče narediti LED diode za ustvarjanje celotnega spektra odtenkov vidne svetlobe.
usmerjeno: LED diode privzeto oddajajo svetlobo v polmeru 180 stopinj, zaradi česar so naravno usmerjene.
Velikost: V primerjavi z običajnimi lučmi, vključno s tistimi z žarilno nitko, so lahko LED bistveno manjše.
Ogrevanje-: lučke LED se hitreje vklopijo in izklopijo in ne potrebujejo časa za-ogrevanje ali ohlajanje-.
Tukaj preberite izčrpen povzetek številnih prednosti LED.

Morda domnevate, da so luči LED nepomembne-glede na prednosti. Čeprav je to čedalje pogosteje, izbira LED še vedno zahteva nekaj kompromisov:

Predvsem LED luči so zelo drage. Namestitev LED razsvetljave ima običajno višje vnaprejšnje stroške kot večina možnosti. To je daleč najpomembnejša pomanjkljivost, ki jo je treba upoštevati. Kljub temu stroški LED hitro padajo in ta trend se bo nadaljeval, ko jih bo uporabljalo vse več ljudi. Če upoštevamo vse, je začetni strošek LED diod dejansko precej podoben strošku metalhalogenidnih žarnic. Obe luči običajno prodajajo med 10 in 30 USD na svetilko, odvisno od vrste in lastnosti. Seveda se lahko to v obeh primerih razlikuje glede na specifično svetlobo.

Ali vam stroški vašega projekta LED osvetlitve preprečujejo, da bi ga odobrili? Izkoristite našo storitev inženiringa vrednosti.

Računalniška vezja so bila prva-uporaba svetlečih diod v resničnem svetu. Od takrat se je njihova uporaba postopoma povečala in zajema svetlobne znake, semaforje ter v zadnjem času notranjo in zunanjo razsvetljavo. Za poslovne objekte, šole, skladišča in telovadnice so LED luči odlična izbira. Poleg tega jih je mogoče uporabiti za parkirišča, osvetlitev cest (kar zagotavlja opazne barvne prednosti pred nizkotlačnimi in visokotlačnimi natrijevimi lučmi) in velika javna mesta (ki potrebujejo močno in učinkovito osvetlitev širokega območja). Preberite tukaj za zanimiv vpogled v razvoj ulične razsvetljave v ZDA.

Kaj naredi kovinski halid inLED lučiDrugačen?

Obe tehnologiji uporabljata zelo različne procese za ustvarjanje svetlobe. LED diode so polprevodniška tehnologija, medtem ko metalhalogenidne sijalke vsebujejo kovine, ki izhlapijo v inertni plin znotraj steklene lupine. Svetloba, proizvedena z obema metodama, je izjemno kakovostna. Svetleče diode so manj vzdrževalna-intenzivna, bolj energetsko-učinkovita tehnologija, ki pogosto traja veliko dlje. Kovinski halogenidi so med najučinkovitejšimi lučmi za zelo hladne barvne temperature, vendar imajo nižjo življenjsko dobo in dolg-čas segrevanja. Kljub temu ustvarjajo zelo-kakovostno svetlobo.

Ob prvem vklopu luči ali izklopu vira napajanja imajo nekatere metalhalogenidne žarnice dolg-čas segrevanja (15–20 minut). Poleg tega obstaja majhna verjetnost, da bo metalhalogenidna žarnica raznesla. Še vedno obstaja možnost škode ali škode, tudi če je to neobičajno in obstajajo-previdnostni ukrepi za zmanjšanje tveganja. Menjava žarnic pred pričakovanim koncem njihove življenjske dobe in skupaj (v nasprotju s točkovno menjavo posameznih žarnic, ki se pokvarijo) sta običajni preventivni metodi. Poleg drastičnega zmanjšanja uporabne življenjske dobe luči lahko to zviša cene.

Poleg tega metalhalogenidne žarnice neučinkovito porabijo veliko energije. Poleg tega jih je zaradi potrebe po-ogrevanju treba izvajati veliko dlje, kot je dejansko potrebno. Vse to poveča stroške, ki se običajno kažejo kot višji računi za komunalne storitve. Metalhalogenidne žarnice imajo približno enako ceno kot LED, vendar bodo zaradi neučinkovitega delovanja in potrebe po pogosti zamenjavi sčasoma še povečale stroške. Ta neučinkovitost bo še posebej opazna v veliki zgradbi (kot je stadion, skladišče ali hokejsko igrišče).

Povezana temperatura barve
Svetleče diode so na voljo v različnih barvnih temperaturah, ki običajno padejo med 2200 K in 6000 K (od "tople" rumene do svetle ali "hladne" modre).

Bela svetloba, ki jo proizvajajo metalhalogenidne sijalke, je precej hladna. Zanje so na voljo barvne temperature do 3000 K. Do 20.000 K imajo nekateri kovinski halogenidi neverjetno nizke barvne temperature.

ZMAGOVALEC:

CRI
Zadevna specifična svetloba pomembno vpliva na CRI za LED. Kljub temu je na voljo širok razpon vrednosti CRI, običajno med 65 in 95.

Najboljši razpoložljivi vir bele svetlobe z visokim CRI so verjetno kovinski halogenidi.

Metal Halide je zmagal.

Kolesarjenje (vklop in izklop)
Ker LED diode reagirajo skoraj v trenutku (ni faze ogrevanja-ali ohlajanja-), so popolne za namensko prižiganje in izklapljanje luči. Zagotavljajo stalno osvetlitev-brez utripanja.

Čas ogrevanja-za metalhalogenidne luči je neslavno dolg. Metalhalogenidne luči se že dolgo uporabljajo na številnih stadionih, čeprav lahko žarnice potrebujejo od 15 do 30 minut, da dosežejo največjo moč.

ZMAGOVALEC: LED

Zatemnitev
LED diode je zelo enostavno zatemniti in jih lahko uporabljate pri poljubnem odstotku svetlobe, od 100% do 0,5%. Zatemnitev LED deluje tako, da zmanjšate prednji tok ali spremenite trajanje impulza. Če želite zatemniti, morate kupiti tudi LED zatemnitvena stikalaLED lučiker niso združljivi z običajnimi zatemnilniki z žarilno nitko, ki zmanjšajo napetost svetlobe.

Za zatemnitev metalhalogenidnih luči se lahko uporabljajo različne električne ali magnetne predstikalne naprave, vendar se s tem spremeni napetost, ki se dovaja svetlobi, in lahko spremenijo njene lastnosti. Ko delujejo z manj kot polno močjo, so metalhalogenidne sijalke pogosto manj učinkovite. Zatemnitev lahko občasno povzroči tudi prehitro ugasnitev svetlobe.

ZMAGOVALEC: LED

Usmerjenost
LED diode imajo 180-stopinjski svetlobni spekter. Ker je svetloba običajno potrebna v ciljnem območju (namesto vseh 360 stopinj okoli žarnice), je to običajno prednostno. Izvedite več o metriki, znani kot "uporabni lumni" ali "učinkovitost sistema", da boste bolje razumeli učinke usmerjene svetlobe.

Ker so metalhalogenidne luči vsesmerne, lahko oddajajo svetlobo v vse smeri. Izgube in zmanjšana učinkovitost sistema so posledica potrebe po refleksiji in/ali preusmerjanju velikega dela teh emisij.

ZMAGOVALEC: LED

Učinkovitost
V primerjavi z vsemi drugimi možnostmi razsvetljave, ki so na voljo na trgu, so LED diode neverjetno učinkovite, še posebej v primerjavi z žarnicami z žarilno nitko. Učinkovitost vira običajno pade med 37 in 120 lumnov/vat. Vendar je učinkovitost sistema-količina svetlobe, ki resnično doseže ciljno območje po upoštevanju vseh izgub-tam, kjer LED diode resnično sijejo. Številke učinkovitosti LED-sistemov pri večini presegajo 50 lumnov/vat.

Učinkovitost metalhalogenidnih luči se giblje od 75 do 100 lumnov na vat. Glavni razlog, zakaj jim primanjkuje LED diod, je ta, da je učinkovitost njihovega sistema bistveno slabša (manj kot 30 lumnov/vat) zaradi vseh izgub, ki nastanejo pri vsesmerni proizvodnji svetlobe in zahteve po preusmeritvi le-te na želeno lokacijo.

ZMAGOVALEC: LED

Padec učinkovitosti
Ko tok narašča, se učinkovitost LED zmanjšuje. Dodaten tok povzroči tudi povečanje toplotne moči, kar skrajša življenjsko dobo naprave. Z izhodom približno 80 %, ki je tipičen na koncu življenjske dobe, je splošno znižanje zmogljivosti sčasoma sorazmerno majhno. Raziskovalci, ki so pred kratkim odkrili vzroke za padanje LED, si prizadevajo dodatno zmanjšati izgube.

Ker se naprava stara in je potrebna večja moč za enako svetlobno moč, tudi metalhalogenidne luči izgubijo učinkovitost. Kovinski halogenidi imajo krajše čase obrabe in večje izgube učinkovitosti kot LED.

ZMAGOVALEC: - (Opomba: zaradi novih dogodkov v tehnologiji LED bodo verjetno bolj povešene.)

Emisije (nevidni spekter).
Večina energije, ki jo porabi svetlobni vir, se pretvori naravnost v vidno svetlobo, saj LED diode ustvarijo razmeroma ozek spekter vidne svetlobe brez toplote ali izgub zaradi nepotrebnih vrst sevanja (IR, UV), ki prihajajo s konvencionalno razsvetljavo.

Tako infrardeče kot ultravijolično sevanje v znatnih količinah proizvajajo metalhalogenidne luči.

ZMAGOVALEC: LED

Infrardeče in ultravijolično
LED: NITI ENE

Za rutinsko osvetlitev metalhalogenidne luči izgubljajo energijo z oddajanjem infrardečega sevanja.

Da bi preprečili izpust UV-sevanja v ozračje, morajo imeti metalhalogenidne sijalke v žarnico vgrajen filter. Ti filtri so potrebni, da preprečijo bledenje barvanih površin, ko so izpostavljene svetlobi kovinskih halogenidov; sicer lahko svetilke, ljudje in celo živali utrpijo hude poškodbe (kot so hude sončne opekline ali očesni oblok).

ZMAGOVALEC: LED

Značilnosti neuspeha
Svetleče diode sčasoma zbledijo, zato ne uspejo. Izguba ene ali dveh diod ne pomeni nujno, da bo celotna svetilka odpovedala, kerLED lučiobičajno uporabljajo več svetlobnih oddajnikov v eni sami svetilki.

Ko metalhalogenidne luči dosežejo konec svoje uporabne življenjske dobe, lahko doživijo pojav, imenovan kroženje, pri katerem se prižigajo in izklapljajo brez človekovega posredovanja, dokler se na koncu popolnoma ne pokvarijo. Zaradi tega je treba metalhalogenidne luči v mnogih okoljih (na primer na stadionu) zamenjati, preden se izteče njihova življenjska doba.

ZMAGOVALEC: LED

Sveče za noge
Namesto merjenja celotne količine svetlobe, ki izhaja iz vira (svetlobni tok), nožna sveča meri količino svetlobe, ki doseže določeno površino.

V primerjavi z vsemi drugimi vrstami razsvetljave, ki so na voljo na trgu, so LED diode neverjetno učinkovite. Učinkovitost vira običajno pade med 37 in 120 lumnov/vat. Vendar je učinkovitost sistema-količina svetlobe, ki resnično doseže ciljno območje po upoštevanju vseh izgub-tam, kjer LED diode resnično sijejo. Številke učinkovitosti LED-sistemov pri večini presegajo 50 lumnov/vat.

V primerjavi z žarnicami z žarilno nitko imajo metalhalogenidne luči izkoristek vira 75–100 lumnov/vat. Glavni razlog, zakaj jim primanjkuje LED diod, je ta, da je učinkovitost njihovega sistema bistveno slabša (manj kot 30 lumnov/vat) zaradi vseh izgub, ki nastanejo pri vsesmerni proizvodnji svetlobe in zahteve po preusmeritvi le-te na želeno lokacijo.

ZMAGOVALEC: - (Opomba: Merjenje relativne uspešnosti je zahtevno, ker so ocene nožnih sveč zelo-odvisne od aplikacije in od primera-za-primerom posebej.)

Emisije toplote
LED diode ne proizvajajo veliko toplote naprej. V resnici obstaja le ena možna pomanjkljivost: uporaba LED za zunanjo razsvetljavo pozimi. Ko sneg pade na običajne luči, kot so HID luči, se ob stiku s svetlobo stopi. Pri LED diodah se temu običajno izognemo tako, da svetlobo usmerimo navzdol proti tlom ali jo pokrijemo z vizirjem.

Metalhalogenidne žarnice sproščajo precejšnjo količino toplote; približno 10–15 % porabljene energije se pretvori v toploto. Čeprav bi bilo to v določenih situacijah lahko koristno, so toplotne izgube pogosto slaba stvar, saj kažejo na energetsko neučinkovitost. Končni cilj naprave je oddajanje svetlobe, ne toplote.

ZMAGOVALEC: LED

Trajanje življenja
V primerjavi z drugimi komercialno dostopnimi viri svetlobe imajo LED diode daljšo življenjsko dobo. Čeprav se življenjske dobe razlikujejo, običajno traja od 25.000 do 100.000 ur ali več, preden je treba luč ali napeljavo zamenjati.

Medtem ko metalhalogenidne luči trajajo dlje kot zastarele tehnologije, kot so žarnice z žarilno nitko, niso tako-trajne kot luči LED. Povprečna življenjska doba žarnice je med 6.000 in 15.000 urami, preden jo je treba zamenjati. Opomba: Da bi preprečili večje učinke degradacije, kot so spremembe barve ali cikli, bo morda treba metalhalogenidne žarnice zamenjati pred koncem njihove življenjske dobe.

ZMAGOVALEC: LED

Stroški življenja
LED razsvetljava ponuja nizke stroške v življenjski dobi in sorazmerno drage začetne stroške. Sčasoma (vračilna doba) se tehnologija investitorju povrne. Sčasoma se nižji stroški vzdrževanja (ki temeljijo na stroških dela) in povečana energetska učinkovitost (ki so odvisni od stroškov električne energije) najbolj povrnejo.

Čeprav so kovinske halogenidne luči po ugodni ceni, zahtevajo veliko vzdrževanja. Za doseganje enake življenjske dobe kot pri eni sami LED-svetilki bo verjetno treba metalhalogenidne žarnice kupiti večkrat in pokriti stroške dela.

ZMAGOVALEC: LED

Stroški vzdrževanja
LED diode so daleč najboljše na trgu glede stroškov življenjske dobe zaradi svoje življenjske dobe in pogostosti menjave žarnic.

Poleg stroškov dela za spremljanje in zamenjavo starajočih se ali potečenih luči večkrat v pričakovani življenjski dobi ene LED diode, kovinske halogenidne sijalke zahtevajo rutinsko zamenjavo žarnic in predstikalne naprave.

ZMAGOVALEC: LED

Začetni stroški
Cena LED luči se razlikuje glede na specifikacije, vendar je na splošno visoka. Povprečna cena 100 W-enakovredne LED žarnice je med 10 in 20 USD.

Odvisno od specifikacij lahko 100 W kovinska halogenska žarnica stane od 10 do 30 USD.

ZMAGOVALEC:

Odpornost na udarce
Polprevodniške luči (SSL) je tako kot LED diode težko razbiti s fizičnimi udarci.

Metalhalogenidna žarnica je razmeroma krhka. Kar je še pomembneje, ker veliko metalhalogenidnih žarnic vsebuje nevarne snovi, kot je živo srebro, je treba z razbitimi žarnicami ravnati in jih zavreči previdno.

ZMAGOVALEC: LED

Dimenzije
Svetleče diode je mogoče povečati na veliko večjo velikost in so lahko neverjetno majhne (v nekaterih okoliščinah manj kot 2 mm). Če upoštevamo vse, to močno razširi obseg uporabe za LED.

Čeprav so kovinske halogenidne žarnice lahko majhne, običajno niso manjše od približno centimetra. Moč in svetlobna moč, potrebna za določeno uporabo, določata največjo velikost žarnic.

ZMAGOVALEC: LED

Toleranca na mraz
LED diode: vklopijo se takoj pri temperaturah pod 40 stopinj Celzija.

Minus 40 stopinj Celzija za kovinski halid

ZMAGOVALEC: LED

Toleranca na vročino
100°C. LED diode dobro delujejo v notranjih in zunanjih okoljih pri vseh tipičnih delovnih temperaturah. Vendar potrebujejo veliko odvajanja toplote in slabše delujejo pri zelo visokih temperaturah, zlasti v bližini drugih občutljivih delov.

Nismo mogli najti nobenih nepristranskih informacij o delovanju metalhalogenidnih žarnic pri visokih temperaturah. Prosimo, kontaktirajte nas, če imate kakršne koli informacije.

ZMAGOVALEC:

Čas za ogrevanje
Obdobja ogrevanja za LED diode- skoraj ni. Njihova svetlost doseže vrhunec zelo takoj.

Metalhalogenidne sijalke potrebujejo opazno-obdobje ogrevanja, odvisno od svetlosti. Traja lahko od 15 do 20 minut, da metalhalogenidne luči na atletskih prizoriščih dosežejo svoj polni sijaj.

ZMAGOVALEC: LED

Garancija
LED: Običajno 5–10 let

Kovinski halid: običajno eno do dve leti

ZMAGOVALEC: LED