Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 3/2019 vyšlo tiskem
11. 6. 2019. V elektronické verzi na webu 17. 7. 2019.

Veletrhy a výstavy
Euroluce 2019 očima designérky
Výstava Světlo v architektuře 2019
Amper 2019 v zajetí „chytrých“ technologií

Pro osvěžení paměti
Osvětlovací sklo z Kamenného pahorku

Aktuality

Logická mobilní hra „Zrecykluj to!“ naučí správně recyklovat elektrozařízení Cílem hry je zábavnou formou širokému publiku vysvětlit, že elektroodpad nepatří do…

FOR ARCH 2019 zaostří na chytrá města i na bezpečnost Objevte novou, chytřejší a bezpečnější budoucnostna 30. ročníku mezinárodního stavebního…

Osram přebírá společnost Ring Automotive Po schválení převzetí společnosti Ring Automotive společností Osram britským Úřadem pro…

Evropský projekt Premiumlight Pro zahájil spolupráci s celosvětovou databází Lumispec Evropský projekt Premiumlight Pro zahájil spolupráci s celosvětovou databází Lumispec,…

Více aktualit

Světelné zdroje nové generace na bázi diod LED

číslo 2/2004

Světelné zdroje nové generace na bázi diod LED

Vladislav Poulek – Poulek Solar, s. r. o., Praha,
Martin Libra – Česká zemědělská univerzita v Praze
a Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích

Je všeobecně známo, že malá účinnost klasických žárovek 3projevuje ve vysoké spotřebě elektrické energie. Příliš velká část spotřebované energie tedy připadá na ztráty v podobě neviditelného infračerveného záření a odvedeného tepla. Obr. 1. Proto v provozovnách, kde se dlouhodobě svítí, majitelé či provozovatelé stále častěji přecházejí k používání zářivek, jejichž účinnost se pohybuje kolem h » 18 %, a to dokonce při mnohem delším životě. Je tomu tak z toho důvodu, že vyšší náklady na instalaci úsporného osvětlení se rychle vrátí v ušetřených nákladech na provoz. V době neustálého zvyšování cen elektrické energie tento trend postupně přichází i do domácností, neboť i tam stále více lidí počítá.

Nejnovějším „hitem„ v oblasti osvětlování jsou polovodičové světelné zdroje na bázi diod LED s velkou svítivostí. Jejich účinnost dosahuje až 40 %, což je až třináctkrát více než v případě klasických žárovek, šestkrát více než u halogenových žárovek a téměř dvakrát více než v případě zářivek*).

Tyto zdroje záření nové generace umožňují další významné snížení spotřeby elektrické energie a tím i další úsporu nákladů. Navíc jejich život je minimálně 50 000 h, což je padesátkrát více než v případě běžných žárovek a osmkrát více než u úsporných zářivek. V mnoha svítidlech je lze jednoduše zaměnit za klasické zdroje bez dalších úprav. Při použití v kapesních či akumulátorových svítilnách se baterie nebo akumulátory mnohem pomaleji vybíjejí, a tedy mnohem déle vydrží. Z toho plyne, že i jednoduché „počty„ uživatele brzy přesvědčí o tom, že uvedené polovodičové světelné zdroje jsou velmi ekonomické a vyplatí se i přes své vyšší pořizovací náklady. Vyrábějí se v modifikacích pro všechny běžné způsoby napájení, např. U = 12 ÷ 24 V (DC) či U = 220 V (AC), a s běžnými typy patic (viz dále).

Klasické LED vyzařují monochromatické záření v důsledku zářivé rekombinace elektronů a děr v polovodiči v oblasti přechodu PN při průchodu elektrického proudu diodou. Vlnová délka je dána pásovou strukturou rozdělení energetických hladin použitého polovodiče, zvláště šířkou zakázaného pásu a polohou hladin od příměsí. Běžné jsou diody červené, žluté, zelené a modré.

Obr. 2. Obr. 3. Obr. 4.

Obr. 3. zdroj na bázi diod LED se skleněnou baňkou, s paticí E27 a s příkonem P = 2 W; je ukázán i s odstraněnou baňkou

Obr. 5. Obr. 6. Obr. 8.

Novinkou poslední doby jsou polovodičové světelné zdroje svítící složeným bílým světlem. Jejich základem je dioda emitující fotony v modré oblasti spektra. Obr. 7. Pomocí luminoforu obohacují emisní spektrum spektrální čáry v zelené, žluté a červené oblasti. Luminofory totiž umožňují absorpci fotonu s vyšší energií a následnou emisi fotonu s nižší energií, tedy s větší vlnovou délkou. Emisní spektra některých LED jsou na obr. 1. Byla měřena spektrofotometrem SPECOL. Ve spektru bílého světla jednotlivé spektrální čáry splývají, neboť použitý fotometr má poměrně „dlouhý krok„ a v důsledku disperze nedokáže rozlišit jednotlivé spektrální čáry, ale integrálně zobrazuje spektrální intenzitu vyzařování v širší oblasti vlnových délek. Úhel světelného svazku je dán především tvarem zaoblení zalévací hmoty ve směru emise záření.

Ukázky některých zmíněných světelných zdrojů na bázi LED jsou na obr. 2 až obr. 5. Podle účelu, ke kterému jsou určeny, existují různá provedení na různá napájecí napětí a s různými paticemi – např. se závitem E27 nebo s BA 15s, BA 15D. Na obr. 6 je detail matice LED a na obr. 7 a obr. 8 jsou zdroje záření v rozsvíceném stavu se žlutě svítícími diodami a s bíle svítícími diodami. Při poměrně malém příkonu P = 6 W jsou tyto světelné zdroje dobře použitelné v praxi.


*) Výrobce udává svítivost diod 10 cd na jednu diodu. Světelný zdroj na obr. 4 má devatenáct žlutě svítících diod o celkovém příkonu 1 W; přepočtem vychází světelná účinnost asi 160 lm/W. Renomovaní výrobci světelných zdrojů uvádějí měrné výkony klasických žárovek kolem 12 lm/W, halogenových žárovek kolem 20 lm/W, výbojek v rozmezí 60 až 100 lm/W, u nízkotlakých sodíkových výbojek až 180 lm/W. Je zřejmé, že tyto hodnoty korespondují s účinností přeměny elektrické energie na světlo u žlutých LED.