Když se LEDkám nechce svítit

V tomto článku přinášíme pár poznámek a postřehů k moderní technologie osvětlení LED. Každý věří v technologii LED osvětlení, která přináší mnoho výhod oproti baňkovým klasickým žárovkám především v úspoře energie, a oproti výbojkovým žárovkám, které zase nereagují taky rychle, jejich náběh je pozvolný a i když se v této oblasti událo poměrně dost změn, kdy žárovky nabíhají v několika sekundách oproti dřívějším desítkám sekund, není to prostě ono.

V tomto článku přinášíme pár poznámek a postřehů k moderní technologie osvětlení LED. Každý věří v technologii LED osvětlení, která přináší mnoho výhod oproti baňkovým klasickým žárovkám především v úspoře energie, a oproti výbojkovým žárovkám, které zase nereagují taky rychle, jejich náběh je pozvolný a i když se v této oblasti událo poměrně dost změn, kdy žárovky nabíhají v několika sekundách oproti dřívějším desítkám sekund, není to prostě ono. Výbojky jsou zdrojem stroboskopického efektu, takže pokud v domácnosti máte nějaké zařízení, které se otáčí, může se vám zdát, že takové otáčející se zařízení jakoby stojí nebo se otáčí tu jedním směrem tu druhým směrem, například podle zatížení a například kuchyňského robotu. Navíc výbojky ve většině případů nejdou regulovat a tak nám zůstávají do budoucna svítidla LED. Jsou ale opravdu tak dobré, jak se říká? Nebo spíše: jak se očekává? Ano, některé typy jdou regulovat, pro některé uživatele je tu obrovská úspora energie, ale měli jsme možnost zúčastnit se jednoho textu, který nás všechny překvapil. A tak se ptáme, jsou LEDkové žárovky skutečně tak dobré, jak čekáme? Jak je to s kvalitou přiváděného napětí? Neruší se světelné zdroje navzájem?
Odpověď přišla z firmy Blue Panther, která má 20letou tradici a je předním odborníkem na elektrickou energii a poskytuje výrobním podnikům auditorskou a konzultační činnost v otázkách kvality elektrické energie a její spotřeby. Ale nejen jim. Prostřednictvím svých certifikovaných a zkušených odborníků a vyškolených specialistů analyzuje aktuální situaci, vyhledává příčiny problémů dané kvalitou elektrické energie a navrhuje škálu možných řešení. Vše s cílem zajištění ekonomického přínosu a úspor pro podnik. Nebo pro domácnost. Pojďme si společně projít jeden z případů, kdy hlavní roli hrály LED svítidla. A závěr bude možná pro někoho dost překvapivý. Ještě před tím – abychom nerušili chod celého následujícího článku – si povězme o tom, co je to harmonická. Síťové napětí má frekvenci 50 Hz a na (obecně) nelinearitách (prvky, které mají odezvu závislou jinak než lineárně), může vznikat určitý počet harmonických frekvencí. Jejich rozložení záleží na typu nelinearity. První harmonická má stejnou frekvenci jako základní frekvence (v našem případě je to 50 Hz), druhá harmonická pak je dvojnásobkem základní frekvence (v našem případě 100 Hz), třetí harmonická pak 150 Hz, atd. To znamená – jak si přečtete v následujícím textu –, že třetí harmonická ovlivňovala dění při osvětlování prodejny, což se ale může lehce stát při osvětlování větších prostorů – a třeba i kombinovaným osvětlením, kde se jednotlivé osvětlovací prvky mohou vzájemně ovlivňovat. Teď jde jen o to, přijít na to, co a čím se společně vzájemně ovlivňuje. Sám jsem se přesvědčil o tom, že nejsem tak bohatý, abych mohl kupovat levné věci. A tak po přestěhování se do nového obydlí za Prahou jsem zvolil výměnu všech žárovek za LED. Když pominu to, že rozdíl u žárovky LED stejného příkonu a světelného výkonu je až 150 korun mezi hypermarkety a menšími prodejnami (které jsou kupodivu mnohdy levnější), začal jsem tím, že jsem koupil laciné no-name LED žárovky. Ty jsem po několika dnech (!!!) svícení vrátil, protože buď odešly do věčných lovišť, nebo mi jejich světelný výkon připomínal spíše slabý výron, prostě svítily méně, než jsem čekal. A třetí rána byla nasnadě, některé z nich viditelně blikaly. Nastala tedy druhá etapa, kdy jsem všechen tento šrot sebral a odvezl zpět do obchodu, kde jsem je koupil a místo nich přivezl LED žárovky Philips. Nechci to zakřiknout, ale jedna žárovka je jak druhá, fungují zatím všechny bez problémů a instalovaný světelný výkon odpovídá tomu, co jsem při koupi čekal.

Není všechno zlato, co se třpytí,
není všechno skvělé, co svítí

LED technologie využívaná jako zdroj světla je jednoznačný trend a budoucnost domácího, firemního i veřejného osvětlení jde tímto směrem. Úspory jsou natolik zajímavé, že se snadno přehlížejí negativní aspekty této technologie, se kterými se však lze vypořádat. Pokud o nich ovšem víme. Kromě výrazně nižší spotřeby (oproti klasickým žárovkám až 80 %, úsporným zářivkám až 50 %) se LED osvětlení liší jak v kvalitě použitých LED čipů, tak především v kvalitě elektroniky, která je v každé jednotlivé žárovce. Tato elektronika je zdrojem problémů a jejich Achillovou patou zároveň. Zatímco při výrobě klasické žárovky, kdy vzhledem k náročnosti technologie výroby (tvarování skleněné baňky, vakuování) byly rozdíly mezi prémiovými značkami a low-endy pouze minimální, výrobci LED žárovek jsou montovny součástek, tedy LED čipů, napájecí elektroniky a obalu. Proto jsou zde možné diametrálně odlišné kvalitativní parametry v závislosti na zvolených komponentech. LED čipy ovlivňují parametry jako svítivost, chromatičnost, index podání barev. Elektronika má pak vliv na chování žárovky v elektrické síti a ze svého principu vnáší do elektrické sítě rušení, především tzv. třetí harmonickou složku.

Panther vyrazil do obchodního centra

Jako ukázku lze uvést situaci v obchodním centru, kde po otevření obchodu s oděvy nepochopitelně náhodně zhasínaly různé sekce svítidel a vlivem přetížení vypadávaly jističe. Ty byly instalovány s totožnými výkony jako v jiných obchodech téže značky. Bylo tedy rozhodnuto o prověření kvality elektrické sítě, které detailně popíše její stav, minimálně v týdenním rozsahu. Při měření se ukázalo, že kromě výbojek zahrnuje osvětlovací systém i velké množství LED svítidel. Propočet jističů a rozvaděčů podle štítkových hodnot ukazoval, že teoreticky by mělo vše fungovat, v praxi se tak však nedálo. Projektanti elektrického rozvodu podcenili – pokud si to vůbec uvědomili –, že každá LED žárovka má ještě odběr právě i prostřednictvím harmonických složek, které generuje jejich elektronika. To znamená, že proud protékající jističem s tepelnou ochranou, ho ohřeje více, protože se zde sčítá jak proud, kterým „svítí“ samotný LED čip, tak i proud harmonických složek. Výsledkem je, že jističe po zahřátí nad jejich limit zákonitě vypadávaly a bylo možné je nahodit až po vychladnutí. Řešením v tomto případě bylo smíření se s vyššími proudy, než bylo projektováno a predikováno, a pořízení jističů pro vyšší proud.  Elektronika v LED osvětlení je sama o sobě také velmi citlivá na kvalitu elektrické sítě. Pokud se na stejné fázi nachází rušení z ostatních zařízení, může docházet k interakcím, projevujícím se například ve viditelném blikání světla, případně slyšitelnému bzučení v žárovkách. V takových případech může pomoci vyměnit jednu LED žárovku za klasickou nebo halogenovou žárovku, která tyto efekty částečně kompenzuje. Někdy je to ale honička najít tu správnou, která se má vyměnit. Chce to trochu času a zvolit metodu pokus-omyl.   Díky za spolupráci při přípravě článku panu Jaroslavu Smetanovi ze společnosti Blue Panther. Milan Loucký  

Zveřejněno: 24. 03. 2016