Proč je LED osvětlení maximálně účinné i v zimě?

Žárovka nebo halogen se rychle rozpálí, zářivka v mrazu bliká a svítí jen napůl a výbojka potřebuje několik minut, než se rozsvítí naplno. LED svítidla mají s chladem nejméně problémů. V článku vysvětlujeme, proč LED v zimě svítí okamžitě a naplno, kolik energie mění na světlo a na co si dát pozor při výběru venkovního svítidla do mrazu.

Jak chlad ovlivňuje různé zdroje světla

Spálili jste se někdy o rozsvícenou žárovku při její výměně? Nebo se vám v zimě na zahradě či před domem rozsvítila zářivka jen slabě a s blikáním? Obě situace mají stejnou příčinu: klasické zdroje světla potřebují ke své funkci teplo. Žárovka a halogen svítí tak, že se jejich vlákno rozžhaví na vysokou teplotu, a většinu energie proto vyzáří jako teplo. Zářivky a výbojky zase potřebují pro správný svit určitou provozní teplotu plynu v trubici nebo hořáku.

U zářivek je rozdíl nejvíc vidět v nevytápěných garážích, dílnách, skladech nebo pod přístřeškem. Trubice je navržená pro pokojové teploty, a když venku mrzne, může svítit jen zlomkem svého jmenovitého toku. Výbojky ve veřejném osvětlení a v halách mají jiný problém: po zapnutí trvá několik minut, než dosáhnou plného jasu, a po krátkém výpadku proudu se znovu nerozsvítí, dokud nevychladnou.

Proč LED v mrazu svítí hned a naplno

LED čip vyzařuje světlo přímo průchodem proudu polovodičem, nepotřebuje žhavení ani zahřátý plyn. Proto svítí plným jasem v okamžiku zapnutí, a to i v mrazu. Nízká teplota mu naopak prospívá: čip se lépe chladí, a pracuje tak s vyšší účinností a s menším tepelným namáháním než v létě.

Okamžitý náběh je důležitý všude, kde se světlo často zapíná a vypíná, například u svítidel s pohybovým čidlem u vchodu, na příjezdové cestě nebo v nevytápěné hale. Stejně tak LED nevadí časté spínání, které klasickým zářivkám a výbojkám zkracuje životnost. Vhodná svítidla pro dům a zahradu najdete v kategorii venkovní osvětlení s čidlem, výhody a nevýhody technologie shrnuje článek Výhody a nevýhody LED.

Odolnost vůči chladu ale nezávisí jen na samotné diodě. Kvalitní venkovní svítidla mají tělo z hliníku, které odvádí teplo a nekoroduje, a kryt z tvrzeného skla nebo polykarbonátu, který snese náhlé změny teploty. S venkovními LED svítidly nebo s průmyslovým LED osvětlením tak máte jistotu okamžitého a plného světla i v silném mrazu.

Kolik energie se mění na světlo

Klasická žárovka přemění na viditelné světlo jen několik procent přiváděné energie, zbytek se změní v teplo. LED je v tomto ohledu mnohonásobně účinnější. Procenta se ale v praxi neporovnávají, protože se těžko měří. Spolehlivější je měrný výkon, tedy kolik lumenů dá zdroj z jednoho wattu (lm/W):

Hodnoty jsou orientační, konkrétní údaje vždy najdete v technickém listu svítidla. Rozdíl mezi lumeny, luxy a kandelami vysvětluje článek Co znamenají pojmy lumen, lux a kandela.

Příklad výpočtu úspory v zimě

V prosinci je v Česku tma zhruba 15–16 hodin denně, proto se venkovní osvětlení v zimě vyplácí počítat zvlášť. Halogenový reflektor 500 W dává zhruba stejně světla jako LED reflektor 100 W. Při svícení 12 hodin denně po dobu 90 zimních dní:

• halogen: 500 W × 12 h × 90 dní = 540 kWh,
• LED: 100 W × 12 h × 90 dní = 108 kWh,
• úspora: 432 kWh, tedy 80 % energie.

Návratnost spočítáte tak, že rozdíl pořizovací ceny vydělíte roční úsporou v kWh vynásobenou vaší cenou elektřiny za kWh. Výsledek je počet let, za které se výměna zaplatí. S pohybovým čidlem, které reflektor rozsvítí jen při pohybu, bývá úspora ještě výrazně vyšší. Nabídku najdete v kategorii LED reflektory.

Teplo a chladič: na čem závisí životnost LED

LED sice vyrábí mnohem méně tepla než žárovka, ale nějaké teplo vzniká přímo v čipu a je potřeba ho odvést. Na teplotě čipu závisí účinnost i životnost diody. Pokud čip pracuje dlouhodobě přehřátý, například kvůli slabému chladiči, uzavřenému prostoru nebo provozu na hraně proudových specifikací, rychleji klesá jeho světelný tok a může selhat.

Proto má každé kvalitní LED svítidlo chladič, obvykle hliníkové tělo nebo žebrování, které teplo z čipu odvádí do okolního vzduchu. Výrobce v technickém listu uvádí, v jakém rozsahu okolní teploty smí svítidlo pracovat, a životnost v hodinách udává pro tyto podmínky. V zimě má chladič snazší práci, v létě na přímém slunci nebo pod plechovou střechou haly naopak těžší.

Jak vybrat svítidlo do mrazu

Ve venkovním prostředí na svítidlo působí kromě mrazu i vlhkost, sníh, námraza a náraz. Při výběru sledujte tyto parametry:

• Krytí IP – pro svítidla vystavená dešti a sněhu volte alespoň IP65, pro svítidla zapuštěná v zemi IP67. Přehled najdete v kategorii světla IP65.
• Odolnost proti nárazu IK – u svítidel v dosahu lidí, na parkovištích nebo ve sportovních halách volte vyšší stupeň, například IK08 a více.
• Rozsah pracovních teplot – uvádí ho výrobce v technickém listu a platí pro svítidlo i zdroj.
• Materiál – hliníkové tělo s povrchovou úpravou a kryt ze skla nebo polykarbonátu odolného UV záření.
• Teplota barvy – u domu a na zahradě teplá bílá 2 700–3 000 K, na parkovištích a v areálech neutrální bílá 4 000 K. Více v článku Teplota chromatičnosti: jak vybrat správnou barvu světla.

Sníh a námraza na krytu

Protože LED svítidlo na povrchu příliš nehřeje, sníh na něm na rozdíl od halogenového reflektoru neroztaje. U reflektorů a svítidel na sloupech proto volte takovou montáž, aby se na krytu sníh nedržel, tedy svítidlo mírně skloněné dolů nebo pod stříškou. Zemní svítidla umístěte tam, kde se nehrne sníh.

Solární a bateriová svítidla

Solární světla mají v zimě kratší den na nabití a akumulátory v mrazu dávají nižší kapacitu. Počítejte proto s kratší dobou svícení a pro místa, kde potřebujete spolehlivé světlo celou noc, volte svítidla napájená ze sítě. Více v článku Solární LED svítidla.

Kde odolnost vůči chladu nejvíc využijete

• Vstupy, příjezdové cesty a zahrady – svítidla s čidlem se v zimě zapínají často a krátce, což LED snáší bez potíží.
• Veřejné osvětlení a parkoviště – LED svítí ihned po zapnutí a po výpadku proudu se rozsvítí bez čekání. Viz LED veřejné osvětlení.
• Nevytápěné haly, sklady a garáže – místo zářivek, které v chladu svítí slabě, dávají LED tělesa plný tok od prvního zapnutí.
• Chladírny a mrazírny – zde se LED používají právě kvůli spolehlivému provozu v nízkých teplotách. Podrobnosti najdete v článku Průvodce osvětlením mrazíren, chladíren a potravinářských provozů a v kategorii osvětlení mrazíren.

Jak venkovní svítidla správně vybrat, popisuje průvodce výběrem venkovního LED osvětlení, postup montáže pak praktický průvodce instalací venkovního LED osvětlení.

Nejčastější chyby

1. Vnitřní svítidlo venku. Svítidlo s krytím IP20 pod přístřeškem časem zničí vlhkost a kondenzace.
2. Zdroj bez ochrany před vlhkem. Napájecí zdroj pro LED pásky nebo reflektory 12/24 V patří do vodotěsného provedení nebo do suché krabice.
3. Špatně utěsněné vývodky. Voda, která vnikne kolem kabelu a v zimě zmrzne, může svítidlo poškodit.
4. Reflektor namířený vzhůru. Drží se na něm sníh a světlo navíc oslňuje okolí.
5. Solární světlo jako hlavní osvětlení vstupu. V prosinci nemusí vydržet svítit celou noc.

Časté otázky

Shrnutí

LED nepotřebuje ke svícení teplo, proto v zimě svítí okamžitě a plným jasem, snáší časté spínání a v chladu se lépe chladí. Proti halogenu ušetří kolem 80 % energie, a protože jsou zimní noci dlouhé, je úspora v kWh právě v zimě nejvyšší. Při výběru sledujte krytí IP, odolnost IK, rozsah pracovních teplot a montáž, na které se nebude držet sníh.

Kam dál