Wypalanie się diód LED i emitowanie wraz upływem czasu coraz mniejszej ilości światła, jest zjawiskiem naturalnym, wpisanym w tą technologię. Równocześnie oświetlenie LED jest z założenia źródłem światła o bardzo długiej żywotności (w skali naszego codziennego funkcjonowania). Odpowiednia wiedza inżynierska pozwala na zaprojektowanie lamp, które będą bazować na tej 'długowieczności' diody elektroluminescencyjnej. Rolą producenta lampy jest zapewnienie odpowiednich parametrów pracy lampy, tak aby wydłużyć maksymalnie żywotność diod LED.

Aby porównać trwałość różnych źródeł światła, określa się dla nich czas, po którym tracą zdolność emitowania pewnej części strumienia światła. Czas utraty 10% strumienia określany jest w karcie produktu jako parametr L90, czas po którym następuje utrata 20% strumienia to L80. Najpopularniejszym parametrem, stosowanym przez producentów, jest czas po którym dane źródło daje o 30% strumienia światła mniej - określamy go jako parametr L70.

Ledowe zamienniki tradycyjnych 'żarówki z gwintem' czy 'świetlówek' są najprostszym, ale też i najmniej skutecznym i trwałym źródłem światła LED. Ich trwałość jest określana przez producentów w zakresie od 15.000 do 50.000 godzin pracy (L70). Dla zdecydowanej wiekszości tanich lamp z wbudowanym źródłem światła LED, producenci określają podobną niską żywotność. Mimo deklaracji producentów czy eksporterów, lampy tak przestają świecić znacznie szybciej.

Istnieje duża presja rynku w kierunku obniżki cen produktuów kosztem jakości. Wystarczy przyjrzeć się warunkom przetargów: 'cena - waga 100%'. Klienci często kierują się wyłącznie ceną zakupu, nie biorąc pod uwagę innych parametrów urządzeń.To niestety wymusza konieczność 'przymykania oka' przez producentów na czynniki degradujące diody i tak rynek jest nasycony lampami niskiej jakości, produkowanymi na miejscu lub sprowadzanymi z Chin. Zdarzają się oczywście pojedynczy producenci, którzy nadal analizują szczegółowo przyczyny degradacji diody LED, a pojektując lampy biorą pod uwagę wszystkie parametry wpływające na jakość, przedewszystkim na trwałość i wydajność lamp. Technicznie jest możliwe wyprodukowanie lamp LED świecących bez przerwy, bez widocznego spadku strumienia nawet po kilkunastu latach pracy.

Tak zwane jarzeniówki, czyli lampy luminescencyjne, zrobiły swego czasu prawdziwą karierę. Do dziś dostępnych jest w Internecie wiele artykułów, w których była mowa o wyższości oświetlenia luminescencyjnego nad oświetleniem LED. Wystarczy jednak spojrzeć na daty tych artykuły – to jest wiedza sprzed siedmiu, dziesięciu i więcej lat. W międzyczasie technologia oświetleniowa poszła bardzo do przodu: koszt wytworzenia diod elektroluminescencyjnych spadł kilkunastokrotnie, natomiast ich wydajność wzrosła wielokrotnie. W kontekście wykorzystania LED w chłodniach, ich dodatkową zaletą jest to, że natężenia strumienia świetlnego (ilosć światła), rośnie wraz ze spadkiem temperatury otoczenia. W przypadku świetlówek dedykowanych do chłodni, sytuacja była odwrotna, bo maksymalny strumień dawały one np. przy temperaturze +5°C, natomiast przy -20°C wartość strumienia spadała prawie o połowę. Generowało to straty energii.

Uproszczone przeliczenie, sprawdzone przez nas w trakcie setek projektów modernizacji oświetlenia, wskazuje, że bardzo dobre oświetlenie LED w porównaniu z jarzeniówkami potrzebuje nawet do 3,5 razy mniej energii, aby dać tyle samo użytecznego światła. Ponadto w ciągu ostatnich lat wzrosła nasza świadomość dotycząca ochrony otoczenia człowieka przed szkodliwymi substancjami. Prawo aktualnie zabrania stosowania urządzeń zawierających metale ciężkie m.in. rtęć, choć nadal brakuje tu przepisów wykonawczych. Lampy jarzeniowe, powinny zarem zniknąć z naszego otoczenia, tak samo jak znikają z krajobrazu dachy pokryte azbestem i farby zawierające ołów lub rozpuszczalniki.

Ważne są materiały, z których wykonana jest lampa; muszą być to materiały odporne na długotrwałe działanie niskich temperatur i wilgoci. Dotyczy to zarówno korpusu, dyfuzora jaki zasilacza czy przewodów. Ponadto w przypadku przemysłu spożywczego czy farmaceutycznego, materiały oraz konstrukcja powinny pozwalać na bezproblemowe mycie i dezynfekcję opraw, nawet mocnymi środkami. Dobrze sprawdza się w takich warunkach aluminium anodowane, szkło oraz odpowiedniej jakości tworzywa z oryginalnego granulatu (np. czysty ABS).

Lampy LED do chłodni muszą mieć odpowiednią klasę szczelności wyrażoną parametrem IP. Należy wybierać lampy o klasie szczelności IP65 lub IP67. Najlepiej jeśli przewód zasilający będzie wyprowadzony z lampy, a podłączenie do instalacji elektrycznej, będzie wykonane poza lampą, a nawet poza komorą. Oprawa powinna zawierać wbudowany zasilacz, umieszczony w strefie hermetyzowanej. Uwaga: wysoka klasa szczelności nie gwarantuje bezawaryjnej pracy lampy!

Ważny jest odpowiedni kształt lampy, tak by po montażu skropliny spływały swobodnie z oprawy lub przepływały swobodnie między lampą a ścianą. Wskazane aby w miejscu kontaktu ściany/sufitu oraz lampy nie gromadziły się zabrudzenia i aby można było łatwo utrzymywać te miejsca w czystości.

Lampy stosowane w warunkach chłodniczych powinny mieć jak najdłuższą żywotność, co ograniczy właścicielowi czy operatorowi obiektu problemów. Przerwy w pracy obiektu spowodowane zwarciem, koniecznością wymiany żarówki czy niedziałającej lampy to są zawsze koszty niewspółmierne do wartości samej lampy. Należy wybierać lampy o żywotności zdecydowanie powyżej 100.000h (parametr L70). Im dłuższa żywotność tym większa pewność, że lampy posłużą dłużej w tak trudnych warunkach.

Lampa do chłodni powinna charakteryzować się również jak najwyższą sprawnością. W lampach o niskiej sprawności część energii elektrycznej marnuje się w postaci ciepła, co wymaga dodatkowej energii na chłodzenie obiektu.

Sama klasa szczelności lampy IP65 czy IP67 nie daje gwarancji jej bezawaryjnej pracy w warunkach chłodniczych. W niektórych przypadkach hermetyzacja skutkuje gromadzeniem się wilgoci, wykraplającej się z chłodnego powietrza, zamkniętego w lampie, pod wpływem ciepła wydzielanego przez zasilacz i diody. Konsekwencją jest zwarcie i awaria lampy, a w przypadku nieprawidłowo wykonanyvch instalacji, również innych urządzeń. Należy wybierać lampy, których konstrukcja eliminuje ten problem.

Pojęcie „energooszczędne” ma dziś bardzo szerokie znacznie. Naszym zdaniem często jest ono nadużywane przez producentów oraz sprzedawców lamp LED, a co za tym idzie jest też różnie interpretowane przez inwestorów. Aby zachować obiektywność w ocenie oszczędności energii elektrycznej, należy porównywać parametr określany jako 'skuteczność świetlna' lub 'wydajność świetlna'. Wielkość ta określa ilość światła jakie emituje lampa, w przeliczeniu na 1 wat zużywanej energii elektrycznej. Parametr ten powinien być podawany w specyfikacji lampy. Łatwo go też wyliczyć samemu dzieląc strumień światła jaki daje lampa lub żarówka, wyrażony w lumenach [lm] przez moc lampy [W]. Np. 10500 lm / 60W = 175 lm/W.

Dla wyobrażenia skali tematu podajemy przybliżone wydajności różnych źródeł światła:

• tradycyjna żarówka żarowa - wydajność 10-20 lm/W
• żarówka halogenowa 20-40 lm/W
• świetlówka kompaktowa: 50-80 lm/W
• nowoczesna lampa fluorescencyjna (tzw. świetlówka, jarzeniówka): 45-110 lm/W
• diody LED poprzednich generacji: 100-150 lm/W
• nowoczesne diody LED 150-200 lm/W i więcej.

Należy tu odróżnić wydajność źródła światła od wydajności całej lampy. Ona powinna być brana pod uwagę przy porównaniu z innymi oprawami. Na końcową wydajność lampy wpływ mają: sprawność układów zapłonowych typ zasilacza, straty światła na odbłyśniku, rodzaj dyfuzora, straty na ewentualnych elementach optycznych. Zdarza się, że producenci czy dystrybutorzy podają mylnie wydajność samego źródła światła.

Dziś – koniec 2020 rok - lampy LED o wydajności rzędu 90-120lm/W można nazywać „energooszczędnymi” czy „wysokowydajnymi wydajnymi”, wyłącznie w porównaniu z oświetleniem starego typu: żarowym, halogenowym czy luminescencyjnym. Niestety lampy z tego typu wydajnością wciąż są popularne na rynku, głównie dzięki intensywnej reklamie i ugruntowanej marce producentów.

Natomiast aktualnie standard energooszczędność powinny stanowić lampy LED o wydajności minimum 150 lm/W. Najbardziej wydajne na rynku lampy LED mają skuteczność 150-180 lm/W.

Wskazane jest aby projekt oświetlenia, a w konsekwencji wybór urządzeń, uwzględniał analizę wszystkich kosztów jakimi będzie obarczona inwestycja, w długim przedziale czasowym. Bardzo pomocna jest tu analiza oparta na modelu TCO (Total Cost of Ownership – Całkowity Koszt Posiadania). Upraszczając model ten, oprócz kosztów początkowych bezpośrednich takich jak koszty zakupu systemu oświetleniowego (opraw oraz źródeł światła), koszty instalacji elektrycznej i sterowania, koszty montażu sprzętu, analizuje również koszty eksploatacji i konserwacji. Analizując projekt oświetlenia należy wziąć pod uwagę również:

• - zużycia energii elektrycznej, zarówno przez oprawy oświetleniowe jak i urządzenia chłodzące, niewelujące ciepło wytwarzane przez lampy,
• - żywotność lamp, oraz potencjalne koszty wymiany opraw, które uległy awarii, zakup nowych (po okresie gwarancji), koszty montażu, wynajęcie podnośników, zatrzymanie produkcji itp.
• - koszt dezynfekcji i utrzymania lamp w czystości. Istnieje ogólnie duża zależność między kosztami zakupu i kosztami eksploatacji: z reguły im niższy koszt zakupu tym wyższe są i to kilkukrotnie, potem koszty eksploatacji i serwisowania.

Norma PN-EN 12464-1:2012, ogólnie reguluje poziom oświetlenia w obiektach przemysłowych, a więc również tego typu obiektach. Wskazuje ona następujące wartości minimalne dla poszczególnych przykładowych stref, występujących w firmach związanych z branżą chłodniczą lub eksploatujących obiekty chłodnicze:

• Składy i magazyny – 100lx
• Komunikacja – 100lx
• Schody – 150lx
• Składy i magazyny w których na stałe pracują ludzie 200lx
• Strefy mycia, pakowania, wysyłki – 300lx
• Strefa sprzedaży – 300lx
• Prace montażowe – 300lx
• Ekspozycje towaru, kasy – 500lx
• Stanowiska biurowe do pracy z komputerem – 500lx
• Laboratoria – 500lx
• Prace montażowe dokładne – 500lx
• Kontrola jakości, sprawdzanie barw produktów, prace precyzyjne na małych elementach – 1000lx

To są minimalne natężenie oświetlenia, wypracowane ze względów ekonomicznych. W praktyce wiele osób wskazałoby wyższe wartości jako bardziej komfortowe warunki pracy. W szczególności obszary kontroli jakości wymagają dobrego, mocnego oświetlenia.

Światło ma kolosalny wpływ na samopoczucie ludzi. W typowy, słoneczny dzień, ilość światła słonecznego na zewnątrz ma natężenie rzędu 50.000, a nawet 100.000 luksów. Na co dzień przebywamy natomiast w pomieszczeniach, w których natężenie światła wynosi zaledwie 50-500 luksów. To znacznie mniej niż potrzebujemy! W listopadzie ilość światła na zewnątrz spada do 500 luksów i to jest ten czas, kiedy wszyscy czujemy się sennie i ogólnie nie najlepiej.

Przeprowadzono wiele badań w tym zakresie. Portal www.abczdrowie.pl prezentuje na przykład wyniki ankiety, w której zapytano respondentów o wpływ słabego lub złego oświetlenia w domu i/lub w miejscu pracy na ich samopoczucie. 2/3 respondentów odnotowało pogorszenie nastroju i spadek motywacji; 1/2 doświadczyła problemów z koncentracją a 1/3 osób czuła się słabo i potwierdziła negatywny wpływ na wydajność ich pracy.

Jest potwierdzonym faktem to, że ludzie czują się bardziej komfortowo w dobrze oświetlonych pomieszczeniach, szczególnie w zamkniętych obiektach chłodniczych, w których nie ma dostępu naturalnego światła.

W miejscach związanych z kontrolą jakości należy zainstalować lampy z odpowiednio wysokim wskaźnikiem oddawania barwy (ang. CRI - colour rendering index). Parametr Ra mieści się w zakresie od 0 do 100, im wyższa liczba tym barwa przedmiotów jest lepiej oddana a przedmioty wyglądają naturalniej. Dla przeciętnych lamp LED wskaźnik Ra wynosi ok. 80. Do kontroli barwy produktów zalecamy lampy z Ra > 95 (minimum 85). Jednocześnie w takim obszarze warto zastosować oświetlenie o dużym natężeniu, rzędu 1000lx. Takie oświetlenie pozwala na precyzyjne rozróżnianie detali oraz właściwą ocenę kolorów.

Najprostszym sposobem wymiany oświetlenia jest zastąpienie lamp w stosunku 1:1, czyli w miejsce istniejących opraw oświetleniowych zawiesza się odpowiednio dobrane, nowe lampy LED, dające tyle samo lub, jeśli potrzeba, więcej światła i zużywające mniej energii. Metoda ta stosowana jest tylko tam, gdzie instalacja elektryczna spełnia dzisiejsze normy. Rozwiązanie to może się sprawdzić również w przypadku obiektów z kontrolowaną temperaturą, które nie mogą sobie pozwolić na wyłączenie z eksploatacji.

Najlepszym rozwiązaniem jest gruntowna modernizacja oświetlenia, połączona z optymalizacją. Jest to bardziej pracochłonne, wymaga projektu, jednak takie działanie pozwala na spełnienie wszystkich norm i bezproblemowy odbiór modernizowanego budynku, a przy okazji większe oszczędności po stronie inwestora (redukcja ilości opraw, zmniejszenie zużycia energii), większy komfort użytkowników (wystarczająca ilość światła, większa równomierność, mniejsze olśnienie, właściwa ekspozycja).

Producenci lub dystrybutorzy lamp często oferują wykonanie takich projektów z optymalizacją w oparciu o rzuty i przekroje pomieszczeń oraz informację o sposobie użytkowania.

Warto aby inwestor lub użytkownik obiektu zainteresował się parametrami lamp, które są zaproponowane w projekcie, ponieważ ma to znacznie dla późniejszych kosztów utrzymania obiektu. Często zdarza się tak, że znana marka producenta lampy, wcale nie gwarantuje większej trwałości czy niższego zużycie energii.

Zjawisko dyskomfortu spowodowanego nadmierną jasnością światła w polu widzenia określane jest "olśnieniem przykrym". Olśnienie takie jest nawet parametryzowane przy projektowaniu oświetlenia - należy posługiwać się wskaźnikiem UGR. Od strony praktycznej najlepiej unikać bardzo mocnych lamp o niewielkich wymiarach dyfuzora. Skoncentrowany strumień światła emitowany z małej powierzchni, zawsze przyczynia się do oślepienia. Jeśli jest możliwość wybory to zalecamy lampy o mniejszym strumieniu, np. 10.000lm czy 15.000lm zamiast 30.000lm, im więcej punktów świetlnych rozłożonych równomiernie tym lepiej.

Większość naszych klientów wręcz wymaga w lampach szklanych dyfuzorów, ze względu na ich odporność na starzenie i środki dezynfekcyjne. Ale na życzenie oferujemy również lampy z dyfuzorami wykonanymi z akrylu lub poliwęglanów. Należy mieć świadomość, że tworzywa te są mniej stabilne wymiarowo przy zmianach temperatury, co może powodować problemy ze szczelnością lamp. Lampy z tego typu dyfuzorem są objęte krótszą gwarancję producenta.

Mamy jednocześnie również inne rozwiązanie techniczne i możemy Państwa klientom zaproponować lampę z dyfuzorem ze szkła bezpiecznego, które nawet w przypadku stłuczenia, nie wydostaje się poza lampę i nie zanieczyści obszaru produkcji.

To kwestia do omówienia z klientem, jesteśmy do dyspozycji, możemy przekazać stosowne argumenty techniczne.

Należy wziąć pod uwagę dwa parametry lamp: moc elektryczna [W] i jej strumień [lm].Przedstawimy wyliczenia na przykładzie dwóch lamp:

Zakładany czas użytkowania lampy w roku to 3000h, łączne zapotrzebowania na światło wg projektu dla całego obiektu o powierzchni 6000m2 to np. 2.400.000 lm.

Do oświetlenia tej powierzchni, po uwzględnieniu rozproszenia światła, potrzebujemy lampy o łącznym strumieniu ok. 3.000.000lm. Potrzebujemy zatem 167 szt. lamp A lub 133 szt. lamp B. Średni koszt energii elektrycznej z przesyłem to np. 1,8 PLN/kWh. Koszty zużycia energii w pierwszym roku:

Tak więc w tym przykładzie różnica kosztów eksploatacji wyniesie ok 17.550 zł rocznie. Po 5 latach użytkowania łączna oszczędność na lampie A w porównaniu do lampy B to nawet 87.000 zł! Te wyliczenia dotyczą lamp w obiektach użytkowanych przeciętnie 8h dziennie. Obiekty użytkowane na dwie zmiany mogą osiągnąć jeszcze większe oszczędności. Powyższe uproszczone wyliczenie nie uwzględnia np. sterowania światłem w czasie nieobecności pracowników. Dla każdego obiektu wyliczenia powinien być prowadzone indywidualnie z uwzględnieniem jego charakterystyki.

Wobec znacznych podwyżek cen energii, przede wszystkim należy brać pod uwagę koszty eksploatacji nowych lamp, w dłuższej perspektywie czasu. Może się okazać, że niewielka różnica w cenie zakupu nowych urządzeń, może wiązać się potem z wyższymi kosztami eksploatacji.

Równie ważna dla inwestora powinna być ich żywotność. Lampy o słabszych parametrach tzn. z krótką żywotność rzędu opisaną jako „50.000h”, intensywnie eksploatowane, szybko tracą nominalny strumień światła. Może zdarzyć się, że w okresie trwania gwarancji, lampa wciąż świeci i nie dając wyraźnych podstaw do jej reklamacji, jednocześnie nie zapewnia już, zakładanego w projekcie, potrzebnego natężenia światła.

Często spotykane podejście w modernizacji oświetlenia w komorach, gdzie użytkownik nie chce wyłączać komory z eksploatacji na zbyt długi czas i preferuje wymianę starych lamp na nowe w stosunku 1:1.

Należy skupić się na ilości światła, a nie na długości lampy, i zastosować LED o porównywalnym strumieniu światła, który miały zapewniać świetlówki. Wartość strumienia światła jest wyrażona w jednostkach [lumen] lub [lm] i powinna być opisana na każdym źródle światła. Typowa świetlówka o długości 120 cm miała zapewniać strumień rzędu 3350lm. Przy wymianie oprawy, do której stosowaliśmy 2 takie świetlówki, należy instalować lampę LED o strumieniu ok. 6500-6700lm. Wartość ta jest przybliżona, lampa LED nawet o trochę mniejszym strumieniu, pozwoli na podobny stopień doświetlenie pomieszczenia co jarzeniówka, która ma rozsył światła dookoła 360° i część tego światła, kierowana do góry w stronę odbłyśnika i sufitu, jest rozproszona i stracona. Długość lampy LED ma mniejsze znaczenie.