Jste zde

Úsporka, LED nebo raději svíčka?

Jan Robenek, 15. Srpen 2011 - 0:00

Za několik málo dnů, již prvního září 2011, se rozloučíme s 60 W žárovkami. Nabízí se tedy otázka: „Máme za ně odpovídající náhradu a skutečně se takové řešení prokáže jako ekologické?“

Za několik málo dnů, již prvního září 2011, se rozloučíme s 60 W žárovkami (na hw.cz sledujte v rubrice Nadcházející události). Nabízí se tedy otázka: „Máme za ně odpovídající náhradu a skutečně se takové řešení prokáže jako ekologické?“ A jaké jsou vůbec možnosti osvětlení v domácnostech? Existuje hned několik druhů světelných zdrojů. Těmi hlavními, využívanými nejen v domácnostech ale někdy i v jiných prostředích, jsou: 

  • klasické žárovky,
  • halogenové žárovky,
  • kompaktní úsporné zářivky,
  • LED žárovky a „nově“ i
  • klasické svíčky.
 
Článek přibližuje jejich nejdůležitější parametry, výhody a také nedostatky.
 

Klasické žárovky

Klasické žárovky fungují na principu rozžhavení vlákna průchodem elektrického proudu a následného vyzařování světla. Skleněná baňka chrání vlákno před vnějším prostředím. V minulosti bylo v žárovkách vakuum, v současné době jsou plněny nejčastěji dusíkem a argonem. Klasické žárovky mají vysokou kvalitu světla a vydávají typické „teple bílé“ světlo. Díky nízké ceně a jednoduchému výběru byla žárovka často upřednostňována pro osvětlení domácností např. před kompaktními zářivkami. Jejich základním nedostatkem je však velmi nízká účinnost a vysoké provozní náklady. Klasické žárovky přemění 92 % přiváděné elektrické energie na teplo a jen 8 % na světlo.
 

Výhody:

  • vynikající podání barev,
  • nízká pořizovací cena, výměna za novou „nebolí“ tak jako v případě úsporné zářivky,
  • snadná orientace v nabídce,
  • stmívatelnost.
 

Nevýhody:

  • „krátká“ životnost,
  • velmi malá účinnost,
  • vysoké provozní náklady.
 
 
 
Klasické žárovky přemění 92 % přiváděné elektrické energie na teplo a jen 8 % na světlo
 
 

Halogenové žárovky

Halogenové žárovky jsou zdokonalené klasické žárovky. V prostředí baňky jsou halogeny, které pomáhají snižovat odpařování vlákna, a dosahuje se tak vyšší účinnosti. Halogenové žárovky mají světlo podobné klasickým žárovkám.
 
Pro domácnosti jsou nejvíce využitelné halogenové žárovky s obvyklými závity E27 či E14. Tyto halogenové žárovky se vyrábí ve tvaru obyčejné žárovky i jako svíčková žárovka, s tzv. paticí miňon (E14). Nejčastější typ halogenové žárovky se závitem E27 či E14 spadá do energetické třídy C a D, avšak i zde se postupně začíná hovořit v minulém čase. Takové halogenové žárovky mají oproti klasické žárovce přibližně dvojnásobnou životnost.
 
Existuje i méně častý typ halogenové žárovky v energetické třídě B a s trojnásobnou životností oproti klasické žárovce. Tyto zlepšené typy se ovšem nemusí vyrábět jako náhrada za všechny druhy běžných žárovek.
 

Výhody:

  • přímá zaměnitelnost za klasické žárovky, stejná velikost,
  • možnost stmívání,
  • o 25 – 30 % menší příkon v porovnání s klasickou žárovkou,
  • okamžitý start,
  • „neomezený“ počet spínacích cyklů,
  • dva i vícekrát delší životnost oproti klasické žárovce,
  • vynikající kvalita podání barev.
 

Nevýhody:

  • vyšší spotřeba v porovnání s kompaktními zářivkami,
  • vyšší cena oproti obyčejným žárovkám.
 

Úsporné kompaktní zářivky, tzv. „úsporky“

Úsporné kompaktní zářivky byly vyvinuty jako náhrada klasických žárovek. Jedná se o stejný princip, který je využit u klasických lineárních zářivek, používaných pro osvětlení např. v kancelářích. Vyrábí se se žárovkovým závitem E27 i s miňonkovým závitem E14 – lze je proto instalovat do běžných svítidel místo žárovek, tedy pokud se tam „vlezou“. Kompaktní zářivky mají ve srovnání se standardními klasickými žárovkami o 60 – 80 % vyšší účinnost a nižší spotřebu. Průměrná životnost kompaktních zářivek je teoreticky 6 – 20krát vyšší než životnost klasických žárovek – tj. asi 6 000 až 20 000 hodin ve srovnání s 1 000 hodinami u klasických žárovek.
 
U úsporných zářivek lze vybírat z různých barev světla. Teple bílá (označení 827, 825, 2 700 K či 2 500 K) odpovídá barvě světla klasické žárovky. Chladně bílá (840, 4 000 K) je podobná obvyklé barvě světla kancelářského osvětlení a denní bílá (860, 865, 6 000 K, 6 500 K) odpovídá barvě denního světla. Hlavní nevýhodou těchto zdrojů je vyšší pořizovací cena oproti klasické žárovce, avšak vzhledem k úspoře energie a mnohem delší životnosti se náklady mohou rychle vrátit.
 
Objevují se ale obavy, že kompaktní zářivky mohou mít negativní vliv na lidské zdraví. Někteří odborníci v této souvislosti zmiňují negativní dopad „zářivkového“ světla na lidi postižené například lupénkou, epilepsií či depresemi. „Při špatném zacházení mohou úsporné zářivky urychlit nástup civilizačních chorob – nemocí krevního oběhu, cukrovky, ale také zvýšit riziko rakoviny prostaty,“ uvedl v rozhovoru pro německý list Osnabrücker Zeitung lékař Alexander Wunsche, podle kterého mají zářivky negativní vliv na hormonální režim lidského organismu.
 
„Jsou to naprosté nesmysly, žádná újma na zdraví jednoznačně nehrozí,“ oponuje podobným názorům Adriana Lajčíková z odboru hygieny práce a pracovního lékařství Centra odborných činností Státního zdravotního ústavu. Nezpochybnitelným problémem ze zdravotního hlediska ovšem stále zůstává problematické zajištění ekologické likvidace kompaktních zářivek. Nebezpečné jsou především tím, že obsahují jedovatou rtuť. S použitými kompaktními žárovkami by se proto mělo zásadně zacházet jako s nebezpečným odpadem a spotřebitelé by je měli vracet buď do obchodů nebo opatrně ukládat do speciálních boxů. Praxe je ovšem mnohdy zcela odlišná.
 
 
Odborníci zmiňují negativní vliv „zářivkového“ světla na lidi postižené například lupénkou, epilepsií či depresemi, o přítomnosti rtuti ani nemluvě
 
 

Výhody:

  • až 80 % úspora elektrické energie a tudíž i spotřeby oproti klasické žárovce,
  • 6 – 20krát delší doba života oproti klasické žárovce (tzv. na papíře),
  • možnost volby „barvy“ světla,
  • různé tvary a provedení kompaktních zářivek.
 

Nevýhody:

  • oproti klasické žárovce pomalejší náběh na plný světelný výkon (do 120 sekund podle kvality),
  • vyšší pořizovací cena, zvláště u menších provedení,
  • stmívat jdou jen typy kompaktních zářivek k tomu určené (musí to na nich být uvedeno) – důležité např. pro osvětlovače v divadlech,
  • obsah jedovatých látek, zejména rtuti,
  • nutnost recyklace (vrácení „vyhořelé“ zářivky prodejci),
  • negativní vliv „zářivkového“ světla na lidi postižené například lupénkou, epilepsií nebo depresemi,
  • problematická tvrzení výrobců o dosahovaných parametrech,
  • absurdita náhrady i v místnostech, osvětlovaných pouze krátce (chodby, sklepy, toalety apod.),
  • možné komplikace při venkovním osvětlení,
  • rozměry a s nimi spojená nekompatibilita zejména se staršími typy svítidel,
  • subjektivní pocit „nepříjemného“ či „méně přirozeného“ světla,
  • údajné ohrožení profesionální fotografie, má zplošťovat výsledný obraz a nedostatečně zvýraznit barvy.
 

LED žárovky

Světelné zdroje založené na principu světelných diod s obvyklými závity E27 či E14, tzv. LED žárovky, jsou stále novinkou na trhu s osvětlováním pro domácnosti. LED žárovky se vyznačují podobnými rozměry, jaké mají klasické žárovky, nízkou spotřebou a dlouhou dobou života (nejčastěji 25 tisíc hodin – to je 25krát více než klasická žárovka).
 
LED žárovky se dodávají v provedeních jako obyčejné žárovky (závit E27) i jako svíčkové žárovky (závit E14). Je možné zvolit jejich barvu světla: Teple bílou, podobnou klasickým žárovkám (označení 827 či 2 700 K), nebo chladně bílou (označení 840 či 4 000 K).
 
Technika LED žárovek je relativně nová a zatím existují náhrady pouze za některé výkony žárovek (40 W např. odpovídá LED žárovka s příkonem 8 W). Již se objevují také LED žárovky s příkonem 12 W, jejichž světelný tok odpovídá více než 50 W klasické žárovce.
 
Při výběru nové LED žárovky hledejme i údaj o množství světelného toku (v lumenech), které žárovka „produkuje“, a srovnejme jej se světelným tokem, který generovala původní klasická žárovka, aby byla náhrada adekvátní.
 

Výhody:

  • nízká spotřeba energie,
  • dlouhá doba života,
  • odolnost vůči nárazům,
  • rychlý start,
  • neobsahuje rtuť,
  • stmívatelnost některých typů.
 

Nevýhody:

  • stále vysoká pořizovací cena,
  • náhrada klasické žárovky pouze do určitého výkonu,
  • díky chladiči vyšší hmotnost.
 

Klasická svíčka

Svíčky se vyrábí ze svíčkového gelu a také různých typů vosku - hlavní dva druhy jsou parafín a včelí vosk. Do parafínu se většinou přidává stearin, který vylepšuje jeho vlastnosti. Včelí vosk k výrobě svíček jsou v podstatě včelí plástve zbavené medu. Než byl objeven parafínový vosk, používal se právě včelí vosk, který si však pro vysokou cenu nemohlo mnoho lidí dovolit. Kromě toho, že je 100 % přírodní, má výhodu, že pomalu hoří a krásně medově voní. Prodává se většinou v plátech, ze kterých lze svíčku vytvořit prostým srolováním a přidáním knotu do středu.
 
 
Kromě toho, že je včelí vosk 100 % přírodní, má výhodu, že pomalu hoří a krásně medově voní
 

Parafinový vosk je nejběžnější materiál pro výrobu svíček. Má bílou barvu, je polotransparentní a při hoření produkuje bezbarvý kouř. Dobře se hodí pro odlévání do forem. Stearin napomáhá tvrdnutí vosku, prodlužuje dobu hoření a z estetického hlediska zvyšuje lesk a kryvost parafínového vosku. Stearin se mísí s parafínem v poměru většinou 10 až 20 % stearinu a 80 % parafínu. Palmový vosk je rovněž výborným materiálem k výrobě svíček - čistě přírodní, velmi dobře se s ním pracuje, po ztvrdnutí a vychladnutí vytváří na povrchu výraznou dekorativní kresbu podobnou ledovým květům.
 
Plamen svíčky, hořící v Adobe Illustratoru [5]

Běžný vosk se jednoduše rozpustí, nejlépe ve vodní lázni, nalije do vhodné formy a nechá úplně vychladnout a ztuhnout. Svíčkové knoty jsou k dostání bavlněné, jejichž délku lze libovolně upravit, a rovněž jako zesílené knoty s plíškem vespod. Zesílené knoty mají tu přednost, že drží „tvar“, a lze je tak jednoduše umístit do formy a zalít voskem. Vosky i gely lze obarvit a také do nich přidávat různé vonné esence. Barvení a „ovonění“ se provádí vždy při rozehřívání vosku. Vosky používané na svíčky mají bod tání mezi 55 až 70 °C, bod vznícení bývá lehce pod 200 °C.
 

Výhody:

  • levné ekologické řešení, při kterém se nespotřebovává el. energie a nevzniká žádný průmyslový odpad,
  • neobsahují rtuť; vyhořelé svítidlo (zůstane - li vůbec něco) tudíž není nutno vracet prodejci,
  • okamžitý náběh na plnou svítivost,
  • přirozeně zbarvené světlo,
  • stejná svítivost po celou dobu životnosti,
  • naprostá nezávislost na elektrické síti (vhodné zejména pro domácnosti vybavené solárními panely, kde je v noci tma),
  • široká škála dostupných typů, od vánočních přes čajové až po hřbitovní,
  • jednoduše vyrobitelné i v domácích podmínkách, podpora místních výrobců,
  • při výrobě nových kusů dokonale recyklujeme zbylý vosk,
  • možnost přidání vonné esence,
  • technologie známa už od pravěku.
 

Nevýhody:

  • pod svícnem bývá tma,
  • náročnější zapínání včetně stmívání,
  • vysoce hořlavé, méně vhodné pro přenášení či krátce osvětlované rozlehlejší prostory, zcela nevhodné do výbušného prostředí,
  • děti smí obsluhovat pouze pod dohledem starší osoby,
  • záchranáři nedoporučují kombinovat tento druh osvětlení spolu s alkoholem.
 
 
Záchranáři nedoporučují kombinovat tento druh osvětlení spolu s alkoholem a to i v případě, že pod svícnem bývá tma
 
 

Závěr:

Článek popisuje pětici dostupných svítidel nejen pro domácnosti, kterým vystavuje vysvědčení v podobě plusů a mínusů. Čtenář je tak veden, aby si učinil vlastní závěr, na jehož základě se pak bude svobodně rozhodovat a nakupovat – ať již v elektroprodejně nebo u místních včelařů.
 

Použitá literatura:

Hodnocení článku: 

Komentáře

kotlaba - 15. Srpen 2011 - 7:16

Měl bych drobnou připomínku - halogenové žárovky fungují na halogenovém principu, tj. wolfram odpařený z vlákna a usazený na baňce se působením halogenových par zase vrací na vlákno, ale to vyžaduje určitou teplotu baňky a ta při stmívání není dosažena.

Anonym (neověřeno) - 27. Prosinec 2011 - 21:26

Co odpovídáte, tomu absolutně nerozumím. Ale třeba mi odpovíte co se snažím dozvědět. Jaký je výkon svíčky ve wattech. Kolik tepla mi dají v pasivním domě? Předem děkuji za odpověď. P.

mluno (neověřeno) - 23. Květen 2012 - 16:05

Svíčka stearinová, výška plamene xx milimetrů byla kdysi dávno vzorem kandely (základní jednotka SI pro svítivost). Vyzařovací charakteristika bude asi půlkulová ("pod svícnem je tma" a to co svítí skrz vosk do spodního poloprostoru zanedbáme). Takže máme zdroj jedné kandely do prostorového úhlu 2*pí (celý prostor je 4*pí). A integrál kontstanty 1 (vyzařovací charakteristiku svíčky nevim, ale nebude k ní mít daleko) v prostorovém úhlu 2*pí steradiánů je tedy 2*pí. Svíčka má světelný výkon 2*pí lm = 6,28 lumenů. (Pro srovnání 15W signalizační žárovka má 60 lumenů.)
To by byl výkon, žádám někoho aby vyčíslil příkon, nenám pro to dostatek podkladů. (Bylo by potřeba znát: Hmotnost svíčky, dobu hoření a výhřevnost použitého vosku. Jinak jsou to kupecké počty. Obsažená energie = Hmotnost x výhřevnost. Výkon = energie / čas. S účinností je to složitější, bylo by potřeba přepočítat světelné veličiny (lumeny) na výkon ve watech. Ale troufám si předpokládat, pro výpočet vyzářeného tepla, že veškerá energie svíčky je tepelná, protože toho světla pravdu moc neni.)
V případě včelího vosku jde o OBNOVITELNÝ ZDROJ, s neutrální uhlíkovou stopou, v případě parafínu, který je z ropy tomu tak neni. Bohužel vzhledem k politice EU zřejmě ti bohatší skončí u voskovic a ti chudčí budou vstávat s rozbřeskem a spát se slunce západem.

Ján Hýbl (neověřeno) - 20. Prosinec 2012 - 1:37

Na základě literatury zde: http://fire.nist.gov/bfrlpubs/fire05/PDF/f05141.pdf
a zdroje zde: http://cs.wikipedia.org/wiki/%C4%8Cajov%C3%A1_sv%C3%AD%C4%8Dka
si může každý výkon dopočítat podle vzorce zde: http://cs.wikipedia.org/wiki/V%C3%BDkon

Za předpokladu NCV (43,1MJ/kg) mohu tvrdit, že je čajová svíčka srovnatelná s 45W* žárovkou, tedy že za 3,5 hodiny vyzáří jak žárovka tak svíčka stejné množství energie.

Složitější představa je při použití výkonu, kdy čajová svíčka vyzáří 575 kJ za 3,5 h (12600 sec), což odpovídá 45 W*, což je výkon při kterém se za 12600 sekund vyzáří 575 kJ energie.

Podobným uvažováním se dá vypočíst výkon libovolné svíčky. Hodnoty se budou lišit v závislosti na složení vosku o 20 %, uvažuji li různé ředění parafínu. Pokud by někdo potřeboval znát přesné hodnoty, musí si kalorimetrem změřit energii dodanou svíčkou za určitý čas a pak postupovat obdobně jako při předchozích výpočtech.

*) Na 45 W jsem zaokrouhlil z důvodu, že je 45W žárovka běžně dostupná - tedy reálná.

Anonymous (neověřeno) - 15. Srpen 2011 - 8:27

Já mám malou připomínku k LEDkám a focení.

Jsou dvě možnosti, jak dosáhnout bílý světlo s pomocí LED. Dražší RGB je ještě použitelná, protože CCD čipy používají stejný vlnový délky. Ale běžně používají modrou se žlutým luminoforem (je vidět uvnitř LED jako žlutý terčík). Červená a zelená v tom chybí :-(

Nehledě na to, že LED je bodový zdroj světla a nusí jich být víc nebo složitá a drahá optika...

A účinnost závisí na kvalitě napájení. Je sakra rozdíl mezi RC článkem z PRC a spínanným zdrojem s vysokou účinností... Dělal jsem design LED panelu pro jednu firmu a když zákazník rozpitval panel od jejich konkurence a zjistil, že mají stejný LEDky, ale o 10% vyšší spotřebu než můj návrh s novějším obvodem ve zdroji...