Ponad 200 000 godzin trwałości LED – co naprawdę oznaczają L70, L80, LM-79, LM-80 i TM-21?

-Czas czytania: 6 minut-

W kartach katalogowych profesjonalnych opraw LED coraz częściej pojawiają się wartości 100 000, 150 000, a nawet ponad 200 000 godzin trwałości. Dla osoby spoza branży taki parametr może brzmieć niemal niewiarygodnie. 200 000 godzin to przecież ponad 22 lata nieprzerwanej pracy przez 24 godziny na dobę. Przy systemie pracującym kilkanaście godzin dziennie mówimy już o okresie liczonym w dekadach.

Czy współczesne oprawy przemysłowe LED rzeczywiście mogą osiągać taką trwałość?

Tak. Trzeba jednak wiedzieć, co dokładnie oznacza podawana liczba godzin, czego dotyczy i na podstawie jakich danych została określona. W profesjonalnej technice oświetleniowej pojęcie trwałości nie sprowadza się bowiem do odpowiedzi na pytanie: „kiedy oprawa przestanie świecić?”. Znacznie ważniejsze jest to, jak w czasie będą zmieniały się jej parametry oraz czy cały system oświetleniowy nadal będzie spełniał wymagania projektowe.

LED najczęściej nie gaśnie – tylko stopniowo traci strumień

W przypadku tradycyjnych źródeł światła koniec życia był łatwy do zauważenia. Źródło przepalało się i przestawało świecić. Oprawa przemysłowa LED zachowuje się inaczej. Dioda może nadal pracować po wielu latach, ale jej strumień świetlny stopniowo maleje. Dlatego samo stwierdzenie, że źródło „działa”, niewiele mówi o jakości oświetlenia po 10 czy 15 latach eksploatacji. Jeżeli nowa instalacja zapewnia na stanowisku pracy wymagane 500 lx, istotne jest nie tylko to, czy oprawy za kilka lat nadal będą świeciły, ale także czy wciąż będą dostarczały odpowiednią ilość światła.

Z tego powodu trwałość źródeł LED opisuje się przede wszystkim poprzez utrzymanie strumienia świetlnego.

L70, L80, L90 – czyli ile światła pozostanie po latach

Litera L odnosi się do procentowego poziomu początkowego strumienia świetlnego, który źródło zachowuje po określonym czasie.

Przykładowo:

• L90 oznacza 90% wartości początkowej,
• L80 – 80%,
• L70 – 70%.

Jeżeli więc w dokumentacji pojawia się parametr:

L70 > 200 000 h nie oznacza to, że po 200 000 godzinach dioda przestanie świecić.

Oznacza to, że prognozowany czas dojścia do poziomu 70% początkowego strumienia przekracza 200 000 godzin – przy określonych warunkach pracy. To zasadnicza różnica.

Przeczytaj również: Dlaczego najtańsza oferta na oświetlenie LED najczęściej okazuje się najdroższa? 9 kosztów, których nie widać w wycenie

Co więcej, w nowoczesnych, dobrze zaprojektowanych systemach przemysłowych wartości te mogą być jeszcze wyższe.

Przykładem jest system opraw przemysłowych TheusLED Prometheus PT3, dla którego karta katalogowa podaje dla zastosowanych diod:

L70 > 260 000 h przy temperaturze otoczenia ta = 25°C.

260 000 godzin to niemal 30 lat ciągłej pracy 24/7.

Ta wartość nie jest jednak informacją o „życiu całej oprawy przez 30 lat bez awarii”. Jest informacją dotyczącą przewidywanego utrzymania strumienia źródeł LED. I właśnie dlatego trzeba rozumieć, skąd takie dane się biorą.

LM-80 – najpierw rzeczywisty pomiar starzenia się źródła LED

Jedną z podstawowych metod stosowanych do oceny długoterminowego zachowania diod LED jest ANSI/IES LM-80.

LM-80 opisuje sposób badania utrzymania strumienia oraz zmian parametrów barwnych pakietów LED, matryc i modułów LED w czasie. Badania prowadzi się w kontrolowanych warunkach temperatury i obciążenia, aby można było porównywać wyniki uzyskane dla różnych źródeł i producentów. To ważne rozróżnienie:

LM-80 dotyczy źródeł LED, a nie kompletnej oprawy.

Podczas badania rzeczywiście mierzy się zachowanie źródła przez tysiące godzin. Nie oznacza to jednak, że dla każdej deklaracji 200 000 czy 260 000 godzin prowadzi się test przez 20–30 lat. Na podstawie uzyskanych danych wykonuje się bowiem dalszą projekcję.

TM-21 – jak z kilku czy kilkunastu tysięcy godzin pomiaru powstaje prognoza na wiele lat

Do tego służy metodologia ANSI/IES TM-21.

TM-21 wykorzystuje dane uzyskane w badaniach LM-80 do przewidywania długoterminowego utrzymania strumienia źródeł LED. Obecna wersja TM-21-21 opisuje zarówno metodę projekcji, jak i ograniczenia dotyczące ekstrapolowania wyników. To właśnie na tym etapie mogą pojawić się wartości takie jak:

L70 > 150 000 h,
L70 > 200 000 h,
czy L70 > 260 000 h.

Nie są one wynikiem 260 000 godzin fizycznego testowania gotowej oprawy. Są wynikiem projekcji opartej na rzeczywistych pomiarach źródła LED, wykonanych według określonej metodologii. Dlatego wysoka liczba godzin sama w sobie nie jest niczym podejrzanym. Współczesne diody wysokiej jakości rzeczywiście mogą charakteryzować się bardzo wolną degradacją strumienia.

Przeczytaj również: Co stanie się z instalacją LED za 7 lat? Serwisowalność, części zamienne i bezpieczeństwo długoterminowej inwestycji

Znacznie ważniejsze jest pytanie: czy producent potrafi wskazać poziom L, warunki pracy oraz podstawę techniczną deklarowanej wartości?

A gdzie w tym wszystkim jest LM-79?

Tutaj dochodzimy do drugiego bardzo ważnego rodzaju badań.

ANSI/IES LM-79 nie służy do prognozowania trwałości.

Służy do dokładnego pomiaru parametrów gotowego produktu oświetleniowego LED w określonych warunkach testowych.

Badanie może obejmować m.in.:

• całkowity strumień świetlny,
• pobór mocy,
• skuteczność świetlną systemu,
• rozsył światłości,
• parametry barwne,
• charakterystykę optyczną kompletnej oprawy.

Aktualna ANSI/IES LM-79-24 określa procedury wykonywania powtarzalnych pomiarów optycznych i elektrycznych produktów SSL.

Można więc powiedzieć w uproszczeniu:

LM-80 i TM-21 pomagają odpowiedzieć na pytanie, jak w czasie będzie zachowywać się źródło LED.

LM-79 odpowiada na pytanie, jak naprawdę działa gotowa oprawa w chwili badania.

Obie informacje są bardzo potrzebne, ale dotyczą czegoś innego.

Dlaczego raport LM-79 ma znaczenie dla inwestora?

Załóżmy, że producent diod deklaruje skuteczność na poziomie ponad 200 lm/W. Czy oznacza to, że gotowa oprawa również będzie osiągała 200 lm/W? Nie. Po drodze występują straty związane między innymi z:

• układem zasilania,
• optyką,
• temperaturą pracy,
• sposobem wysterowania diod,
• konstrukcją całej oprawy.

Dlatego z punktu widzenia inwestora znacznie bardziej wartościowa jest informacja o parametrach gotowej oprawy, a nie samego komponentu LED.

Przeczytaj również: Światło dla jakości. Jak nowoczesne oprawy przemysłowe LED wspierają kontrolę jakości, bezpieczeństwo i decyzje operatorów

W TheusLED oprawy są badane i otrzymują raporty LM-79. W przypadku systemu Prometheus PT3 karta katalogowa wskazuje skuteczność świetlną oprawy powyżej 170 lm/W, uzyskaną dzięki zastosowaniu wysokiej klasy diod LED i potwierdzoną raportem LM79. To istotne, ponieważ inwestor otrzymuje informację odnoszącą się do rzeczywistego produktu, który będzie zamontowany w zakładzie.

Prometheus PT3 – przykład, jak czytać dane kompleksowo

Przyjrzyjmy się oprawie przemysłowej Prometheus PT3. Jeżeli spojrzymy tylko na jeden parametr, zobaczymy:

L70 > 260 000 h przy ta = 25°C.

To bardzo wysoka prognozowana trwałość źródeł LED. Ale pełna ocena rozwiązania wymaga spojrzenia na szerszy zestaw danych.

Prometheus PT3 oferuje m.in.:

• skuteczność świetlną oprawy powyżej 170 lm/W,
• zakres temperatury pracy od -35°C do +55°C, a w wersji opcjonalnej do +70°C,
• szczelność IP66 dla układów zasilania i IP55 dla układów optycznych,
• współczynnik mocy cos φ > 0,95,
• sprawność zasilacza powyżej 90%,
• możliwość sterowania m.in. 1–10 V, 0–10 V lub DALI.

Dodatkowo konstrukcja została zaprojektowana pod kątem długotrwałej eksploatacji: karta produktowa wskazuje na efektywne chłodzenie diod, zabezpieczenia modułów LED oraz zabezpieczenia zasilaczy przed przegrzaniem, przeciążeniem i zwarciem. To właśnie taki zestaw parametrów jest ważniejszy niż pojedyncza liczba godzin.

Dlaczego temperatura jest tak istotna?

Dioda LED nie funkcjonuje w oderwaniu od oprawy.

Jej trwałość zależy między innymi od temperatury pracy.

Im skuteczniej konstrukcja odprowadza ciepło z modułów LED, tym korzystniejsze mogą być warunki pracy półprzewodnika.

Dlatego przy wysokich deklarowanych trwałościach trzeba zwracać uwagę na dwie kwestie: warunki, dla których określono parametr L, oraz rzeczywistą gospodarkę cieplną oprawy.

Właśnie dlatego przy wartości L70 > 260 000 h w Prometheusie PT3 podana jest temperatura odniesienia ta = 25°C.

Nie oznacza to oczywiście, że oprawa może pracować wyłącznie w 25°C. Jej deklarowany zakres pracy jest znacznie szerszy. Oznacza natomiast, że określone dane trwałości należy zawsze czytać razem z warunkami, których dotyczą. To szczególnie ważne w przemyśle. Temperatura pod dachem wysokiej hali może być znacznie wyższa niż na poziomie stanowisk pracy. Jeszcze trudniejsze warunki występują w hutach, odlewniach, zakładach przetwórczych czy obiektach pracujących całodobowo. Dlatego dobrze zaprojektowana oprawa przemysłowa musi być nie tylko efektywna świetlnie, lecz także efektywna termicznie.

Przeczytaj również: Nowoczesna hala, to coś więcej niż LED – jak stworzyć oświetlenie, które realnie wspiera produkcję

Bardzo trwała dioda nie gwarantuje jeszcze równie trwałej oprawy

To jeden z najważniejszych wniosków. Nawet jeżeli zastosowane źródło LED ma prognozowaną trwałość przekraczającą 200 000 godzin, kompletna oprawa zawiera również:

• zasilacz,
• elektronikę,
• przewody i połączenia,
• elementy optyczne,
• uszczelnienia,
• układy sterowania.

Każdy z tych elementów ma własną charakterystykę trwałości i niezawodności. Dlatego profesjonalne podejście do projektowania oprawy polega nie tylko na zastosowaniu bardzo dobrych diod, ale również na takim zaprojektowaniu całego urządzenia, aby wykorzystać ich potencjał.

Ma tu znaczenie również serwisowalność. W Prometheus PT3 możliwa jest prosta wymiana elementów modułowych – w tym belek LED oraz bloków zasilania. Przy instalacji projektowanej na kilkanaście lub kilkadziesiąt lat może mieć to większą wartość niż sama możliwość wymiany całej oprawy.

260 000 godzin – jak wygląda to w praktyce?

Warto przełożyć tę liczbę na rzeczywisty czas pracy.

Przy ciągłej eksploatacji:

24 h × 365 dni = 8760 godzin rocznie.

260 000 godzin odpowiada więc około:

29,7 roku pracy 24 godziny na dobę.

Przy 16 godzinach dziennie przez 300 dni w roku:

4800 godzin rocznie, czyli ponad 54 lata do osiągnięcia 260 000 godzin.

Oczywiście nie należy interpretować tego jako gwarantowanego czasu bezawaryjnej eksploatacji całej instalacji. Pokazuje to jednak skalę potencjalnej trwałości współczesnych źródeł LED. I rodzi kolejne ważne pytanie: skoro same diody mogą zachowywać bardzo dobre parametry przez tak długi czas, jak zaprojektować resztę oprawy, żeby nie stała się jej słabym punktem?

Jak profesjonalnie porównywać trwałość opraw LED?

Przy porównywaniu ofert warto odejść od prostego zestawienia:

„ta oprawa ma 100 000 godzin, a tamta 200 000”.

Znacznie lepiej sprawdzić:

1. Jaki poziom utrzymania strumienia określa deklaracja – L70, L80 czy L90?
2. Jakiej temperatury pracy dotyczą dane?
3. Czy wartość wynika z pomiarów i projekcji według uznanych metod?
4. Jakie źródła LED zastosowano?
5. Jak rozwiązano chłodzenie modułów?
6. Jakie parametry ma gotowa oprawa i czy są potwierdzone badaniami LM-79?
7. Jaka jest jakość i trwałość zasilacza?
8. Czy najważniejsze elementy oprawy można serwisować lub wymieniać?
9. Jak zachowa się instalacja w rzeczywistych warunkach konkretnego zakładu?
10. Czy producent będzie w stanie zapewnić wsparcie i części po wielu latach?

Dopiero taki zestaw informacji daje realną podstawę do oceny inwestycji.

Przeczytaj również: Ile naprawdę kosztuje tania oprawa LED? Ukryte koszty oświetlenia w przemyśle

Jedna liczba nie opisuje dobrej oprawy

Technologia LED doszła dziś do poziomu, przy którym deklaracje przekraczające 200 000 godzin dla źródeł światła są jak najbardziej możliwe. Nie należy ich ani bezkrytycznie przyjmować, ani z góry traktować jako marketingowej przesady. Trzeba je prawidłowo czytać.

L70 czy L80 mówi o utrzymaniu strumienia.
LM-80 dostarcza danych o długoterminowym zachowaniu źródła LED.
TM-21 pozwala wykonać projekcję tego zachowania.
LM-79 pokazuje rzeczywiste parametry kompletnej oprawy.

A dopiero konstrukcja termiczna, jakość zasilania, zabezpieczenia, optyka i możliwość serwisowania pokazują, czy potencjał bardzo trwałych diod został rzeczywiście wykorzystany w gotowym produkcie. W systemie Prometheus PT3 źródła LED mają deklarowane L70 > 260 000 godzin przy ta = 25°C, natomiast parametry kompletnej oprawy są weryfikowane w badaniach LM-79. Jednocześnie konstrukcja przewiduje efektywne chłodzenie oraz możliwość wymiany modułów LED i bloków zasilania.
I właśnie tak należy rozumieć współczesną trwałość LED.

Nie jako obietnicę, że „lampa będzie świecić przez 260 000 godzin”.

Ale jako mierzalny i projektowalny parametr techniczny całego systemu, którego podstawą są wysokiej jakości źródła światła, właściwe warunki ich pracy i konstrukcja oprawy pozwalająca wykorzystać ich potencjał przez wiele lat.

Zespół TheusLED – Specjaliści od światła

TheusLED to polska firma technologiczna specjalizująca się w projektowaniu i produkcji nowoczesnych systemów oświetlenia przemysłowego LED. Od kilkunastu lat dostarcza rozwiązania dla hal produkcyjnych, magazynów, obiektów sportowych i przestrzeni publicznych. Oprawy przemysłowe TheusLED wyróżniają się wysoką skutecznością świetlną (170–190 lm/W), trwałością i pełną zgodnością z normami bezpieczeństwa. Firma wspiera klientów nie tylko w wyborze odpowiednich opraw, ale także w procesie modernizacji oświetlenia, przygotowywaniu audytów oraz uzyskiwaniu Białych Certyfikatów. Dzięki połączeniu innowacyjnej technologii, polskiej produkcji i indywidualnego podejścia, TheusLED stał się zaufanym partnerem wielu przedsiębiorstw w Polsce i za granicą.