Индукционные лампы: мифы и реальность


Индукционная лампа

В последнее время на светотехническом рынке России стали активно продвигаться индукционные лампы. Поставщики сулят сказочные параметры и срок службы при ценах ниже, чем на светодиодные. В чем подвох?

Эта "новинка" (запатентованная Николой Тесла ещё в 1891г) является разновидностью ртутных ламп низкого давления без электродов. Ионизация и свечение газа происходит благодаря ВЧ-полю, генерируемому обмоткой, которая может охватывать колбу или охвачена колбой сложной формы (оставаясь всё равно в атмосферном воздухе).

Отсутствие нитей накала исключает возможность их перегорания и катодного потемнения, снижается нагрев колбы, а значит – и скорость деградации люминофора. Цельное – без каких-либо электродов – стекло обеспечивает герметичность на неограниченный срок. Однако и слабые стороны у таких конструкций очень существенны. Во-первых, им присущи все недостатки ламп низкого давления: сложная схема питания, чувствительность к низким температурам, ультрафиолетовое излучение, рваный спектр, хрупкость и т.д. Но главное, газ в колбе представляет собой, по сути, короткозамкнутый виток, образуя с обмоткой генератора своего рода трансформатор. Потери такого трансформатора складываются из расхода энергии на перемагничивание сердечников катушек (ферромагнитные свойства которых не могут быть блестящими из-за требований термостойкости – высокой точки Кюри) и радиоизлучения самих катушек (вследствие не бесконечной магнитной проницаемости сердечников) и газового витка, ток в котором невелик, но и магнитная экранировка практически отсутствует. И это излучение может иметь мощность нескольких ватт в диапазоне единиц-десятков мегагерц. Производители анонсируют частоту от сотен килогерц до единиц мегагерц, но почти прямоугольная форма колебаний обогащает спектр значительно более высокочастотными гармониками. Это заставляет задуматься о допустимости использования таких светильников в быту, в помещениях с низкими потолками, для местного освещения и в других местах, подразумевающих близкое расположение людей.

Для объективной оценки и сравнения характеристик различных источников света их удобнее всего свести в таблицу, которых опубликовано множество. Однако в большинстве из них данные берутся из источников не просто устаревших, а устаревших в разной степени для разных типов ламп. Это совершенно недопустимо, учитывая буквально ежемесячный прогресс в светотехнических технологиях, особенно – полупроводниковых. Цифры данной таблицы скорректированы на декабрь 2012г по каталогам Cree, Philips и Osram, а также по заключениям независимых экспертиз ЗАО «Оптоган» и служб ЦСМ Москвы и Новосибирска.

Принцип работы Накаливания Газоразрядные Твердотельные
Тип светильника Обычные Галогенные Низкого давления Высокого давления Натриевые Индукционные Светодиодные
Светоотдача, лм/вт 10-15 15-30 70-85 90 100-200 80-110 80-180
Индекс цвето­передачи, Ra 80 95 70-90 40-60 25 80-90 70-90
Срок службы, час 1000 3000 6000-9000 7000 20000 100000 100000
Цветовая температура, °К 2000-2800 2300-3200 2300-4900 2300-2900 2300-2900 2700-6500 2700-6500
Рабочая температура, °С -45/+100 -45/+100 -15/+50 -40/+40 -60/+40 -35/+50 -60/45
Время включения мгновенно мгновенно 0-30 секунд 7-10 минут 10 минут 0,1-3 минуты мгновенно
Схема питания нет нет средняя средняя средняя сложная простая
Механическая прочность низкая высокая низкая средняя средняя низкая очень высокая
Экология безопасна безопасна ртуть ртуть ртуть амальг. ртути безопасна
Диммирование возможно возможно возможно нет нет возможно возможно
Горячий перезапуск * есть есть есть нет нет есть есть
Побочные излучения есть есть есть есть есть есть нет
Прочие недостатки всё сказано светоотда­чей и сроком службы чувствитель­ность к перепадам напряжения и загрязне­нию, сильный нагрев утилизация, мерцание при снижении эмиссии, повышенная деградация при высоких температурах утилизация утилизация цена, 
утилизация, чувствитель­ность к перепадам напряжения, температуры
цена

*Горячий перезапуск – возможность включения сразу после выключения.

Подробно характеристики светодиодных ламп, не столь очевидные, как срок службы или прочность, описаны в статьях "Сравнение светодиодов", "Эффективность светодиодов".

Вообще в таблице приведены параметры КАЧЕСТВЕННЫХ изделий наилучших производителей. Причём безотносительно к другим характеристикам. Многие рекламные ходы, как и реальные физические свойства противоречивы. Например, максимальная (в указанном интервале) светоотдача достигается у всех люминесцентных источников света лишь при минимальных индексах цветопередачи. А моментальное включение индукционных ламп (в том числе и на морозе) возможно, но при условии повышенного пускового тока (следовательно – и стоимости генератора) и наличия достаточного количества паров ртути в свободном состоянии. Когда же ртуть находится в виде менее экологически опасной амальгамы, номинальная светоотдача достигается лишь при нагревании рабочего объёма газа до 60°С. Реальное количество амальгамы в лампе может быть выяснено только путём проведения экспертизы конкретного изделия, поскольку в рекламе фигурируют цифры от 0,25 мг до 25 мг.

Кроме того, речь не идёт о сравнении товаров одной ценовой категории, поскольку индукционные лампы (уже из-за самого устройства) НЕ МОГУТ стоить столько же, сколько светодиодные аналогичной мощности. Стеклодувные и вакуумные технологии, строгое выдерживание химического состава люминофора и равномерное его нанесение, многовитковая обмотка на теплостойком феррите, достаточно мощный ВЧ-генератор – всё это значительно дороже LED-ламп, на 90% состоящих из пластика и алюминия. Даже транспортировка стекла требует дополнительных затрат. Другими словами, если индукционная лампа стоит меньше светодиодной, это скорее всего достигнуто применением самых низкопробных материалов и упрощенных технологий. И характеристики её (в первую очередь – срок службы) скорее всего не достигнут паспортных.

Также в таблице не учтен коэффициент пульсаций (поскольку он зависит только от схемы питания, а не от физического принципа источника света) и разнообразие размеров и форм светильников. Если LED-технологии позволяют создавать и узконаправленные лучи с яркостью большей, чем у видимого с земли солнечного диска, и равномерно подсвеченные поля любой площади и конфигурации, то форма индукционной лампы ограничена принципом работы и чаще всего предлагается только четырёх видов. Это груша с внутренним индуктором (подобная лампе накаливания), кольцо, четырёхугольник (сплюснутое кольцо) и "перстень" – несимметричное кольцо с одной обмоткой (популярная модель Venus). И два-три размера каждого варианта в соответствии с номинальной мощностью. И это весь ассортимент китайской и подобной продукции!

У таких же монстров светотехники, как General Electric и Philips, который даже отказался от развития этого направления – всего по одной модели индукционных ламп, у OSRAM – две. И это на фоне десятков и сотен моделей ламп других типов.

Чем объясняется такая осторожность крупнейших производителей в отношении к столь "прогрессивным" технологиям? Да тем, что уважающие себя фирмы обеспечивают гарантийный ремонт своей продукции в течение паспортного срока службы. А когда речь идёт про 100000 часов (11 лет), сложно гарантировать работу электронных компонентов схемы генератора, если даже сама излучающая колба и не потеряет своих свойств. Ведь генерация достаточно мощных высокочастотных импульсов прямоугольной формы при индуктивной нагрузке – один из самых тяжелых режимов для любых полупроводников.

В принципе, конечно, возможно создание схем, сохраняющих работоспособность десятки лет, но по стоимости они совершенно не смогут конкурировать со светодиодными, устройства питания которых значительно проще и могут вообще не содержать активных элементов. Кроме надёжности и долговечности это обеспечивает LED-лампам меньшее рассеивание тепла на элементах схемы и отсутствие каких-либо звуков, радиопомех и вредных для человека излучений.

А вот азиатские производители не стесняются анонсировать срок службы индукционных светильников даже в 150000 часов при гарантии на 5 лет. О продолжительности же существования самих этих фирм и их солидности говорит хотя бы то, что им некогда даже отредактировать машинный перевод на сайтах:

Реклама индукционных ламп

В таблице ниже указаны стоимость и параметры различных индукционных ламп известных производителей. Расчетные величины стоимости люмена указаны исходя только из стоимости лампы, стоимость люмена за год указана исходя из указанного производителем срока службы. Поскольку эффективность ламп сравнима, затраты на электроэнергию можно не учитывать. Стоимость же замены в каждом применении индивидуальна. Все параметры взяты из заявленных производителем характеристик и нуждаются в независимой сравнительной экспертизе.

Наименование Мощность, W Световой поток, lm Эффективность, lm/W стоимость, руб цена за люмен срок службы, ч стоимость люмена в год
Osram EL Concentra R80 23 1500 65 1000 0,67 15000 0,40
Osram EL Longlife 20 1250 63 800 0,64 15000 0,37
Osram Endura 150 12000 80 8500 0,7 60000 0,10
Philips Master QL 165 12000 73 4000 0,33 60000 0,05
GE Genura 23 1100 48 900 0,82 15000 0,50

Стоимость указана без учета стоимости светильника, что в случае сменных ламп с цоколем E27 или E14 оправдано. Мощные же лампы, несмотря на то, что продаются в виде сменных, пригодны для установки только в специальный светильник и по большому счету должны рассматриваться в составе светильника, что увеличит стоимость примерно в 2 раза:

Наименование Мощность, W Световой поток, lm Эффективность, lm/W стоимость, руб цена за люмен срок службы, ч стоимость люмена в год
Светильник ЛПП 200-250 и лампа Osram Endura 150 12000 80 13000 1,1 60000 0,16
Светильник JET ENDURA 150 12000 80 30000 2,5 60000 0,36

Отвечающий за качество своей продукции производитель позиционирует индукционные лампы в основном для промышленного и уличного освещения, где стоимость замены ламп составляет значительную долю затрат на эксплуатацию. Именно для ламп такого типа, имеющих большую мощность, стоимость люмена с учетом затрат на лампу, обслуживание и электроэнергию вызывает интерес. Для компактных ламп, производитель указывает невысокий срок службы, определяемый долговечностью схемы питания, тем самым стоимость люмена становится неприемлемой.

Для корректного сравнения приведем аналогичные параметры сменных светодиодных ламп этих же производителей и светильников, использующих светодиоды "хороших" производителей с гарантированным сроком службы (таблица в стадии заполнения):

Наименование Мощность, W Световой поток, lm Эффективность, lm/W стоимость, руб цена за люмен срок службы, ч стоимость люмена в год
Osram GU10-9LED-220V 5 400 80 950 2,4 35000 0,6
Osram LUXIA LED 7     1600   50000  
Osram PARATHOM 12 650 55 2500 3,85    
Philips MASTER LED 16     4500      
Philips Econic Dimm 7 350 50 1500 4,28 25000 1,5
GE HI-SPOT RefLED 10     2900      
Светильник Ledel L-Office 100 светодиоды Osram Duris E5 55 5050 92 4600 0,91 60000 0,13
Светильник «Квадр Оптима» светодиоды Cree 32 3000 94 2700 0,9 50000 0,16
Светильник Philips Highway OPK362 * 173 13800 80 51000 3,7 50000 0,65

* Уличный светильник в исполнении IP66, изготовлен компанией Philips. Компания Philips - единственная из известных производителей предлагает весь спектр светотехнических изделий от светодиодов до декоративных и уличных светильников.

Сменные светодиодные лампы выпускаются известными производителями в основном невысокой мощности и явно позиционируются для местного и внутреннего освещения. Светодиодные лампы для производственных помещений, офисов и уличные лампы трудно сравнивать с другими типами, поскольку чаще всего светодиодные излучатели являются частью конструкции светильника, в любом случае и светодиодные и индукционные светильники имеют столь значительную стоимость, что целесоообразность их установки опеределяется не стоимостью самого светильника, а его безопасностью и качеством света.

Сегодня светодиодные лампы небольшой мощности при близком индексе цветопередачи почти сравнялись по цене с газоразрядными, в 1,5-2 раза превосходя их по экономичности и во много раз – по сроку службы, безопасности и надёжности. Индукционные же лампы представляют собой просто усовершенствованные КЛЛ, которые уже сейчас при равной стоимости уступают твердотельным источникам по всем параметрам. И в перспективе они не смогут конкурировать с LED-технологиями, особенно в местном освещении.

Назад к каталогу статей >>>

Метки: