คู่มือฉบับย่อสําหรับ LED
ไฟ LED มักเป็นโซลูชันที่ทําให้ไฟบ้านหรือธุรกิจของคุณประหยัดพลังงานมากขึ้น เราจะสํารวจว่าอะไรที่ทําให้แตกต่างจากไฟแบบเดิม และประโยชน์ของ LED ขยายออกไปนอกเหนือจากการลดการใช้พลังงานของคุณอย่างไร
LED คืออะไร?
LED ย่อมาจาก "ไดโอดเปล่งแสง"
ไดโอดเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นวัสดุที่ไม่ค่อยเป็นตัวนํา (โดยปกติคือโลหะ) แต่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากกว่าฉนวน (เช่น เซรามิก) ไดโอดทําหน้าที่เป็นสวิตช์ทางเดียวสําหรับกระแส ซึ่งหมายความว่ากระแสสามารถไหลไปในทิศทางเดียวได้อย่างง่ายดาย แต่จํากัดการไหลในทิศทางตรงกันข้ามอย่างรุนแรง ตามชื่อที่แนะนําเมื่อกระแสไหลผ่าน LED มันจะเปล่งแสงออกมา
กระบวนการนี้ค่อนข้างซับซ้อนและเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนในเซมิคอนดักเตอร์ที่รวมตัวกับรูอิเล็กตรอนปล่อยพลังงานในรูปของโฟตอน (ซึ่งเราเห็นว่าเป็นแสง) สิ่งสําคัญที่สุดที่ควรทราบเกี่ยวกับกระบวนการนี้คือมีประสิทธิภาพสูง – ไฟ LED ให้แสงสว่างและความร้อนน้อยกว่าตัวเลือกแสงอื่นๆ
LED เปรียบเทียบกับหลอดไส้และ CFL อย่างไร
หลอดไส้เป็นวิธีที่พบบ่อยที่สุดในการสร้างแสงในยุคแรก ๆ หลอดไส้เปล่งแสงอันเป็นผลมาจากการได้รับความร้อน ซึ่งหมายความว่าพลังงานจํานวนมากจะสูญเสียไปจากความร้อน ซึ่งทําให้หลอดไส้ไม่มีประสิทธิภาพ อาจทําให้หลอดร้อนเป็นอันตราย และนําไปสู่ความเหนื่อยหน่ายของไส้หลอด ซึ่งหมายความว่าต้องเปลี่ยนไฟเป็นประจํามากขึ้น พลังงานประมาณ 95% สูญเปล่าเป็นความร้อน โดยมีเพียง 5% เท่านั้นที่กลายเป็นแสง ในการเปรียบเทียบ LED ผลิตความร้อนน้อยมากเป็นผลพลอยได้ ทําให้มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และใช้งานได้ยาวนานกว่ามาก
CFL หรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัดเป็นอีกหนึ่งทางเลือกของหลอดไส้ที่ได้รับความนิยมในการทําให้แสงสว่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น หลอดไฟ CFL สร้างแสงโดยการส่งกระแสผ่านท่อที่เติมก๊าซที่เคลือบด้วยสารเรืองแสง อนุภาคก๊าซตื่นเต้นและกระทบกับสารเคลือบซึ่งจะแปลงพลังงานเป็นแสง การกระตุ้นแก๊สในตอนแรกอาจใช้เวลาถึงสามสิบวินาทีในการสตาร์ท ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทําไมไฟฟลูออเรสเซนต์จึงมักใช้เวลาสักครู่กว่าจะสว่างขึ้น
แม้ว่าหลอด CFL จะมีประสิทธิภาพมากกว่าหลอดไส้ แต่ก็ยังสามารถสูญเสียพลังงานได้ถึง 80% เป็นความร้อน หากคุณมีหลอดไส้และเปลี่ยนไปใช้หลอดไฟ CFL คุณสามารถประหยัดพลังงานได้ประมาณ 30% อย่างไรก็ตาม หากคุณเปลี่ยนไปใช้ LED คุณสามารถประหยัดได้เกือบ 75% ของการใช้พลังงานแสงสว่างของคุณ
ไฟ LED มีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามาก
คุณต้องเปลี่ยนหลอดไฟกี่คนในครัวเรือน? ด้วย LED คุณอาจไม่ต้องกังวลกับคําตอบ (ชั่วขณะหนึ่ง) ไฟ LED มีอายุการใช้งาน 25,000 ชั่วโมง (หรือมากกว่า) ในการเปรียบเทียบหลอดไส้มีอายุการใช้งานเพียงประมาณ 1,200 ชั่วโมงและ CFL ทํางานได้ดีกว่าเล็กน้อยที่ 8,000 ชั่วโมงซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องเปลี่ยนหลอดไฟน้อยลงอย่างมาก
ทุกสีของสายรุ้ง
สี LED ทั่วไป ได้แก่ สีเหลืองอําพัน สีแดง สีเขียว และสีน้ําเงิน จริงๆ แล้วไม่มีสิ่งที่เรียกว่า LED "สีขาว" เพื่อให้ได้แสงสีขาวที่เราใช้เพื่อให้แสงสว่างในบ้านและสํานักงานของเราไฟ LED สีต่างๆจะถูกผสมหรือหุ้มด้วยวัสดุเรืองแสงที่แปลงสีของแสง สารเรืองแสงเป็นวัสดุสีเหลืองที่คุณเห็นในผลิตภัณฑ์ LED บางรุ่น ไฟ LED สีใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นไฟสัญญาณและไฟแสดงสถานะ เช่น ปุ่มเปิดปิดบนคอมพิวเตอร์
ค่าเสื่อมราคาลูเมน – อายุการใช้งาน
อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ไฟ LED ถูกกําหนดให้แตกต่างจากแหล่งกําเนิดแสงอื่นๆ เช่น หลอดไส้หรือ CFL เนื่องจากโดยทั่วไปแล้ว LED จะไม่ "ไหม้" หรือล้มเหลว แต่จะประสบกับการเสื่อมราคาของลูเมน ซึ่งปริมาณแสงที่ผลิตได้ลดลง และลักษณะของสีของแสงสามารถเปลี่ยนไปได้เมื่อเวลาผ่านไป แทนที่จะอิงตามอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ LED ตามเวลาที่ใช้ 50% ของหลอดไฟกลุ่มใหญ่ในการเผาไหม้ (เช่นเดียวกับแหล่งกําเนิดแบบดั้งเดิม) "อายุการใช้งาน" ของผลิตภัณฑ์ LED จะถูกกําหนดตามการคาดการณ์ว่าเมื่อใดที่เอาต์พุตแสงลดลง 30 เปอร์เซ็นต์
ไฟ LED และความร้อน
แม้ว่า LED จะสร้างความร้อนน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับตัวเลือกหลอดไฟอื่นๆ แต่ก็ยังเป็นสิ่งสําคัญที่หลอดไฟจะต้องได้รับการตั้งค่าอย่างถูกต้องเพื่อกระจายความร้อนที่เกิดขึ้น
ระบบไฟ LED ไม่แผ่ความร้อนเหมือนกับหลอดไส้หรือหลอดฮาโลเจน ซึ่งหมายความว่าความร้อนที่เกิดจากพลังงานที่เข้าสู่ผลิตภัณฑ์จะต้องถูกดึงออกจากไฟ LED โดยปกติจะทําด้วยฮีตซิงก์ซึ่งเป็นอุปกรณ์แบบพาสซีฟที่ดูดซับความร้อนที่เกิดขึ้นและกระจายออกสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบ วิธีนี้ช่วยป้องกันไม่ให้ไฟ LED ร้อนเกินไปและไหม้
การจัดการความร้อนอาจเป็นปัจจัยที่สําคัญที่สุดเพียงประการเดียวในประสิทธิภาพที่ประสบความสําเร็จของผลิตภัณฑ์ LED ตลอดอายุการใช้งาน เนื่องจากยิ่งอุณหภูมิที่ไฟ LED ทํางานสูงเท่าใด แสงก็จะยิ่งเสื่อมสภาพเร็วขึ้นเท่านั้น และอายุการใช้งานก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น
ผลิตภัณฑ์ LED ใช้การออกแบบและการกําหนดค่าฮีตซิงก์ที่เป็นเอกลักษณ์ที่หลากหลายเพื่อจัดการความร้อน ดังนั้นจึงอาจดูแตกต่างกันมาก โดยไม่คํานึงถึงการออกแบบฮีตซิงก์ ผลิตภัณฑ์ LED ทั้งหมดที่ได้รับ ENERGY STAR ได้รับการทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่าจัดการความร้อนอย่างเหมาะสม เพื่อให้เอาต์พุตแสงได้รับการบํารุงรักษาอย่างเหมาะสมตลอดอายุการใช้งานที่กําหนด
ความแตกต่างของลูเมนระหว่างไฟแบบดั้งเดิมและไฟ LED
โคมไฟแบบดั้งเดิม
หลอดไฟแบบดั้งเดิม (HID, เมทัลฮาไลด์, ไอปรอท และหลอดฟลูออเรสเซนต์) เปล่งแสงในทุกทิศทาง ซึ่งหมายความว่าต้องใช้แผ่นสะท้อนแสงภายในโคมไฟเพื่อ "สะท้อน" แสงให้ได้มากที่สุดจากหลอดไฟและส่วนประกอบของโคมไฟไปยังพื้นที่เป้าหมาย อย่างไรก็ตาม แสงทั้งหมดไม่สามารถเปลี่ยนเส้นทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยปกติ แสงที่ปล่อยออกมาจากหลอดไฟ 40% ขึ้นไปจะติดอยู่ภายในโคมไฟและไม่ไปถึงพื้นที่เป้าหมาย
ด้วยเหตุนี้ เอาต์พุตลูเมนที่ระบุไว้ของลูกโลกแบบดั้งเดิมจึงมีแนวโน้มที่จะมีความแปรปรวนมากกว่าเมื่อเทียบกับจํานวนลูเมนจริงที่ออกมาจากอุปกรณ์ บริษัทส่วนใหญ่จะจัดหา LOR (ระดับเอาต์พุตแสง – อาจมี D หรือ U อยู่ด้านหน้าสําหรับแสงลงหรือขึ้น) สําหรับอุปกรณ์ของตน (แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์) ซึ่งจะบอกคุณว่าปริมาณการสูญเสียลูเมนขั้นต่ําคืออะไร เป็นที่น่าสังเกตว่าสิ่งนี้ทําได้ด้วยแผ่นสะท้อนแสงที่สะอาดแบบใหม่ และปริมาณการสูญเสียลูเมนที่แท้จริงจะสูงขึ้นเมื่อข้อต่อมีอายุมากขึ้นเนื่องจากการกัดกร่อนและฝุ่นละอองทําให้ประสิทธิภาพของแผ่นสะท้อนแสงลดลง
ไฟ LED
ไฟ LED ให้แสงส่วนใหญ่ในมุมลําแสงที่ลดลง และโดยปกติแล้วไม่จําเป็นต้องใช้แผ่นสะท้อนแสงภายนอกสําหรับแสง ดังนั้นจึงมี LOR ที่สูงขึ้น
ซึ่งหมายความว่าปริมาณลูเมนที่แสดงมักจะเป็นสิ่งที่ข้อต่อจะส่งมอบจริง เป็นที่น่าสังเกตว่ามีบางบริษัทที่ส่งเสริม "Chip LUMENS"; ซึ่งหมายถึงจํานวนลูเมนที่ชิปผลิตได้จริงและไม่คํานึงถึงการสูญเสียใด ๆ อันเนื่องมาจากฝาปิดใส ฯลฯ ที่อาจวางทับข้อต่อเพื่อป้องกันชิป LED (แม้แต่กระจกใสก็ลดแสงลง 4% บวก)
