Led rasvjeta na brodu
BN 250Količina snage koju svjetlosno tijelo koristi obično je dobar pokazatelj koliko će biti svjetla. Zahvaljujući ubrzanom razvoju tehnologije u segmentu LED rasvjete svjetlosna snaga znatno je porasla posljednjih godina, što znači da imamo znatno više svjetla za istu količinu potrošene snage (više lumena po vatu)
O prednostima LED rasvjete i o njenoj primjeni u svim segmentima gdje je potrebna rasvjeta; na kopnu, na brodu, automobilu ili bilo gdje drugdje, suvišno je raspravljati. LED svjetiljke su čak 90% učinkovitije od žarulja s žarnom niti i imaju do 25 puta duži životni vijek. Prema navedenom jasno je da je odluka o zamjeni klasičnih žarulja onim sa žarnom niti neminovna i naizgled se čini da je to vrlo jednostavan i lak zadatak. Isto tako uspoređivanje LED rasvjete s halogenim žaruljama nije baš tako jednostavno i jednoznačno.
Kvalitetnija LED rasvjetna tijela imaju svoju cijenu. I prije nego se odlučimo na zamjenu trebamo znati sve što je bitno za takva rasvjetna tijela. Doduše one male žaruljice koje jednostavno možete zamijeniti u vašim navigacijskim svjetlima i nisu tako skupe ni problematične. Ali kod izbora rasvjetnih tijela za posebnu namjenu kao što su podvodna svjetla, reflektori ili osvjetljenje interijera plovila, trebate odabrati ono što vam za tu namjenu najbolje odgovara, da traju za koliko su deklarirane i da izaberete pravu boju svjetla. Razloga za zamjenu klasične s LED rasvjetom ima više. Najvažniji je omjer svjetlosti koju dobijemo LED rasvjetom i energije koja je za to potrošena. Kod klasičnih žarulja sa žarnom niti puno je energije odlazilo na toplinu dok su kod LED rasvjete toplinski gubici minimalni. Iako se osvjetljenje nekog prostora svodi na to da u prostoru s manje svjetla osiguramo bolju vidljivost i osvijetljenost, naglasak koji današnji proizvođači daju na LED rasvjetu su sve one dodatne funkcije, poput lake promjene intenziteta svjetla, promjene boje svjetla i drugo. Iako bi LED rasvjetu trebalo svrstati u brodsku elektriku, ona svojom strukturom i komponentama ulazi i u segment brodske elektronike. Sve veća efikasnost i manja potrošnja električne energije karakteristika je današnjih elektroničkih uređaja pa tako i LED rasvjetnih tijela. Konstrukcija LED dioda se od onih početnih i ovih današnjih znatno razlikuje, u njima je ugrađeno sve više elektronike poput pametnih prekidača s regulacijom boje i intenziteta svjetla, ali i razvoj naprednih sustava za razne svjetlosne efekte.
Mogućnosti osvjetljenja led rasvjetom, gdje boju svjetla mijenjate prema raspoloženju
Osnovne jedinice kojima karakteriziramo svjetlo
Ako ste odlučili zamijeniti vašu klasičnu rasvjetu s žarnim nitima, halogenu ili fluorescentnu s LED rasvjetnim tijelima, pokušati ćemo vam pojasniti neke osnovne karakteristike kako bi se lakše snašli u ovoj složenoj problematici. Prije nego krenemo u detaljno opisivanje LED rasvjetnih tijela potrebno je pojasniti neke osnovne jedinice kojima definiramo sve što karakterizira svjetlo. Često se uz oznaku snage rasvjetnog tijela u vatima, što zapravo odgovara njegovoj električnoj snazi tj. potrošnji, u praksi srećemo i s nekim drugim jedinicama koje definiraju svjetlosne učinke. To su mjerne jedinice međunarodnog SI sustava mjernih jedinica.
Tablica 1. Tablica odnosa snage i svjetlosnog toka u lm ( lumen ) za običnu žarulju sa žarnom niti, halogenu žarulju, LED i fluorescentna rasvjetna tijela
Napomena: Podaci o životnom vijeku, svjetlosnom toku, toplinskim gubicima za različite tipove rasvjetnih tijela su samo orijentacioni. Oni zavise o vrsti rasvjetnog tijela, snazi, konstrukciji, ali i o proizvođaču, tako da su ove vrijednosti samo prosječne i informativne. Zbog toga su i vrijednosti tako različite. Primjerice, vijek trajanja štedne žarulje, ako se ona često pali i gasi može biti i kraći od 1.000 sati, ali ako ona konstantno gori može trajati i više od 15.000 sati.
Osnovna jedinica je kandela (Cd), a lumen (Lm) i luks (Lx) su njene izvedene jedinice, dok Kelvin (K) definira boju svjetla.
Ukupni svjetlosni tok
Lumen, Lm je jedinica ukupnog svjetlosnog toka. Stroga fizikalna definicija za tu izvedenu mjernu jedinicu glasi da je to svjetlosni tok što ga u prostorni kut od jednog steradijana (sr) emitira svjetlosni izvor kojemu je svjetlosna jakost u svim smjerovima jednaka jednom kandelu. (1 lm=1cd x sr), a za pojednostavljenu definiciju to je zapravo ukupni svjetlosni tok u vidljivom području kojega odašilje neki izvor svjetlosti, odnosno ukupna količina emitirane svjetlosti. Tako npr. standardna žarulja od 60 W kod napona od 230 volti ima ukupni svjetlosni tok od 600-800 lumena.
Jačina svjetla
Kandela, Cd je osnovna mjerna jedinica SI međunarodnog sustava mjernih jedinica za jačinu svjetlosti. Pokazuje koliko svjetlosne energije izvor svjetlosti emitira u nekom vremenu pod određenim kutom. Strogo fizikalno to je jačina svjetlosti kojom u određenom smjeru svijetli izvor jednobojne svjetlosti frekvencije 540 terahertza (1012) kada mu jačina zračenja u tom smjeru iznosi 1/683-ti dio vata po steradijanu (prostornom kutu). No za naša razmatranja dovoljno je zapamtiti pojednostavljenu definiciju tj. da kandela predstavlja jačinu svjetlosne energije izvora svjetlosti. Struja svjetlosti, odnosno svjetlosni tok i jačina svjetlosti opisuju karakteristike izvora svjetlosti.
Osvjetljenje površine
Lux, (Lx) je mjerna jedinica za osvjetljenje koja se definira kao ravnomjerno osvjetljenje površine svjetlosnim tokom od jednog lumena po svakom četvornom metru. Ovo je zapravo jedinica za prostorno osvjetljenje.
Za naša razmatranja najvažnije je koliko svjetlosti nam treba da bismo mogli normalno obavljati osnovne poslove na brodu; npr. kuhati u kuhinji, čitati u krevetu ili čitati nautičke karte, ali i koliko svjetla nam treba u strojarnici ili na komandnom mostu. Naravno pritom je važno da sve to obavljamo bez posebnog naprezanja očiju i bez dodatne baterijske ili neke druge lampe. Te vrijednosti definiramo u Luxima.
Osvjetljenja instrumenata i različitih displeja na komandnom mjestu nezamisliva su danas bez LED tehnologije
Boja svjetla
Svjetlosni spektar izražava se u stupnjevima Kelvina. Boja svjetla je spektralni sastav isijavanja iz jednog izvora svjetlosti. Kod izvora svjetlosti koji emitiraju kontinuirani spektar, primjerice Sunce, žarulje i halogene lampe, boja svjetlosti odgovara maksimumu tog kontinuiranog spektra, čija je temperatura izražena u stupnjevima Kelvina (°K). To si možemo najbolje predočiti na primjeru užarena komada željeza. Porastom temperature boja se mijenja od tamno crvene preko narančaste i žute do bijele, a svakoj boji odgovara određena temperatura. Na isti način se određuje primjerice temperatura površine planeta ili udaljenih svemirskih sustava. Ta takozvana boja svjetla koristi se u prvom redu za karakterizaciju djelovanja svjetla reflektora s diskontinuiranim spektrom (fluorescentne lampe, LED). Prema boji svjetla, a time vrsti i namjeni osvjetljenja možemo izvore podijeliti u tri grupe. Kada je bijela LED rasvjeta prvi put postala dostupna, brzo je stekla reputaciju za stvaranje hladnih ili plavih tonova boja. Kako se tehnologija razvijala, LED temperature u boji su napredovale i danas su LED svjetla dostupna u širokom rasponu boja i temperatura, od onih sličnih prirodnom dnevnom svjetlu ili toplog volframovog sjaja tradicionalnih žarulja sa žarnom niti. Hladnije bijele boje (5000K) obično odgovaraju bijelim gel-coat čamcima i eksterijerima, dok bujne presvlake ili lakirano drvo izgledaju i osjećaju se bolje uz toplije (3000K) svjetlo. Kako se LED tehnologija nastavlja razvijati, tako se povećava i sposobnost prikazivanja boja svjetala. Što je viši CRI (High Color Rendering) ocjena, to je bolja i istinitija reprodukcija boja. Na primjer, sunčeva svjetlost ima najveću ocjenu CRI od 100. LED svjetiljke s CRI ocjenom od 80 ili više će reproducirati shemu boja unutrašnjosti s najboljom točnošću.
Danas led trake postoje u bezbroj varijanti i boja, izbor je zaista velik
Kod LED žarulja postoji međuovisnost između boje i struje svjetla. Što je niža temperatura svjetla to lampa daje manje struje svjetla (lumena). Razlog tome je između ostalog što se kod ovih izvora svjetlosti reduciraju dijelovi spektra viših frekvencija kako bi se postigla toplija boja svjetlosti. LED s toplim bijelim svjetlom daje oko 30% manje svjetla od hladno bijelog LED-a. LED svjetla za podvodna osvjetljenja napravljena su da rade na nižoj temperaturi, što ih čini pogodnim za ugradnju pod vodom.
Mali LED reflektori s zaštitom IP67 pogodni su za ugradnju na svim manjim brodovima
Potrošnja i količina svjetla
Količina snage koju svjetlosno tijelo koristi obično je dobar pokazatelj koliko će biti svjetla. Zahvaljujući ubrzanom razvoju tehnologije u segmentu LED rasvjete, svjetlosna snaga znatno je porasla posljednjih godina, što znači da imamo znatno više svjetla za istu potrošenu snagu (više lumena po vatu). Broj lumen nam kazuje kolika je količina svjetla koje rasvjetno tijelo proizvodi. Vrijednosti za LED žarulje navedene u tablici variraju o zavisnosti o ugrađenom LED čipu i proizvođaču. Međutim iz tablice 1 je vidljivo da LED diode troše znatno manje energije od bilo kojeg drugog rasvjetnog tijela, a ako u obzir uzmemo i njihovu dugovječnost onda je njihova primjena neupitna. Treba napomenuti da i kod LED led rasvjetnih tijela toplinski gubitci, korištenje leća koje se ugrađuju za usmjerenje svjetlosnog snopa mogu utjecati na svjetlosne gubitke i do 30-ak%. Kod dobro dizajniranih rasvjetnih tijela ovi gubici trebaju biti što manji. Zato jedino precizno mjerenje stvarne izlazne svjetlosti u Luxs-ima daje realnu sliku rasvjetnog tijela. Broj luxs-a i kandela odnosi se na stvarni intenzitet svjetla rasvjetnog tijela na danim udaljenostima. Na taj način korisnik zna koje razine osvjetljenja može očekivati kada dizajnira raspored rasvjete. Kao što je ranije spomenuto, LED žarulje mogu uštedjeti do 90% energije u usporedbi s tradicionalnim žaruljama sa žarnom niti. Uobičajena je zabluda da sve LED žarulje od 4W proizvode iste svjetlosne performanse. Dobro dizajnirana LED svjetiljka od 3 vata mogla bi proizvesti više svjetla od svjetiljke od 4 vata. Velik dio izvedbe uvelike ovisi o korištenoj LED diodi i kvaliteti optike, upravljanja toplinom i elektronike. Budući da LED tehnologija stalno napreduje, proizvođači su uspjeli proizvesti LED diode s mnogo većim performansama lumena po vatu. To znači da svjetiljke postaju svjetlije i potrošnja energije potrebna za osvjetljenje se smanjuje. Ako je moguće, pokušajte usporediti lumene po vatu kako biste dobili točne podatke koliki se postotak snage koristi za učinkovito stvaranje svjetlosti. Što je više lumena po vatu, to je lampa učinkovitija, što znači da se manje energije koristi za generiranje ekvivalentne količine svjetlosti.
Kut snopa svjetla
Gledajte izravno u LED svjetiljku i činit će vam se svijetlo i blistavo. Izravno gledanje u neke LED čipove velike snage tijekom duljeg razdoblja može biti opasno za oko. Na primjer, downlights svjetla će često imati široku optiku koja ispunjava prostoriju, a preklapanjem raširenih snopova nekoliko svjetiljki, sjene se smanjuju. Alternativno, druge svjetiljke kao što su reflektori ili uslužna rasvjeta mogu biti dizajnirane za fokusiranje ili usmjeravanje svjetlosti u određenom smjeru kako bi se postigao određeni učinak. Različita svjetla će imati različite kutove snopa.
Višebojno LED rasvjetno tijelo koje se ugrađuje u palubu
LED svjetiljke velike snage stvaraju toplinu tako da rasvjetno tijelo treba biti dizajnirano tako da učinkovito prenosi toplinu od samog LED-a. LED diode koje se pregrijavaju, iznad postavljenog praga, trajno će degradirati i značajno se smanjuje njihova svjetlosna učinkovitost.
LED žarulje koje jednostavno možete ugraditi umjesto onih s žarnom niti. Uštede u potrošnji električne energije na brodu nisu zanemarive
Osim toga morsko okruženje s visokim postotkom soli, visokom vlažnosti i jake UV zrake također značajno utječu na trajnost LED rasvjetnih tijela. Svjetiljke koje su napravljene od lošijih materijala ili slabo obloženih legura ubrzano se razgrađuju i hrđaju. Na kraju će kućište i sustavi brtvljenja popustiti, dopuštajući da vlaga uđe u lampu. Jednom kada se to dogodi, samo je pitanje vremena kada će elektronika otkazati. Kontinuirano izlaganje UV zračenju može uzrokovati da LED svjetiljke postanu lomljive i pucaju, što na kraju omogućuje prodor vode ili vlage. Stoga je uz kvalitetne materijal vrlo važan i stupanj zaštite. IP 67 trebao bi biti standard za sva rasvjetna tijela koja se ugrađuju na brodove, a ožičenje mora biti zaliveno kako bi se spriječio prodor vode.
Danas i sva signalizacijska i oprema za spašavanje ima LED rasvjetu, što omogućava dugo trajanje osvjetljenja i slanja signala za poziv u pomoć
Elektromagnetske smetnje (EMI)
Kako u LED rasvjetnim tijelima ima elektronike, ona manje kvalitetna mogu uzrokovati smetnje u komunikacijskoj opremi. Elektromagnetska kompatibilnost (EMC) je sve važniji sigurnosni problem, posebno za mnoge hitne i industrijske primjene. Kako elektronički uređaji kao što su LED svjetiljke postaju sve češće, raste i rizik od nenamjernih elektromagnetskih smetnji (EMI) koje mogu imati štetne učinke na druge osjetljive uređaje poput radija ili komunikacijske opreme.
Upravljanje LED rasvjetom je vrlo jednostavno. Postoji mnogo različitih varijanti daljinskih upravljača i displeja kojima to možete napraviti
I na kraju cijena
Cijena rasvjetnih tijela je često odlučujući faktor pri donošenju odluke o kupnji. Kvalitetne LED žarulje uvijek su skuplje od žarulja sa žarnom niti, a postoje i cjenovne razlike među sličnim LED proizvodima. Izbori materijala, načini gradnje i standardi koje definira proizvođač uglavnom određuju i cijenu. Važno je uzeti u obzir početni trošak i očekivani životni vijek LED svjetla. Štednja energije i duži životni vijek obično nadoknađuju početnu visoku cijenu jer ako je LED svjetiljka dobro dizajnirana, projektirana i izrađena sigurno je da će dugo i pouzdano svijetliti.
...
