Lampy wyładowcze wcale nie odeszły do lamusa. Wysokie sprawności i dobra jakość strumienia światła sprawia, że nadal pozostają konkurencyjne, szczególnie w oświetleniu przemysłowym.

Fot. 1. Dobór rodzaju oświetlenia w obiektach przemysłowych zależy m.in. od charakteru wykonywanej pracy oraz przeznaczenia
poszczególnych pomieszczeń. Fot.: TriliuxFot. 1. Dobór rodzaju oświetlenia w obiektach przemysłowych zależy m.in. od charakteru wykonywanej pracy oraz przeznaczenia poszczególnych pomieszczeń. Fot.: Triliux

Oświetlenie, zarówno naturalne, jak i sztuczne musi być dopasowane do specyfiki przedsiębiorstwa. Instalacja oświetleniowa powinna odpowiadać charakterowi wykonywanej pracy oraz spełniać wszelkie, określone prawem normy. Podstawą do rozważań na temat odpowiedniego systemu w danym obiekcie jest projekt oświetlenia, który powstaje w oparciu o wymagania dotyczące kierunkowości światła, oddawania barw, rozkładu czy migotania. Dopiero uwzględnienie wielu zmiennych i parametrów pozwoli na wybranie takiego rodzaju lamp, dzięki którym pracownicy, np. operatorzy wózków widłowych, będą mieli nieograniczone pole widzenia.
Dobór oświetlenia do obiektu przemysłowego powinien być również uzależniony od przeznaczenia poszczególnych pomieszczeń. Innego rodzaju lamp potrzebujemy w przestronnych halach, innego w pomieszczeniach wysokiego składowania czy w strefie dostaw i załadunków. Choć coraz częściej inwestorzy wybierają oświetlenie LED-owe, nie oznacza to jednak, że inne rodzaje lamp wyszły już z użycia. Warto zwrócić wagę przede wszystkim na szeroki asortyment lamp wyładowczych.

Lampy wyładowcze

Pod nazwą lamp wyładowczych kryje się cała gama lamp metalohalogenkowych i sodowych, nisko- i wysokoprężnych, które stanowią różne źródła światła, łączy je jednak zasada działania. Wytwarzają światło widzialne dzięki zjawisku wyładowania łukowego między elektrodami umieszczonymi w szczelnie zamkniętym jarzniku. Przewodnictwo elektryczne zostaje zapewnione przez zjonizowane komponenty wypełniające bańkę.
Z racji swoich kompaktowych rozmiarów lampy wyładowcze porównywane są często do oświetlenia punktowego, co daje duże możliwości w dziedzinie ich sterowania.

Fot. 2. Rodzaj oraz parametry techniczne oświetlenia należy dobrać w zależności od specyfiki obiektu oraz jego przeznaczenia. Na zdjęciu
oświetlenie LED-owe w ICE Kraków Congress Centre. Fot.: ES-SYSTEMFot. 2. Rodzaj oraz parametry techniczne oświetlenia należy dobrać w zależności od specyfiki obiektu oraz jego przeznaczenia. Na zdjęciu oświetlenie LED-owe w ICE Kraków Congress Centre. Fot.: ES-SYSTEM

Wysokoprężne

W przypadku lamp wysokoprężnych podczas wyładowania halogenki metalu i rtęć są wzbudzane przez przepływ prądu, emitując energię w postaci promieniowania. Dzięki mieszaninie różnych komponentów promieniowania możliwe jest uzyskanie danej temperatury barwowej światła oraz pożądanej właściwości oddawania barw.
Wśród wysokoprężnych lamp wyładowczych wyróżniamy lampy rtęciowe, sodowe oraz metalohalogenkowe. Poszczególne typy i modele różnią się pomiędzy sobą właściwościami technicznymi. Większość z nich potrzebuje statecznika elektronicznego w celu umożliwienia zapłonu i ograniczenia zużycia prądu.

Ważny element: statecznik elektroniczny

Zastosowanie odpowiedniego statecznika elektronicznego do lamp wyładowczych pozwala na osiągnięcie nawet do ok. 15% wyższej wydajności systemu niż przy użyciu konwencjonalnych stateczników. Wyższy jest również stopień utrzymania strumienia świetlnego, trwałość lampy, mniejsze natomiast rozproszenie strumienia. Rozwiązanie charakteryzuje się też energooszczędnością. Poza tym stosowanie elektronicznych stateczników przy wysokoprężnych lampach wyładowczych pozwala na uniknięcie tętnienia światła (co jest dość częste przy statecznikach konwencjonalnych), „migania” pod koniec trwałości, osiągnięcie niższej akustyczności układu (konwencjonalne mają tendencję do wytwarzania drgań mechanicznych) oraz bezpieczne wyłączanie lampy w momencie, gdy wykryte zostaną nieprawidłowe parametry jej pracy.

Jarznik ceramiczny czy kwarcowy?

Nowoczesne lampy metalohalogenkowe wykonywane są m.in. w technologii ceramicznej, bardziej wytrzymałej na wyższe temperatury niż szkło kwarcowe. Ceramika jest wybierana m.in. z uwagi na wysoką sprawność, dobre oddawanie barw oraz ich stabilność, wysoki strumień świetlny w całym okresie użytkowania oraz małą podatność materiału na korozję (dzięki halogenkom metali wypełniającym jarznik). Zastosowanie technologii ceramicznej sprawia ponadto, że pozycja pracy lampy ma niewielki wpływ na jakość światła.
Producenci zoptymalizowali wydajność ceramicznych lamp dzięki modyfikacji ich konstrukcji. Pierwsze tego typu lampy miały jarznik o cylindrycznym kształcie, w którym jednak następował nierównomierny rozkład temperatury. Wprowadzono okrągłą konstrukcję jarznika o stałej grubości ścianki, dzięki czemu osiągnięto bardziej równomierny rozkład temperatury i większą skuteczność świetlną. Nadanie jarznikowi ceramicznemu okrągłego kształtu pozwoliło na szybsze podgrzewanie oraz uzyskanie bardziej jednorodnego rozsyłu światła (bez cieni).
Na rynku dostępne są również lampy metalohalogenkowe w technologii kwarcowej, czyli działające w oparciu o jarznik wykonany z przezroczystego szkła kwarcowego, odporne na wysokie temperatury oraz ich wahania. Pozwala on na osiągnięcie szerokiej gamy barw światła, a ponadto – długą trwałość lampy i wysoki strumień świetlny. O ile lampy ceramiczne, szczególnie te o okrągłej konstrukcji jarznika, wybierane są głównie do obiektów handlowych czy hal wystawienniczych, w których priorytetem jest jak najwyższa jakość oraz osiągnięcie danych parametrów światła, o tyle w przypadku hal magazynowych, produkcyjnych przemysłowych z zadaniem poradzą sobie lampy metalohalogenkowe kwarcowe.

Ekspansja oświetlenia LED-owego próbuje wyprzeć z rynku lampy wyładowcze wysokoprężne. Nie będzie to jednak takie proste, ponieważ parametry tych drugich sprawiają, że nadal doskonale się sprawdzają jako uzupełnienie instalacji oświetleniowej zewnętrznej lub w obiektach przemysłowych oraz handlowych. Jest to związane przede wszystkim z trwałością dochodzącą do 55 tys. godzin, wysokim strumieniem światła (do 200 tys. lm) i wysoką skutecznością świetlną (do 150 lm/W). Jako jeden z mankamentów wymienia się za to dość niski współczynnik oddawania barw, co jednak w przypadku obiektów przemysłowych nie ma kluczowego znaczenia. Producenci zwracają też uwagę na stosunkowo niskie koszty zużycia energii.

Lampy wyładowcze: dlaczego warto?

Fot. 3. Lampy wyładowcze stanowią wciąż
poważną konkurencję oświetlenia
LED-owego. Fot.: Lena LightingFot. 3. Lampy wyładowcze stanowią wciąż poważną konkurencję oświetlenia LED-owego. Fot.: Lena Lighting Fot. 4. Zwróćmy uwagę również na wygodne
oprawy lamp wyładowczych. Fot.: Lena LightingFot. 4. Zwróćmy uwagę również na wygodne oprawy lamp wyładowczych. Fot.: Lena Lighting

Mimo iż wskutek ekspansji oświetlenia LED-owego lampy wyładowcze wysokoprężne straciły na popularności, ich parametry sprawiają, że nadal znajdują zastosowanie jako uzupełnienie instalacji oświetleniowej zewnętrznej lub w obiektach przemysłowych oraz handlowych. Jest to związane przede wszystkim z trwałością dochodzącą do 55 tys. godzin, wysokim strumieniem światła (do 200 tys. lm) i wysoką skutecznością świetlną (do 150 lm/W). Jako jeden z mankamentów wymienia się tu za to dość niski współczynnik oddawania barw. Producenci zwracają jednak uwagę na stosunkowo niskie koszty zużycia energii.
W przypadku obiektów przemysłowych, np. magazynów, priorytetem jest wypełnienie wysokiego zapotrzebowania na ilość światła – z tego zadania lampy wyładowcze, zwłaszcza wysokoprężne metalohalogenkowe, radzą sobie bardzo dobrze. Montuje się je m.in. w halach produkcyjnych oraz strefach dostaw i załadunku, czyli w miejscach, gdzie oświetlić należy większą przestrzeń, bez regałów wysokiego składowania i innych tego typu elementów. Do współpracy z tego rodzaju źródłami światła przeznaczone są oprawy typu High Bay bądź oświetlenie asymetryczne montowane bocznie.

Co jeszcze na rynku?

Lampy metalohalogenkowe powoli wypierają z rynku starsze typy lamp sodowych; za ich pomocą często przeprowadza się modernizację instalacji opartej na lampach sodowych (zgodnie z unijną dyrektywą z kwietnia 2012 r. niektórych rodzajów lamp sodowych nie można wprowadzać do obrotu w Unii Europejskiej). Alternatywą są tu nowoczesne lampy sodowe, których wprowadzone usprawnienia pozwoliły na osiągnięcie do 15% większego strumienia świetlnego oraz wyższą trwałość serwisową (do 6 lat). Na unowocześnienie układów pozwala m.in. technologia polegająca na zoptymalizowaniu funkcjonowania lampy poprzez obniżenie napięcia zapłonu do 40% oraz jednoczesnej optymalizacji ciśnienia mieszaniny gazowej.
Lampy sodowe mogą mieć zintegrowaną z jarznikiem antenę zapłonową – prostsza konstrukcja sprawia, że do minimum wyeliminowano ryzyko wczesnej awarii oświetlenia. Takie rozwiązanie pozwoliło też na redukcję czasu ponownego zapłonu z kilku minut do ok. 30 s. Poza tym dzięki zastosowaniu nowego cyrkoniowo-aluminowego pochłaniacza gazów strumień świetlny utrzymuje się na tym samym poziomie niemal przez cały okres użytkowania lampy.
W gamie lamp wyładowczych znajdziemy również niskoprężne lampy sodowe, bezrtęciowe, osiągające skuteczność świetlną do ok. 178 lm/W. Oprócz tego wybierać możemy wśród dość atrakcyjnych cenowo lamp rtęciowych (które nie wymagają układu zapłonowego, jedynie statecznika) oraz rtęciowo-żarowych, zawierających luminofor itrowo-wandowy, dzięki czemu stanowią dobry zamiennik dla żarówek wysokiej mocy.

Fot. 5. Lampy wyładowcze montuje się często w strefach dostaw i załadunku. Fot.: TriliuxFot. 5. Lampy wyładowcze montuje się często w strefach dostaw i załadunku. Fot.: Triliux

EKSPERT Fachowego Elektryka
Efektywność energetyczna: czy lampy wyładowcze to dobre rozwiązanie?

Bogdan Skorupka - dyrektor sprzedaży
manager ds. efektywności
energetycznej
oświetlenia, ES-SYSTEMBogdan Skorupka
dyrektor sprzedaży manager ds. efektywności energetycznej oświetlenia, ES-SYSTEM

Przez dziesięciolecia lampy wyładowcze pozwalały realizować energooszczędne instalacje oświetleniowe – energooszczędne w porównaniu do źródeł żarowych. Ze względu na możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur otoczenia bez istotnego wpływu na ich parametry znamionowe, źródła sodowe, metalohalogenkowe i rtęciowe zdominowały instalacje oświetlenia zewnętrznego. Również we wnętrzach, wszędzie tam, gdzie istniała potrzeba użycia wąskostrumieniowych opraw oświetleniowych lub rozwiązań o dużej mocy jednostkowej, chętnie korzystano z wyładowczych źródeł światła. Niestety technologia wyładowcza posiada również wiele wad, które znacząco ograniczają jej funkcjonalność i są szczególnie dotkliwe w przypadku obecnie projektowanych, nowoczesnych instalacji oświetleniowych. Długi zapłon i ponowny zapłon, praktycznie brak możliwości płynnej regulacji strumienia świetlnego w szerokim zakresie, ograniczona trwałość, a także, szczególnie w przypadku niskoprężnych i wysokoprężnych źródeł sodowych, bardzo zła jakość wytwarzanego światła w zasadzie dyskwalifikują źródła wyładowcze jako element efektywnych energetycznie instalacji oświetleniowych wysokiej jakości. Tym bardziej, że obecnie znaczny potencjał poprawy efektywności instalacji oświetleniowych upatruje się w wykorzystaniu zaawansowanych, adaptacyjnych systemów sterowania, które wymagają od źródła światła dużej elastyczności i dynamiki w realizowaniu parametrów oświetleniowych. Racjonalność dalszego stosowania źródeł wyładowczych jest szczególnie dyskusyjna w obliczu dynamicznego rozwoju technologii LED. LED-y i lampy wyładowcze należą do tej samej rodziny elektroluminescencyjnych źródeł światła, jednak na tym kończą się ich podobieństwa. Rozwiązania LED-owe nie posiadają wad źródeł wyładowczych i w większości przypadków przewyższają je w zakresie przywołanych wyżej zalet. Coraz częściej, również w wyniku analizy ekonomicznej, trudno jest uzasadnić stosowanie źródeł wyładowczych w obliczu zmniejszających się okresów zwrotu nakładów inwestycyjnych na instalacje oświetlenia LED.
W mojej opinii gwałtownie maleje obszar zadań oświetleniowych, w których uzasadnione jest stosowanie źródeł wyładowczych. Takimi enklawami są jeszcze naświetlacze i projektory dużej mocy, a także instalacje oświetlenia zewnętrznego, w których priorytetem jest minimalizacja ceny zakupu opraw nieuwzględniająca kosztu użytkowania takiej instalacji. Niestety jakość i efektywność energetyczna wytwarzanego oświetlenia schodzi wówczas na dalszy plan. Kompetentna analiza możliwości poszczególnych technologii oświetleniowych leży u podstaw kształtowania oferty produktowej firmy ES-System SA – powstaje wiele zróżnicowanych rodzajów opraw oświetleniowych wykonanych w technologii LED, które znajdują zastosowanie w większości realizowanych projektów.

Iwona Bortniczuk
Na podstawie materiałów firm: Philips, Osram, Trilux

Więcej na temat: