Jak mierzy się żywotność żarówek i modułów LED

Jak mierzy się żywotność żarówek i modułów LED

Wybierając lampy, taśmy LED i żarówki LED, często zwracamy uwagę na konkretne parametry – takie jak pobór mocy, ilość światła (wyrażaną w lumenach) czy współczynnik oddawania barw (CRI). To one pomagają nam dobrać odpowiednie źródło światła do danego wnętrza, tak aby zapewnić komfortowe i funkcjonalne oświetlenie. Przykładowo, innej ilości światła będziemy potrzebować w małej sypialni, a innej w dużej kuchni czy biurze.

Jednak oprócz tych użytkowych cech są też parametry, które wpływają na ocenę jakości i trwałości produktu. Zalicza się do nich m.in. długość gwarancji, renoma producenta, a także deklarowana żywotność danego źródła światła. Ta ostatnia może, ale nie musi być powiązana z okresem gwarancyjnym. W tym artykule przyjrzymy się właśnie żywotności lamp i żarówek LED, a dokładnie temu, w jaki sposób jest określana.

Co to jest żywotność lamp LED?

Na temat tego czym jest żywotność lamp LED pisaliśmy już w artykule Co oznacza żywotność lampy LED, dla przypomnienia żywotność lampy LED jest wyrażona w godzinach i określa, jak długo producent przewiduje, że lampa będzie świecić do osiągnięcia 70% pierwotnej jasności. Czyli zanim jej strumień świetlny znacząco spadnie. Dla porównania, tradycyjna żarówka z żarnikiem wolframowym miała żywotność na poziomie około 5 000 godzin. Następnie pojawiły się żarówki LED, które osiągały już 15 000 godzin, a współczesne lampy z modułami LED mają żywotność od około 30 000 godzin do nawet 50 000 godzin, a w niektórych przypadkach jeszcze więcej.

Ale skąd właściwie wiadomo, że dana żarówka czy lampa LED ma świecić przez 25 000, 50 000 czy nawet 100 000 godzin? Czy oznacza to, że producent w laboratorium rzeczywiście miał ją włączoną przez tyle czasu i po prostu czekał, aż światło zacznie słabnąć i osiągnie 70% początkowej jasności? Przecież żeby sprawdzić żywotność na poziomie 25 000 godzin, trzeba by nieprzerwanie świecić takim źródłem światła przez prawie 3 lata. Dla 50 000 godzin byłoby to już niemal 6 lat, a dla 100 000 godzin – aż około 12 lat ciągłego działania.

W jaki sposób szacowana jest żywotność modułów LED?

Szacowanie żywotności diod LED to złożony temat i faktycznie warto wiedzieć, jak to wygląda od kuchni, zwłaszcza jeśli zależy nam na jakości oświetlenia, które kupujemy.

Producenci nie czekają fizycznie 50 000 czy 100 000 godzin, by sprawdzić, kiedy LED zacznie tracić na jasności. Zamiast tego stosują metody przyspieszonego testowania i modele matematyczne, które pozwalają oszacować trwałość diod na podstawie wyników z krótszych okresów.

Podstawą są testy zgodne z normami LM-80 i TM-21, które są powszechnie stosowane przez renomowanych producentów (szczególnie w USA i Europie):

• LM-80 (IES LM-80-15) – to standard opracowany przez Illuminating Engineering Society (IES), który określa jak testować diody LED pod kątem spadku strumienia świetlnego w czasie. Testy trwają zazwyczaj 6 000, 10 000 lub 15 000 godzin, a odbywają się w trzech temperaturach otoczenia (np. 55°C, 85°C i jeszcze wyższej).
• TM-21 (IES TM-21-11) – to metoda matematyczna opracowana również przez IES. Służy do ekstrapolacji danych z LM-80, czyli przewidywania, kiedy strumień świetlny spadnie do określonego poziomu (np. 70% pierwotnej wartości – tzw. L70). Dzięki temu można oszacować żywotność nawet do 100 000 godzin, mimo że test trwał np. „tylko” 10 000 godzin.

Przykład: Jeśli producent przeprowadził test LM-80 przez 10 000 godzin i wykonał analizę TM-21, to może np. określić, że jego LED osiągnie L70 przy 50 000 godzin pracy.

Jak różne marki podchodzą do testów żywotności?

Marki premium (np. Philips, Osram, Cree):

• Stosują testy zgodne z LM-80.
• Podają konserwatywne, realne szacunki (wolą zaniżyć niż zawyżyć).
• Współpracują z niezależnymi laboratoriami.
• Często oferują produkty z pełną dokumentacją testów LM-80 i TM-21.

Marki no-name lub tanie azjatyckie odpowiedniki:

• Często nie przeprowadzają pełnych testów, a wartości żywotności są przeszacowane marketingowo.
• Brakuje dokumentacji lub testy trwają bardzo krótko i nie spełniają standardów.
• Żywotność deklarowana na poziomie np. 50 000 godzin może być całkowicie niepoparta badaniami.

Czy istnieją instytucje, które to kontrolują?

Tak – choć nie wszyscy producenci podlegają zewnętrznej weryfikacji, istnieją organizacje, które badają i certyfikują produkty LED:

• ENERGY STAR (USA) – program certyfikacyjny, który wymaga testów LM-80 i TM-21 dla źródeł światła. Produkty muszą spełniać określone kryteria, żeby otrzymać oznaczenie Energy Star.
• Lighting Facts (USA) – inna forma etykietowania jakości LED, wspierana przez U.S. Department of Energy.
• Zertifikate jak TÜV, VDE, Intertek, DEKRA – europejskie instytuty, które przeprowadzają testy trwałości, bezpieczeństwa i jakości LED (mogą także analizować żywotność).
• IESNA (Illuminating Engineering Society of North America) – opracowuje normy jak LM-80 i TM-21, ale nie prowadzi testów – ich rolą jest stworzenie wiarygodnej metodologii.

W praktyce – renomowani producenci pokazują dokumentację z testów, a produkty często mają certyfikaty tych organizacji. W przypadku marek nieznanych – często ich dane są deklaracją marketingową, bez testów.

Jak testy wyglądają w praktyce

Żywotność LED-ów brzmi prosto na papierze, ale w praktyce to dość złożony proces badawczy. Już tłumaczę, jak to wygląda w firmach, które podchodzą do tematu rzetelnie, np. jak Philips, czy Osram.

Zależnie od firmy i jej zaplecza technicznego testy mogą być robione wewnętrznie, albo zlecane do firm zewnętrznych.

• Duże marki mają własne laboratoria fotometryczne, w których przeprowadzają testy w ściśle kontrolowanych warunkach.
• Mniejsze firmy, albo takie które chcą uzyskać niezależną certyfikację, zlecają testy do zewnętrznych laboratoriów, np. TÜV, DEKRA, Intertek czy laboratoria akredytowane wg ISO/IEC 17025.

Urządzenia świecą przez kilka tysięcy godzin. Przez cały ten czas źródła światła są zasilane i pracują w trybie ciągłym, zwykle w specjalnych komorach temperaturowych.

Warunki testowe są kontrolowane:

• Temperatura otoczenia (np. 25°C, 50°C, 85°C).
• Wilgotność powietrza.
• Stabilność napięcia zasilania.
• Czasem testuje się w różnych pozycjach montażu, np. pionowo lub poziomo.

Co jakiś czas (np. co 1 000 godzin) LED-y są wyłączane, przenoszone do kuli całkującej (integrating sphere) lub goniofotometru, gdzie mierzy się strumień świetlny, temperaturę barwową, współczynnik CRI, czy pobieraną moc.

Warunki testowe, a warunki domowe

Testy w laboratoriach odbywają się w idealnych, ustabilizowanych warunkach, a rzeczywiste użytkowanie w domach czy biurach może być zupełnie inne. I to faktycznie jest coś, co warto rozumieć jako potencjalne ograniczenie testów laboratoryjnych. To dlatego, że laboratoria muszą zapewnić powtarzalność i porównywalność wyników. Dzięki temu można porównać LED marki A z LED marki B, bo mają jednakowy punkt odniesienia. Dlatego to nie są testy "życia w terenie", tylko charakterystyki optycznej i trwałości samego źródła światła.

W normalnych instalacjach może dojść do czynników wpływających na żywotność, których nie obejmują testy w laboratoriach:

• skoków napięcia (np. 230V idzie na 250V przez chwilę),
• zakłóceń harmonicznych,
• częstych włączeń i wyłączeń, czasem z niepełnym stykiem,
• przegrzania przez niewłaściwy montaż (np. brak wentylacji).

Czy warunki testowe są zawyżone?

Może tak być, ale nie musi — to zależy od jakości komponentów:

Dobre marki projektują swoje produkty z dużym zapasem, czyli potrafią radzić sobie z pewnymi odchyleniami od warunków idealnych.

Tanie produkty często nie mają żadnych zabezpieczeń i wtedy nawet drobne zakłócenia mogą znacząco skrócić żywotność.

Przykład wysokich wyników z naszej oferty

Poza żarówkami Philips, w naszej ofercie można znaleźć także produkty polskiej firmy lampy Lira Lighting. Ich oprawy oświetleniowe przeznaczone do szynoprzewodów magnetycznych wyróżniają się oznaczeniem trwałości: L80B10 na poziomie 100 000 godzin. Oznacza to, że po upływie 100 000 godzin użytkowania co najmniej 90% opraw nadal będzie działać, a ich jasność nie spadnie poniżej 80% wartości początkowej. To wskaźnik wysokiej jakości i trwałości, który świadczy o bardzo dobrej technologii zastosowanej w tych produktach.

Podsumowanie

Warto mieć świadomość, że deklarowana przez producenta żywotność – np. 25 000 czy 50 000 godzin – to wynik testów przeprowadzanych w ściśle kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Oznacza to, że temperatura, napięcie, wilgotność i inne czynniki są w tych testach utrzymywane na stałym poziomie. Takie warunki pozwalają na precyzyjne porównywanie różnych produktów, ale nie odzwierciedlają w pełni tego, co dzieje się w normalnym użytkowaniu, np. w mieszkaniu czy w biurze.

W praktyce domowej urządzenia są narażone na skoki napięcia, zakłócenia w instalacji elektrycznej, zbyt częste włączanie i wyłączanie czy niewłaściwy sposób montażu (np. brak wentylacji). Wszystkie te czynniki mogą mieć wpływ na rzeczywistą żywotność produktu, szczególnie jeśli zastosowane komponenty nie są odpowiednio zabezpieczone. Z tego powodu żywotność deklarowana przez producenta powinna być traktowana jako orientacyjna i porównawcza, a nie jako gwarancja konkretnego czasu działania.

Dlatego klient powinien przede wszystkim kierować się nie tylko liczbą godzin żywotności na opakowaniu, ale również:

• marką produktu i jej reputacją na rynku,
• jakością zastosowanych podzespołów, zwłaszcza zasilaczy i radiatorów,
• warunkami gwarancji,
• przeznaczeniem produktu, bo inne wymagania stawia się żarówce do domowego salonu, a inne oprawie LED do pracy ciągłej w biurze lub magazynie.

Jeżeli zależy nam na trwałości i niezawodności, warto rozważyć produkty od firm, które znane są z uczciwego podejścia do testowania swoich produktów, jak np. Philips czy Osram. Ich produkty nie tylko przechodzą rygorystyczne testy, ale też często są projektowane z zapasem wytrzymałości, by sprostać także mniej idealnym warunkom.

Nie warto sugerować się wyłącznie dużą liczbą godzin na etykiecie. Znacznie ważniejsze jest, jak ta liczba została określona, kto ją podaje i w jakich warunkach będziemy dany produkt używać.

Wskazówka dla Ciebie. Już teraz zacznij oglądać nasz niezrównany kanał na YouTube. Znajdziesz tam mnóstwo ciekawych poradników, filmy z prezentacją produktów i dobre rady w aranżacji wnętrz. Dzięki temu zakupy oświetlenia przeprowadzisz łatwo i dokonasz dobrego wyboru.