Az Európai Unióban, ahogy a világ számos más táján, fokozatosan betiltják a nagy teljesítményű hagyományos villanykörtéket, az energiatakarékosabbnak mondott fénycsöveket és LED-lámpákat favorizálják. A tilalom jogosságát firtatva szakember segítségével megvizsgáltuk számos égő fényerejét, színét és fogyasztását.
A megvizsgált fényforrások mért jellemzői
Típus -- Ár (forint) -- Fényáram (lumen) -- Teljesítmény (watt) -- Fényhasznosítás (lumen/watt) -- Színhőmérséklet (kelvin) -- Domináns színkomponens (nanométer)
Hagyományos izzó 59 710 60,6 11,72 2430 585
Kompakt fénycső 269 317 7,7 41,17 2430 585
Kompakt fénycső 790 600 10,5 57,14 2550 584
Kompakt fénycső 790 625 10,5 59,52 2530 584
Kompakt fénycső 1095 890 14,7 60,54 2500 585
Kompakt fénycső 2299 670 11,5 58,26 3500 580
Kompakt fénycső (burás) 2999 531 10,7 49,63 2450 585
LED-lámpa 3299 129 2,2 58,64 4620 577
A vidámparki szellemvasút alagútját idézi az Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kara Mikroelektronikai és Technológiai Intézetének (KVK MTI) alagsori világítástechnikai laborja. A falak már a folyosón is feketére vannak festve, hogy a visszaverődő fény ne zavarja a méréseket. Fénycsövek, izzók mindenütt. Ide hoztunk számos lámpát, hagyományos izzót, halogénizzót, fénykibocsátó diódákkal működő (LED-)lámpát és kompakt fénycsövet, hogy fizikai jellemzőiket megmérjük. A lámpákat két nagy barkácsáruházban vásároltuk, igyekeztünk a kapható típusok legszélesebb választékát beszerezni. A LED-lámpa kivételével (amely elvileg tizenöt wattos izzónak felelt meg) olyan fényforrásokat teszteltünk, amelyek a hatvanwattos izzót hivatottak kiváltani. A fénycsövek adatait bemelegedésüket követően olvastuk le.
– A mérés megkezdése előtt minden esetben kalibrálni kell a mérőműszereket – mondja Molnár Károly, a KVK MTI munkatársa és a Világítástechnikai Társaság alelnöke, miután becsavart egy etalon izzót az Ulbricht-féle integráló fotométergömbbe. Ez a műszer a lámpa fényáramát, tehát az általa kibocsátott fény mennyiségét képes mérni. A nyolcvan centiméter átmérőjű gömb belső felülete fehérre van festve, így minden pontja egyenlő megvilágítást kap. A gömb két felének bezárása és az áram bekapcsolása után a kijelzőkön leolvasható a lámpa által adott fény lumenben mért mennyisége és az aktuális fogyasztás. A etalon izzó fényárama ismert, így segítségével be lehet állítani a műszer által mért adatok helyes értékeit. A tényleges méréseket a LED-lámpával kezdtük.
– A LED-lámpa fényárama, hasonlóan a hagyományos izzókhoz, pillanatok alatt stabilizálódik, utána csökkenésnek indul. Ez a nagy bajuk a LED-eknek. Ha túlmelegszenek, és nem vezetjük el tőlük a hőt, akkor egyre kevesebb fényt adnak – magyarázza Molnár Ká-roly. – A kompakt fénycsövek fényárama viszont akár percekig emelkedhet folyamatosan, mire képesek a maximális mennyiségű fényt kibocsátani. Ezután némi csökkenésnek indul, majd másfél-két óra múltán újra emelkedik. Nem érdemes őket túl rövid ideig üzemeltetni. Végig közel ugyanakkora teljesítményt vesznek fel ugyanis, de kezdetben csak kevés fényt adnak le.
A fogyasztási adatok nagyjából igazolták a dobozokra írt értékeket. Az általában tizenegy wattosként árult fénycsövek teljesítménye 7,7 és 14,7 watt között volt, és alig változott, mialatt bemelegedtek. Fényáramuk eközben jelentősen, akár két-háromszorosára is megnőtt. Amikor fényáramuk stabilizálódott, nagyságrendileg megegyezett a hagyományos izzóéval, fogyasztásuk azonban csak negyede-ötöde volt annak.
A fő ellenérv a kompakt fénycsövekkel szemben az, hogy fényük színe eltér a hagyományos izzóétól. Míg a volfrámszálas körtének meleg fénye van, addig sok fénycső fénye a hidegség érzetét kelti. Ez sokakban a hivatalok, kórházak megvilágítását idézi, és így nyugtalanítóan hat számukra. A KVK MTI laboratóriumában a fényforrások fényének spektrális eloszlását, végső soron a színüket is megvizsgáltuk. A természetes fény sok különböző hullámhosszú sugárzásból áll, amelyeket agyunk összesít, és ezután alakul ki bennünk a színérzet. A színkomponensek egymáshoz viszonyított erőssége határozza meg a látott színt. A legjellemzőbb tartomány a domináns hullámhosszal jellemezhető. A látható fény az elektromágneses spektrum nagyjából 390 és 750 nanométeres hullámhossz közé eső tartománya. Az alacsonyabb hullámhosszú fény ibolya, majd a kék, a zöld, a sárga, a narancs és a vörös következik. A fény spektrumát vizsgáló műszer érzékelője a digitális fényképezőgépek szenzorára hasonlít, a rávetülő sugárzást adatokká alakítja.
A hagyományos izzó az ultraibolya tartományban gyakorlatilag nem sugároz, majd a melegebb színek felé haladva egyre intenzívebb a sugárzása. A látható fényt elhagyva az infravörös tartományban is emelkedik az intenzitás. Tehát rengeteg hőt és kevés fényt állít elő, mutatja a grafikonon Molnár Károly. A kibocsátott fény színe a fehér és az élénk narancssárga közé tehető. Ez nem hasonlít a napsugárzás természetes színére, amelyben a kék sugarak dominálnak, ezért kék az ég.
A fény érzékelhető színét nemcsak a spektrum, de az úgynevezett színhőmérséklet is jellemzi. Ez annak a csak elméletben létező abszolút fekete testnek a hőmérséklete, amely izzás közben a látott színű fényt bocsátja ki. Amikor vasat izzítanak, a színe viszonylag alacsony hőmérsékleten vörös, majd a fehér felé közelít, és a kék tartományba is eljuthat. Így, igencsak furcsa módon, a köznapi értelemben meleg színek színhőmérséklete alacsonyabb, míg a hideg színeké magasabb. Az általunk mért hagyományos, hatvan watt teljesítményű izzó színhőmérséklete 2430 kelvin volt. A napfény színhőmérséklete csak napnyugta idején felel meg ennek, napfelkeltekor 3200, délben pedig a 6500 kelvint is elérheti. Az izzó domináns hullámhossza az 585 nanométeres tartományba esett. A kompakt fénycsövek színhőmérséklete mind az izzóé fölött volt, bár nem sokkal. Eközben domináns hullámhosszuk gyakorlatilag megegyezett az villanykörtéével. A LED-lámpa színe viszont jelentősen különbözött az izzóétól, színhőmérsékletük különbsége a kétezer kelvint is meghaladta. A LED színe pedig a már nem a narancssárga, hanem a zöld felé közelítő sárga tartományba esett. A fénycsövek és a LED-ek által sugárzott fény mégis alapvetően különbözik az izzókétól.
– Az izzó által kibocsátott sugárzás intenzitása egyenletesen növekszik a vörös felé, tehát minden szín megtalálható benne. A LED-lámpa fényéből az ibolyaszín hiányzik, viszont a kék tartományban hatalmas intenzitáscsúcsot látunk. Ennek az az oka, hogy a jelenleg használt LED-ek alapvetően kéken világítanak, csak bevonják őket úgynevezett fényporral (egyfajta fém-oxid porral), amely módosítja színüket. A kék szín fölötti komponensek is jelen vannak a LED-lámpa színében, bár intenzitásuk kisebb – mondja Molnár Károly. – Minthogy a fény színének módosítása minden esetben energiaveszteséggel jár, ezért míg a kékesfehér (hidegebb) színű LED-ek nagyon jó fényhasznosítással rendelkeznek, a sárgásfehér(meleg) LED-ek hatékonysága sokkal rosszabb. A vásárláskor erre figyelni kell. Ha úgy hirdetik a lámpát, hogy gazdaságos, lehet, hogy a fénye kékes színű, míg ha meleg fehérnek mondják, többet fogyaszthat, vagy kevesebb fényt ad. Fizikailag ugyanis nem lehet annyira gazdaságos.
A kompakt fénycsövek spektruma teljesen más, mint a hagyományos izzóé. A fénycső minőségétől függően három–öt magas csúcsot látunk rajta, a folytonos spektrumot a vonalas színkép váltja föl. Ez azt jelenti, hogy a fénycső fénye nem tartalmazza a szivárvány összes színét, hanem – a régi televízióhoz hasonlóan – általában a vörös, a zöld és a kék színekből keveri ki a fehér egy árnyalatát. A jobb minőségű fénycsövek több hullámhossztartományban sugároznak, így fényük színe jobban hasonlít a hagyományos izzókéra (vagy a napfényre), a silányabbak színkeverése rosszabb. A színkeverés élethűségét a színvisszaadási indexszel jellemzik. A hagyományos izzó színvisszaadási érteke száz, minthogy fénye minden színt tartalmaz. A legtöbb fénycső színvisszaadása ennek 80-90 százaléka.
Az általunk megvizsgált legolcsóbb és legdrágább kompakt fénycső ára között több mint tízszeres árkülönbség volt, pedig külsőre szinte egyformának tűntek. Mi lehet az oka ennek? Bár az olcsó típusok fényhasznosítása valamivel rosszabb, és színük kékesebb, mint drágább társaiké, a lényegi különbség sokkal kevésbé észrevehető. Egy újabb, a fényforráson átfolyó áram rezgését vizsgáló berendezésbe csavarva a lámpákat azonban meglepő jelenséget tapasztaltunk. A kompakt fénycsövek és a LED-lámpák ugyanis bonyolultabb eszközök, mint a hagyományos izzók, inkább az elektronikus berendezésekhez hasonlítanak.
– Az elektronikus eszközök zavarokat okozhatnak az elektromos hálózatban, amely tönkreteszi a hálózat ötvenhertzes, szinuszos rezgését. Ezek a zavarok a nullavezetékben, amelyről eddig megszoktuk, hogy nem ráz, veszélyesen erős áramot hoznak létre – mondja Molnár Károly. – Áramütés veszélye továbbra sincs, mert nem a feszültség, hanem az áramerősség nő meg. Akkor okoz ez problémát, ha irodaházakban, közületeknél nagy tömegben cserélik le az izzókat olcsó, rossz minőségű fénycsövekre. Megoldható, hogy a fénycső elektronikusan kiszűrje a maga okozta zavart, de egy ilyen alkatrész több száz forintba is kerülhet darabonként. Megtörtént, hogy a nullavezetékben folyó áram miatt kapcsolótábla égett le. Amikor a lakásunkban becsavarunk egy-két ilyen fénycsövet, az még nem okoz gondot.
Ahogy minden elektromos berendezés, úgy a kompakt fénycsövek is elektromágneses teret gerjesztenek maguk körül. Minthogy e sugárzásnak lehetnek egészségi kockázatai, fontos, hogy ezt is figyelembe vegyük, amikor fényforrást választunk otthonunkba.
– Míg a hagyományos izzók keltette elektromágneses tér frekvenciája megegyezik az elektromos hálózat ötvenhertzes frekvenciájával, addig a kompakt fénycsövek elektromágneses tere a harminc–hatvan kilohertzes tartományban is lehet. E tér erőssége a lámpához nagyon közel, húsz centiméteren belül már az egészségügyi határérték közelében lehet – mondja Bakos József, az Országos Frédéric Joliot-Curie Sugárbiológiai és Sugár-egészségügyi Kutatóintézet optikai és lézersugárzások osztályának vezetője. – Tizenkilenc fénycsövet vizsgáltunk, és a felüknél volt magasabb a sugárzás, de ez nem függött az áruktól. A magas frekvenciájú elektromágneses tér miatt nem ajánlatos e fénycsöveket olvasólámpában vagy olyan helyen használni, ahol közel kerülhetnek az ember fejéhez.
A fényforrások ritkán kerülnek húsz centiméternél közelebb az emberekhez, így a legtöbb élethelyzetben az elektromágneses sugárzásuk jelentette kockázat nem jelentős. Maradnak tehát a gazdaságossági érvek és a megszokott-megszeretett esztétikum. A hagyományos izzók a mérések szerint nagyobb áramfogyasztás mellett kevesebb fényt adnak, mint a kompakt fénycsövek, bár színük némileg különbözik. A jó minőségű fénycsövek ára azonban meghaladhatja a hagyományos izzók árának tízszeresét is, bár hosszas használatuk mellett borsos áruk megtérülhet. Ez az elmélet, de az elektromérnök vajon mivel világít odahaza?
– Otthon a hagyományos izzóinkat, ahol nem kapcsolgatjuk őket gyakran, folyamatosan cseréljük fénycsövekre. Ha a LED-lámpák ára lejjebb megy, és műszaki jellemzőik tovább javulnak, akkor valószínűleg azokat is használni fogjuk. Nem tudom, hogy jó volt-e betiltani a hetvenöt wattos izzókat, de az biztos, hogy ezek fényhasznosítása sokkal rosszabb, mint a kompakt fénycsöveké. A döntést tehát, bár a hátterét nem ismerjük, műszaki-gazdasági érvekkel alá lehet támasztani.
A világítástechnika átalakulóban van az egész világon, az azonban még nem dőlt el végérvényesen, hogy az alternatív fényforrások közül melyik terjed el jobban, esetleg kiszorítja-e a másikat.
– A világítás reformja következik hamarosan. A LED-ek lesznek meghatározóak a jövőben, mert fogyasztásuk alacsonyabb a kompakt csöves fényforrásokénál – mondja Mezei József, a saját nevét viselő világítástechnikai cég ügyvezetője. Vállalkozása, állítása szerint, olyan LED-ekkel működő köztéri fényforrást fejlesztett ki, amely jelentősen gazdaságosabb a jelenleg működő típusoknál. – A nagyobb teljesítményű lámpatesteknél éri meg a kompakt fénycsövek cseréje LED-lámpákra, hiszen így a fogyasztáskülönbségből adódó megtakarítás fedezheti az árkülönbséget.
2010. szeptember 18.
