2015. február: jegyzet, építés, portré, agykutatás, mikroszkópia, tudomány, egyetem, vízgazdálkodás, innováció, energiagazdálkodás, atomenergia, hulladékgazdálkodás, zöldkörnyezet, megújuló energia, agrárium, it
2015. február 5.

Szerző:
Bogdán Zoltán

A világítástechnika új jelszava: LED it be

Ma már senki nem lepődik meg azon, ha a szinte nappali fényben ragyogó (LED-es közvilágítású) főútról egy LED-es fényszóróval felszerelt luxusautó kanyarodik be a LED-es reklámtáblákkal hívogató benzinkútra, ahol természetesen LED-es a belső világítás és az árukínáló display is. A 2014-es fizikai Nobel-díj után némi csodaváró hangulat lengi körül a fénykibocsátó diódát (Light Emitting Diode). Ez az a termék, amelyről azt mondják, hogy drasztikusan kevés energiafogyasztásával segít megóvni bolygónk légkörét és fenntarthatóvá tenni a földi életet. Ez tulajdonképpen akár igaz is lehet, de nem azonnal és korántsem minden területen…


Két amerikai kutató 1961-ben fedezte fel a gallium-arzenid fénykibocsátását, amelyből egy év múlva már látható fényű LED-et fejlesztettek ki, de még közel negyven évnek kellett eltelnie, hogy a szerény pislogásból mindent leverő, igazi fehérfényes világítás legyen. 1999-ben gyártották le az első, folyamatos üzemű LED-et, és ezzel kezdetét vette a sikertörténet, amely gyorsuló ütemben tart azóta is.

A tudomány már évtizedek óta keresi, mivel is lehetne leváltani a hagyományos, wolframszálas izzót, amely inkább miniatűr hősugárzónak nevezhető: a bevezetett energia mindössze 2-5 százalékát alakítja át fénnyé, a többi hőként kárba vész. Megjelentek a jóval energiatakarékosabb halogénizzók, illetve a fénycsövek, amelyek „kompakt” változatait be lehet csavarni a hagyományos izzók helyére. Az Európai Unió 2009-ben kezdődő „irtó hadjárata” végleg megpecsételte a hagyományos izzók sorsát: 2013-tól már egyáltalán nem lehet ilyen energiazabáló terméket árusítani az EU-ban. Igaz, egy joghézag miatt időnként még napjainkban is árulnak speciális, például „rázásálló” izzót.

Tehát jöhettek az alternatív megoldások. Például a LED-es fényforrások, amelyek technológiai színvonala – és ára – éppen ezekben az időkben érte el azt a szintet, hogy méltó ellenfele legyen a halogénizzóknak és a kompakt fénycsöveknek.
A LED-eknek ugyanis számtalan előnyük van: kiemelten energiatakarékosak, nem bocsájtanak ki sugárzó hőt, nincs szükségük „felfűtési” időre, jól tűrik a fel-le kapcsolgatást, könnyen vezérelhetők, az élettartamuk pedig többszöröse a konkurenciáénak. Állítólag. Hiszen oly kevés idő telt még el tömeges bevezetésük óta, hogy gyakorlatilag ellenőrizhetetlen a forgalmazók által ígért 10-15, sőt húszéves élettartam.

Az első, feLEDhetetlen találkozás
Az idősebbek talán még emlékeznek a hetvenes évek elején megjelent (csempészett) kvarcórák okozta döbbenetre, amikor a büszke tulajdonos egy elegáns mozdulattal felvillantotta a vörös számokat. Akkor még nem tudtuk, hogy a digitális kijelzőket bizony gallium-arzenid alapú világító diódákkal (LED-del) látták el.
Az ilyen típusú félvezető csak elektromos áram hatására világít, viszont az energiaszükséglete is meglehetősen nagy, ezért az órákon csak akkor piroslott fel a pontos idő, ha megnyomtuk a gombot. A folyamatos kijelzést, tehát a kényelmes karórahasználatot jóval később a folyadékkristályos (LCD) kijelzők tették lehetővé. A LED-es megoldást ma már inkább csak rádiós ébresztőórákon használják, mert azokat úgyis hálózati feszültség táplálja.

2018-ban jön a „fordulat éve”

A Magyar Elektrotechnikai Egyesületen belül működő Világítástechnikai Társaság (VTT) az idén lesz húszéves, igaz, szakmai szervezetként már több mint hatvanéves múltra tekint vissza. Szerteágazó szakmai tevékenységük mellett figyelemre méltó az a tény, hogy az idén február elején már hatodik alkalommal rendezték meg LED-ről szóló konferenciájukat, amelyet mindig igen élénk érdeklődés kísér. Ez vagy azt jelenti, hogy egyértelműen és testületileg elkötelezték magukat az új technológia mellett, vagy pedig olyan sok a felmerülő kérdés és probléma, hogy hat év alatt sem jutottak a végére.

A 13 esztendeje hivatalban lévő elnök, Nagy János kicsit ugyan sarkosnak érzi a megfogalmazást, de egyértelműen a második feltevésre bólint rá. A társaságot nevezték már néhányan LED-ellenesnek, mások meg éppen ellenkezőleg, LED-elkötelezettnek, holott ők mindig a szakmai optimumot keresik. Ne LED-es vagy fénycsöves legyen mindenáron egy közvilágítási, reklámtáblás vagy irodaházi megoldás, hanem jó. Egy kor­rekt szakember ne próbálja meg rábeszélni a hozzá nem értő megrendelőt a saját megoldásaira, ehelyett inkább tájékozódjék! A két legfontosabb kérdés: mi a céljuk ezzel a megoldással, mi a világítás funkciója. A mennyibe kerül és mikor térül meg csak ezután következik.

A tervezőnek vagy a kivitelezőnek tudnia kell, amit a megrendelőnek nem kötelező: a LED sem csodaeszköz. Nem jó mindenre, néhány esetben csak soha meg nem térülő pénzkidobás, még akkor is, ha jó szakemberek, tökéletes minőségű LED-ekből állítják össze a rendszert. Hát még ha kóklerek, gagyi tömegtermékből!
És pontosan ezekről a témákról cserélnek eszmét immár hatodik éve. Vannak „örökzöld” témakörök, amelyek mindig előjönnek, és olyanok is szép számmal, amelyeket a LED-es technika rohamos fejlődése vet föl éppen abban az évben. Ez a diódás megoldás ugyanis még nem teljesen kiforrott: túl kevés idő telt el még a tömegesítése óta, viszont újabb és újabb területeket hódít meg, a maguk speciális problémaköreivel.

A nemzetközi LED-es szakirodalom 2017-re vagy 2018-ra várja a „fordulat évét”: ekkorra már kellő tapasztalatot gyűjtenek a szakemberek ahhoz, hogy kiküszöböljék a gyermekbetegségeket, továbbá lefektessék az iparági sztenderdeket. Mindettől nem függetlenül erre az időszakra jósolják, hogy a világon értékesített világítástechnikai eszközök több mint 50 százaléka már LED-es termék lesz!
A társaság és a konferencia érthető módon kevesebbet foglalkozik olyan speciális – és a világcégek uralta – területtel, mint a szórakoztatóelektronika vagy az autóvilágítás, viszont a hazai közvilágítás milliárdokba, sőt tízmilliárdokba kerülő megújítása számos kérdést vet fel. A speciális magyar viszonyok között talán többet is, mint amennyit kellene.
Kiderült ugyanis, hogy a LED-es köz­világítás megtervezéséhez és kivitelezéséhez igen sok magyar cég ért, legalábbis papíron. Az önkormányzatoknak szóló ajánlatokba olyan dolgokat írnak bele – vagy éppen hagynak ki –, amitől az igazi szakértő haja égnek áll.

Négy-öt éves megtérülést és 50-100 ezer órás élettartamot ígérnek, míg a világ legnagyobb, legmegbízhatóbb LED-gyártói csak 20-30 ezer órát garantálnak, a LED-eket tápláló elektronikus tápegység élettartama pedig még ennél is kevesebb. Vállalnak 40-60 százalékos energiamegtakarítást, ám ebbe „elfelejtik” beleszámolni a működtető elektronika fogyasztását. A gyakorlatban elképesztő „buherálásokat” végeznek a meglévő lámpatestekkel, az pedig egészen felháborító, hogy ajánlatuk gyakran egyáltalán nem teljesíti a szabványos közvilágítás előírásait. Magyarul ugyanolyan vagy még gyengébb lesz a megvilágítási szint, mint a felújítás előtt.
A hibás vagy hamis adatok alapján pedig természetesen csodálatos megtérülési számok jönnek ki, amire az önkormányzati dön­téshozók „ráharapnak”. Különösen akkor, ha a beruházás költségét 80-90 vagy éppen 100 százalékban EU-s pályázatokból fizetik ki. Ha az unió áll mindent, akkor persze a város csak jól járhat, de 20-50 százalékos önrésznél már nagyon kellene figyelni a részletekre, mert nem biztos, hogy tíz éven belül megtérül. Támogatás nélkül pedig 10-14 év a megtérülés – ha minden jól megy. Most még ugyanis nem garantálható, hogy minden egyes LED-es világítótest valóban eléri a 15-20 éves élettartamot, hiszen eddig nem volt alkalom mindezt ellenőrizni. Vagy ha nem is megy tönkre, de mennyivel csökken évente a fényárama és ezáltal a megvilágítás? Lehet, hogy négy-öt év múlva már alig világít? És akkor jöhet az újabb EU-pályázat?!
Ráadásul a LED-es világítási technológia folyamatos fejlődése miatt évente egyre jobb fényhasznosítású termékek jelennek meg, az iparág újabb és újabb tapasztalatokkal gazdagodik. A döntéshozók minél kevésbé kapkodják el a közvilágítási berendezések cseréjét, a későbbiekben annál jobb minőségű és megbízhatóbb világítótestekhez juthatnak.

Nagy János szerint a VTT tehet és tesz is szakmai ajánlásokat, felhívhatja a döntéshozók figyelmét a visszásságokra, de azzal is tisztában kell lenni, hogy itthon nincs közvilágítási jogszabály, sőt, nem kötelező a közvilágítási szabvány alkalmazása sem! Az elnök szerint ez a helyzet nemcsak azért veszélyes, mert súlyos milliárdokat dobhatunk ki az ablakon, hanem azért is, mert egy-egy ilyen rosszul sikerült projekt megrendítheti a bizalmat a LED-esítésben. És ez nem csak a közvilágításra érvényes: a „LED-fényszóróként” hirdetett helyzetjelző autólámpa, a belső terekben alkalmazott, soha meg nem térülő LED-cső vagy a reklámtáblák kivilágítására szolgáló hulladék LED-szalag vagy LED-pálca mind-mind az új technológiába vetett bizalmat gyengíti.

Van még hova fejlődni…

Tekintsük át, jelenleg milyen helyet foglal el a LED-technika a gazdaság különböző területein, különösen Magyarországon.

Közvilágítás

Világtendencia, hogy a LED még a legfejlettebb országokban is csak fokozatosan hódít teret az utcákon. A higanylámpák lecserélése LED-es világítótestekre kétségkívül meg­lehetősen gyors megtérülést ígér. A fiatalabb, nagy nyomású nátriumlámpák viszont igen jól, megbízhatóan és olcsón világítanak. Miért váltanák le óriási összegekért a még nem amortizálódott lámpatesteket?
Úgy látszik, mi sokkal gazdagabb vagyunk, mint, mondjuk, Németország, mert egyre több magyar városban cserélik le a még újnak számító nátriumlámpákat és kompakt fénycsöves lámpatesteket. Mondhatni járványszerűen terjed a LED-esítés divatja.
Hódmezővásárhelyen például 6800 lámpatestet cseréltek le 2011-ben, mintegy 750 millió forintért, ötvenszázalékos uniós támogatás mellett. Kecskeméten 5350 darabot, közel egymilliárd forintért. Siófokon több mint kétezret. Keszthelyen 2600-at, teljes EU-s finanszírozással, 428 millióért, de sikeres volt a projekt Hévízen és Zalakaroson is. Jellemző, hogy ez utóbbinál 40 év lett volna a megtérülés, a 95 százalékos EU-s támogatással viszont mindössze két év.
Több mint érdekes, hogy a főváros mennyire visszafogott ezen a téren. Csupán az Árpád fejedelem útján és a Vérmezőn készült el két kis mintaprojekt 2014-ben. Fővárosi finanszírozásban összesen 101 lámpatestet cseréltek le 11 millió forintért. A szerény eredmények magyarázata: a fejlett Központi Régióban ilyen projektekre nem kérhető EU-s támogatás…

Iroda- és lakásvilágítás

A belső világítás nemzetközi helyzete némileg hasonló a közvilágításéhoz: mivel a LED-es fényforrások még meglehetősen drágák, a magánemberek közül csak kevesen cserélték le „izzóikat” diódákra. Különösen, ha már időközben bevásároltak halogénizzókból vagy kompakt fénycsövekből, amelyek szintén igen hosszú életűek. A régi irodákban is általában hasonló a helyzet, de az újakat már általában LED-ekkel szerelik fel. Ez pluszpontokat jelent a nemzetközi „zöld” minősítés elérésénél, és egy kicsit már presztízskérdés is.

Itthon fokozottan érvényes a fenti helyzet: a pénzhiány mellett sokakat az információhiány is visszatart a cserétől. A lumenben/wattban megadott fényhasznosítást és a kelvinben értelmezett színhőmérsékletet kevesen tudják lefordítani, ezért sokaknak okoz csalódást a bántóan éles kékes fény és az irányított sugárzásból adódó „nyomott” hangulat. Pedig némi odafigyeléssel már ki lehet választani a megszokott wolframizzóra hasonlító sárgás színű LED-et és a megfelelő optikával ellátott fényforrást is, amelyek ugyanolyan energiatakarékosak, mint az olvasó-, zseb- vagy spotlámpákban használatos társaik. A világítási iparág célkitűzése: fokozatosan megszüntetni a betekerhető (retrofit) LED fényforrások gyártását, és egyedi, integrált LED-es világítótesteket ajánlani helyettük. Ez utóbbiak kétségkívül jóval szebbek, ám meghibásodás esetén nem javíthatók.

Szórakoztatóelektronika

A legidősebb számítógépes nemzedék a nyolcvanas évek elején már találkozhatott LED-del, a Commodore 64 piros jelzőfényeként. Ma már az okostelefonokban elrejtett „vaku” is általában LED, ami persze inkább segédfénynek nevezhető, és leginkább zseblámpának használható. A jobb telefonokban emellett egy „hagyományos”, miniatűr xenon vaku is van.
A tévékészülékek (és a monitorok) között az ötvenkilós katódsugárcsöves (CRT) berendezéseket viszonylag gyorsan felváltotta a „lapostévé”, vagyis az LCD és a plazma, ám a tudomány (és az üzlet) természetesen itt sem lehetett meg a bűvös LED nélkül. A legújabb attrakció az úgynevezett OLED, ami a szerves („organic”) LED-et jelenti. Természetesen még kevesebbet fogyaszt, mint elődei, ezenkívül pedig már ultravékony és „ívelt” is lehet.

Közlekedés

Jókora a zűrzavar az átlagember fejében a LED-es autóvilágítás témakörében, amire, sajnos, a gyártók és kereskedők még rá is játszanak. LED-fényszóróként hirdetnek meg olyan városi és helyzetjelző „lámpákat” is, amelyeknek semmi közük a fény szórásához, vagyis az országúti reflektorokhoz.
A messziről látszó, pontokból vagy keskeny hasábokból álló világítóeszköz attraktívan hirdeti, hogy milyen szuper autó közeleg, de nagy bajban lenne a gazdája, ha csak ezekre hagyatkozhatna a koromsötét éjszakában.
Az „igazi” LED-fényszóró ugyanis még csak az Audi A8-as és a Mercedes SL-hez hasonló prémium kategóriában jelent meg, ott sem mindenütt, a többség ugyanis még kitart a jól bevált xenon fényszórók mellett. A 30-50 kis LED-lámpából álló, számítógép vezérelte szerkezetnek – a borsos árán kívül – az is nagy hátránya, hogy utólag egyáltalán nem szerelhető be a hagyományos fényszórók helyére, szemben a helyzetjelzővel vagy a féklámpával.

Jellemző egyébként a közlekedési világítástechnika rohamos fejlődésére, hogy még el sem terjedt igazából a LED, máris megjelent a vetélytársa: a BMW már kifejlesztette a lézerfényszórót, amelynek ezerszer erősebb a fénye, és állítólag jóval hosszabb az élettartama is.

Reklámvilágítás

Ez az a terület, ahol a LED már világszerte (nálunk is) kiütéssel győzte le a konkurenseket. A kül- és beltéri reklámtáblákat, reklámfalakat, cégéreket, feliratokat, logókat, betűket valamikor fénycsövekkel világították meg, ám a LED-ek rohamos ütemben vették át a helyüket.

Ezen nem is lehet csodálkozni, hiszen a minőségi LED-modulokkal, -szalagokkal és -pálcákkal jelentős mennyiségű energiát lehet megspórolni, egyszerűbb a karbantartásuk és az üzemeltetésük is. A márkás diódákból szakszerűen összeállított rendszerek ára akár két-három év alatt is megtérül, ami az egyszeri nagy beruházási költség ellenére is csábító lehetőség.•

Magyarok a Sixtus-kápolnában
A veszprémi Pannon Egyetem Virtuális Környezetek és Fénytan Kutatólaboratórium munkatársai is részt vettek a vatikáni Sixtus-kápolna világítási rendszerének megújításában. A freskót a nyolcvanas évek óta 150 wattos spotlámpákkal és 1000 wattos halogén fényforrásokkal világították meg, amelyek rengeteget fogyasztottak, és sok káros hőt termeltek. Néhány hónapja már negyven lámpatestben hétezer LED világítja meg a mennyezeten és a falakon levő freskókat. A kutatólaboratórium munkatársai a LED alapú fényforrások színképi teljesítményeloszlásának meghatározását végezték el. Az volt a cél, hogy a látogatók a freskókat ezentúl eredeti formájukban láthassák, ahogy azt Michelangelo 1512-ben elképzelte.
 
Innotéka