Permanent installerade lysdioder i lampor - hur länge håller de?

LED-lampors livslängd: Jämförelse och framsteg

Livslängden anges vanligtvis i driftstimmar, vilket är en vanlig metod för att bestämma ljuskällors hållbarhet. LED-lampor är kända för att hålla betydligt längre än traditionella glödlampor eller halogenlampor.

Tillverkare anger vanligtvis en livslängd på cirka 20 000 till 50 000 timmar. Dessa imponerande siffror är resultatet av de tekniska framsteg som gjorts inom LED-utvecklingen. För att förstå betydelsen av dessa driftstimmar i ett vardagligt sammanhang kan man

göra

ett enkelt

räkneexempel: En LED-lampa som används i genomsnitt 3 timmar per dag skulle hålla i cirka 18 år med en livslängd på 20 000 timmar. Om samma lampa används i 50 000 timmar kan den hålla i upp till 45 år. Detta är en enorm fördel jämfört med konventionella glödlampor, som i genomsnitt bara håller i cirka 1 000 timmar, och halogenlampor, som håller i cirka 2 000 till 4 000 timmar.

Jämförelse med konventionella ljuskällor

LED-lampornas långa livslängd bidrar avsevärt till att de i allt högre grad ersätter glödlampor och halogenlampor. Medan en konventionell glödlampa brinner ut relativt snabbt och måste bytas ut ofta, minskar användningen av LED-lampor underhållskostnaderna avsevärt. Denna minskning av utbytesfrekvensen är inte bara praktisk, utan sparar också kostnader på lång sikt.

Tekniska framsteg och effektivitet

LED-lampornas imponerande livslängd är resultatet av många tekniska framsteg. LED-lampor använder halvledarteknik som möjliggör en effektivare omvandling av elektricitet till ljus jämfört med traditionella metoder för ljusemission i glödlampor. Medan en glödlampa alstrar ljus genom uppvärmningseffekten av en volframtråd och därmed förlorar mycket energi i form av värme, arbetar LED-lampor svalare och mer effektivt.

Långsiktig tillförlitlighet

Förutom sin långa livslängd erbjuder lysdioder också en konstant ljuskvalitet under hela sin livslängd. Hos många konventionella lampor minskar ljusutbytet med tiden, medan lysdioder tenderar att behålla sin ljusstyrka konstant under en mycket längre tid.

Felprocenten är också lägre för lysdioder, vilket gör dem till ett pålitligt val för applikationer där kontinuerlig belysning avgörande, till exempel i industriella miljöer eller offentliga inrättningar.

Ekonomiska och ekologiska fördelar

Den långa livslängden hos fast monterade LED-lampor medför inte bara ekonomiska fördelar genom minskade underhålls- och utbyteskostnader, utan också ekologiska fördelar. Mindre frekventa byten innebär mindre avfall och lägre resursförbrukning. Detta gör LED-lampor till ett mer miljövänligt alternativ som kan bidra till en hållbar belysningsstrategi.

"För att förlänga livslängden på fast monterade lysdioder, se till att de inte överhettas. Fast monterade lysdioder är känsliga för värme och höga temperaturer kan drastiskt minska deras livslängd. Därför är det viktigt att lysdioderna kyls ordentligt, t.ex. genom att använda kylflänsar eller fläktar."

Degradation av lysdioder: orsaker, effekter och motåtgärder

Degradation är ett begrepp som används inom många tekniska och vetenskapliga områden och beskriver i allmänhet processen av försämring eller gradvis nedbrytning av materialegenskaper, prestanda eller effektivitet.

 

När det gäller LED-teknik avser nedbrytning minskningen av LED-lampors ljusstyrka och effektivitet över tid. Denna process är oundviklig, men dess hastighet och omfattning kan påverkas av olika faktorer.

Degradation hos lysdioder

För lysdioder uppträder nedbrytning främst i form av en minskning av ljusutbytet. Denna minskning kallas ofta ljusflödesbevarande eller lumenbevarande och uttrycks i procent av det ursprungliga ljusutbytet. Ett typiskt nedbrytningsvärde kan till exempel vara 70 % av den ursprungliga ljusstyrkan efter 50 000 driftstimmar, ofta angivet som L70. Det betyder att LED-lampan efter denna driftstid fortfarande har 70 % av sin ursprungliga Ljusstyrka.

Orsaker till nedbrytning

1. Termisk belastning: Överdriven värme är en av de främsta orsakerna till nedbrytning av lysdioder. Även om lysdioder är effektivare än traditionella ljuskällor genererar de ändå värme som måste avledas. Dålig värmeavledning kan leda till överhettning, vilket skadar lysdiodmaterialen och minskar ljusutbytet.
2. Elektrisk belastning: Starka eller varierande strömbelastningar kan påverka LED-lampornas livslängd och effektivitet. En konstant och stabil strömförsörjning är avgörande för att minimera nedbrytningen.
3. Omgivningsförhållanden: Fukt, extrema temperaturer och kemiska influenser kan angripa materialen i LED-lampan och tillhörande komponenter och leda till snabbare nedbrytning.
4. Materialkvalitet: Kvaliteten på de använda materialen har en betydande inverkan på nedbrytningshastigheten. Högkvalitativa lysdioder med robusta material uppvisar vanligtvis en långsammare nedbrytning jämfört med produkter av lägre kvalitet.

Effekter av nedbrytning 

Nedbrytningen påverkar direkt deras prestanda och effektivitet. Med ökande nedbrytning minskar inte bara ljusstyrkan, utan det kan också uppstå färgförskjutningar som påverkar ljusets kvalitet. Detta kan vara särskilt kritiskt i applikationer där konstanta ljusförhållanden krävs, såsom i industriella miljöer, medicinska anläggningar eller konstgallerier.

Åtgärder för att minska nedbrytningen

1. God värmehantering: Implementering av effektiva kylsystem eller kyltekniker kan hålla LED-lampornas temperatur låg och därmed bromsa nedbrytningen.
2. Högkvalitativa material: Användning av högkvalitativa lysdioder och komponenter kan minska nedbrytningshastigheten avsevärt.
3. Stabil strömförsörjning: En konstant och ren strömförsörjning förhindrar elektrisk överbelastning och skyddar LED-komponenterna.
4. Skydd mot miljöpåverkan: Lämpliga höljen och skyddsbeläggningar kan skydda lysdioderna mot skadlig miljöpåverkan och förlänga livslängden.

Faktorer och metoder för beräkning av LED-livslängd

LED-livslängden anges vanligtvis i driftstimmar och beskriver den tidsperiod under vilken LED-lampan kan upprätthålla en viss effekt eller ljusstyrka. Denna beräkning baseras på flera faktorer och tester som ska säkerställa att LED-lamporna fungerar tillförlitligt under verkliga förhållanden. Här är de viktigaste stegen och faktorerna som beaktas vid beräkningen av LED-livslängden:

1. Lumen Maintenance (ljusflödesbibehållning): Livslängden för en LED definieras ofta som den tid det tar tills ljusutbytet har sjunkit till en viss procentandel av det ursprungliga värdet. Typiska mätvärden är:

1. L70: Tiden tills LED-lampan når 70 % av sin ursprungliga ljusutbyte.
2. L80: Den tid det tar för LED-lampan att nå 80 % av sin ursprungliga ljusutbyte.

Till exempel betyder L70=50 000 timmar att LED-lampan efter 50 000 driftstimmar fortfarande har 70 % av sin ursprungliga ljusstyrka.

2. Testförhållanden: LED-lamportestas under standardiserade förhållanden för att få konsistenta och jämförbara resultat. Dessa tester omfattar:

1. Temperatur: LED-lampor testas vid olika temperaturer för att mäta deras prestanda under realistiska driftsförhållanden.
2. Driftström: Strömmen som LED-lamporna drivs med hålls konstant under testerna.
3. Omgivningsförhållanden: Testerna tar hänsyn till omgivningsförhållanden som fuktighet och lufttryck.

3

. Accelererade livslängdstester: Eftersom det är opraktiskt att testa lysdioder under hela deras livslängd används accelererade tester. Dessa tester ökar driftstemperaturen och driftsströmmen för att påskynda åldringsprocessen. Resultaten av dessa tester extrapoleras sedan för att uppskatta livslängden under normala förhållanden.

4. Felprocent och tillförlitlighet: Förutom ljusutbytet beaktas även LED-lampornas felprocent. Detta avser Sannolikheten att en LED slutar fungera helt på grund av ett tekniskt fel. Statistiska metoder som Weibull-fördelningen används för att modellera felfrekvensen över tid.

5. Tillverkarens uppgifter och certifieringar: Tillverkare anger ofta garanterad livslängd baserat på sina interna tester och modeller. Certifieringar från oberoende testinstitut kan ge ytterligare säkerhet om att de angivna livslängderna är tillförlitliga.

Exempel på beräkning 

En tillverkare kan testa en LED vid 25 °C rumstemperatur med en driftsström på 350 mA och konstatera att LED:en efter 10 000 timmar fortfarande har 95 % av sin ursprungliga ljusstyrka.

 

Med matematiska modeller och accelererade tester vid högre temperaturer kan man extrapolera att LED-lampan under normala förhållanden fortfarande har 70 % av sin ljusstyrka efter 50 000 timmar (L70).

Faktorer som påverkar LED-lampors faktiska livslängd

Den faktiska livslängden kan påverkas av en rad faktorer som går utöver den enkla uppgiften om driftstimmar. Här spelar omkopplingscykler, antalet driftstimmar och omgivningstemperaturen en viktig roll. Dessa faktorer kan påverka LED-lampors prestanda och livslängd avsevärt och bör beaktas vid val och installation av LED-belysning.

1. Slutcykler

Definition och påverkan: Omkopplingscykler avser antalet gånger en LED slås på och stängs av. Varje LED har ett begränsat antal omkopplingscykler som den klarar av innan dess prestanda påverkas.

Inverkan på livslängden: Frekvent tändning och släckning kan leda till termiska spänningar i LED-lampan, eftersom den värms upp och kyls ner varje gång. Dessa termiska cykler kan belasta de interna komponenterna och leda till förtida fel. LED-lampor är generellt sett mer robusta mot tändningscykler jämfört med konventionella glödlampor. Ändå kan extremt frekvent på- och avstängning, till exempel i applikationer som rörelsesensorer eller blinkande lampor, förkorta livslängden.

Tillverkarens uppgifter: Många tillverkare anger att deras LED-lampor är konstruerade för ett visst antal omkopplingscykler. Detta kan variera från några tusen till flera miljoner cykler, beroende på LED-lampans kvalitet och konstruktion.

2. Antal driftstimmar

Definition och påverkan: Antalet driftstimmar avser den totala tid som en LED är påslagen. Detta är den primära faktorn som avgör LED-lampans livslängd och anges vanligtvis av tillverkarna.

Inverkan på livslängden: En lysdiods livslängd anges ofta i termer av lumenunderhåll, t.ex. L70 (tiden tills lysdioden når 70 % av sin ursprungliga ljusutbyte). En längre driftstid innebär en högre kumulativ belastning på LED-komponenterna. LED-lampor som är i konstant drift under längre perioder har i allmänhet en längre livslängd jämfört med sådana som ofta slås på och av.

Praktiskt exempel: En LED-lampa som som används i genomsnitt 3 timmar per dag har en betydligt längre förväntad livslängd än en som används 24 timmar per dag. Detta innebär att samma LED-lampa håller längre i ett hushåll än i en industriell applikation, där den eventuellt lyser dygnet runt.

3. Omgivningstemperatur

Definition och påverkan: Omgivningstemperaturen är temperaturen på luften runt LED-lampan under drift. LED-lampor är känsliga för höga temperaturer, eftersom dessa kan påverka prestanda och livslängd direkt.

Påverkan på livslängden:

Höga temperaturer: Om LED-lampor används vid höga omgivningstemperaturer kan detta leda till överhettning. Överhettning påskyndar nedbrytningen av LED-materialen och minskar ljusutbytet snabbare.

Låga temperaturer: Låga temperaturer är i allmänhet mindre skadliga för LED-lampor och kan till och med förlänga deras livslängd. LED-lampor fungerar mer effektivt och med mindre värmeutveckling vid svalare temperaturer.

Värmehantering: Effektiv värmeavledning är avgörande för att maximera LED-lampornas livslängd. Detta kan uppnås genom LED-lampans design, kylflänsar och andra passiva eller aktiva kylningsmetoder.

Tillverkarens uppgifter: De flesta tillverkare testar sina LED-lampor vid standardiserade temperaturer, vanligtvis 25 °C. Dessa tester ger grundläggande data, men den faktiska livslängden kan variera om LED-lamporna används i varmare eller kallare miljöer.

Orsaker till LED-fel och möjligheter att byta ut LED-lampor

LED-lampor kan gå sönder, även om de har en betydligt längre livslängd än traditionella glödlampor och halogenlampor. Olika faktorer kan leda till att en LED slutar fungera:

Överhettning: En av de vanligaste orsakerna till att LED-lampor slutar fungera är överhettning. Om värmen inte avleds effektivt kan LED-lampans interna komponenter skadas. Detta kan orsakas av otillräcklig värmehantering, bristande ventilation eller höga omgivningstemperaturer.

Elektrisk överbelastning: Spänningstoppar eller strömfluktuationer kan skada LED-lampans elektroniska komponenter. Detta kan orsakas av felaktiga strömförsörjningsenheter, felaktig kabeldragning eller elektriska störningar i elnätet.

Kvalitetsproblem: LED-lampor av dålig kvalitet eller dålig tillverkning kan också leda till för tidigt fel. Högkvalitativa LED-lampor från renommerade tillverkare har vanligtvis en längre livslängd och är mindre känsliga för defekter.

Mekaniska skador: Fysiska påverkan som stötar, vibrationer eller felaktig hantering kan skada LED-lampor. Särskilt känsliga är anslutningarna och lödningarna inuti LED-lampan.

Nedbrytning: Även om LED-lampor fungerar tillförlitligt under lång tid, genomgår de ändå en naturlig åldringsprocess. Ljusutbytet minskar gradvis och färgförändringar kan uppstå. Med tiden kan detta leda till att LED-lampan betraktas som "trasig", även om den fortfarande fungerar.

Kan man byta ut LED-lampor? 

Om och hur LED-lampor kan bytas ut beror på armaturens konstruktion och typen av LED. Det finns i princip två huvudtyper av LED-lampor: utbytbara LED-ljuskällor och fast installerade LED-armaturer.

Utbytbara LED-lampor

1. Enkel byte: Många LED-lampor är konstruerade så att de direkt kan ersätta konventionella glöd- eller halogenlampor. Dessa LED-lampor har standardiserade socklar (t.ex. E27, GU10) och kan enkelt bytas ut genom att skruva eller sätta in dem i den befintliga fattningen.
2. Fördelar: Byte är enkelt och kräver inga specialverktyg eller specialistkunskaper. Dessutom kan defekta eller föråldrade LED-lampor bytas ut snabbt och kostnadseffektivt. ersättas.

Fast installerade LED-lampor

1. Komplexitet: Fast monterade LED-lampor är oftast svårare att byta ut eftersom de är integrerade i armaturen. Det innebär ofta att hela armaturen måste bytas ut om LED-lamporna slutar fungera.
2. Fördelar: Fast monterade LED-lampor möjliggör mer kompakta och effektiva konstruktioner. De erbjuder ofta bättre värmeavledning och längre livslängd eftersom de är specialoptimerade för respektive lampa.

Fem tips för att förlänga livslängden på dina LED-lampor

1. Se till att värmeavledningen är god

Varför det är viktigt: Överhettning är en av de främsta orsakerna till att LED-lampor slutar fungera i förtid. En effektiv värmeavledning kan hålla temperaturen på LED-lamporna låg och förlänga deras livslängd.

Hur du gör: Använd armaturer som är speciellt utvecklade för LED-lampor och som har bra kylflänsar eller ventilationssystem. Se till att LED-lamporna installeras i väl ventilerade utrymmen för att underlätta värmeavledningen. Rengör regelbundet kylflänsar och ventilationsöppningar från damm och smuts för att bibehålla värmeavledningens effektivitet.

2. Säkerställ en stabil strömförsörjning

Varför det är viktigt: Spänningsvariationer och elektriska överbelastningar kan skada LED-lampornas interna komponenter och förkorta deras livslängd.

Hur man gör: Använd LED-kompatibla dimmer som säkerställer en jämn strömförsörjning och inte påverkar LED-lampornas livslängd. Installera överspänningsskydd för att skydda LED-lamporna mot plötsliga spänningstoppar. Se till att de elektriska installationerna i ditt hem eller företag är korrekta och säkra.

3. Undvik att tända och släcka ofta

Varför det är viktigt: Varje gång en LED tänds eller släcks utsätts den för termiska spänningar som kan påverka dess livslängd.

Hur man gör: Undvik att tända och släcka LED-lampor onödigt ofta. Låt dem vara påslagna om du bara lämnar rummet en kort stund. Använd rörelsesensorer och timers för att optimera på- och avstängningen av LED-lamporna och minska antalet omkopplingscykler. För områden där frekvent på- och avstängning är oundviklig, välj LED-lampor som är konstruerade för många omkopplingscykler.

4. Ta hänsyn till omgivningsförhållandena

Varför det är viktigt: Extrema temperaturer, hög luftfuktighet och aggressiva omgivningsförhållanden kan påverka LED-lampornas prestanda och livslängd.

Hur man genomför det: Installera LED-lampor i miljöer som ligger inom tillverkarens rekommenderade temperaturområde

.

Undvik att använda lysdioder i fuktiga eller korrosiva miljöer, såvida de inte är särskilt konstruerade för detta (t.ex. IP-skyddade lysdioder för utomhusbruk ). Skydda lysdioder från direkt solljus och andra extrema väderförhållanden.

5. Välj högkvalitativa lysdioder och tillbehör

Varför det är viktigt: Högkvalitativa lysdioder och komponenter erbjuder i regel bättre prestanda och längre livslängd.

Hur man gör: Investera i lysdioder från renommerade tillverkare som är kända för sin kvalitet och tillförlitlighet. Se till att det finns certifieringar och kvalitetsmärkningar som bekräftar LED-lampornas kvalitet och livslängd. Använd endast kompatibla strömförsörjningar och drivrutiner som är särskilt utformade för respektive LED-lampor.

Slutsats – så gör du allt rätt!

LED-lampors livslängd kan förlängas avsevärt genom enkla åtgärder. God värmeavledning, stabil strömförsörjning, undvikande av frekventa omkopplingscykler, lämpliga omgivningsförhållanden och val av högkvalitativa produkter är avgörande. Genom att följa dessa tips kan du dra nytta av en hållbar, effektiv och pålitlig LED-belysning som sparar kostnader på lång sikt och skadar miljön mindre.

Om du fortfarande är osäker på hur du vill implementera belysningen är du välkommen att boka en tid med ljusdesignerna på skapetze® för att få personlig rådgivning och ta fram ett individuellt ljuskoncept.

Du är också välkommen att besöka vår belysningsstudio i Simbach am Inn.

Om du redan har en konkret idé om hur belysningen i ditt hem ska se ut kan vi hjälpa dig att förverkliga den – vår egen verkstad gör det möjligt.