Żarówki, plafony, lampy LED. I ich problemy ze spełnianiem wymagań
28 marca 2023
Wydział Nadzoru Rynku UKE, tylko w okresie ostatniego roku wykrył ponad pięćdziesiąt wyrobów technologii LED niezgodnych z wymaganiami. Kontrola takich urządzeń to jedno z zadań Urzędu Komunikacji Elektronicznej. Celem jest ochrona konsumentów przez wyrobami elektronicznymi, które są słabej jakości i niezgodne z przyjętymi w UE wymaganiami.
Od typowej żarówki Edisona ze świecącym żarnikiem, obecnej w naszym życiu przez ponad 100 lat, poprzez świetlówkę energooszczędną ze świecącym gazem, następnie lampę LED z płytką z diodami SMD, doszliśmy do punktu wyjścia – ale tylko jeśli chodzi o kształt i równomiernie rozproszone światło – czyli do żarówki LED filament. Różnica polega na tym, że dziś dostarczając 10x mniej energii niż przypadku tradycyjnej żarówki otrzymujemy tę samą ilość światła.
W przypadku dwóch pośrednich źródeł światła celowo nie użyłem nazwy żarówka, gdyż z definicji słowo to pochodzi od „żarzenia się”. W przypadku żarówki Edisona jest to drut wolframowy. W drugim przypadku świeci gaz, a w trzecim okrągły panel LED-owy ukryty pod mleczną kopułą. Natomiast w przypadku LED filament (filament oznacza żarnik) nie są wykorzystywane zwyczajne diody LED, a tak zwane diody multichipowe (technologia COG) ― taśma wyposażona w liczne diody ledowe.
Kwestia przetwornicy
Głównym problemem technologii LED to fakt, że nie są elementami liniowymi jak standardowe żarówki i też nie mogą być zasilane bezpośrednio przemiennym napięciem sieciowym (domowym). Poprawna praca lamp LED wymaga odpowiedniego zasilania, dlatego każda lampa LED posiada czy to ukryty w cokole, czy w obudowie plafonu, czy oddzielnie w obudowie na kablu jak przy taśmach LED – zasilacz (przetwornicę, driver). To on sprawia, że dioda LED świeci. Ale może on być też przyczyną problemów.
W naszych badaniach laboratoryjnych lamp LED sprawdzamy m.in. dwa podstawowe parametry:
- napięcie zaburzeń przewodzonych,
- emisje harmonicznych prądu.
Oświetlenie LED jest bardzo popularne, ale miewa też problemy ze zgodnością. Wydział Nadzoru Rynku UKE, tylko w okresie ostatniego roku wykrył ponad pięćdziesiąt wyrobów technologii LED niezgodnych z powyższymi wymaganiami. Były to głównie panele, oprawy, plafoniery, zasilacze.
Przyczyna zakłóceń i uszkodzeń
O ile pierwszy parametr jest bardziej znany, to drugi może brzmi bardziej tajemniczo. Harmonicznymi opisuje się odkształcenia przebiegów napięcia lub prądu w sieci elektroenergetycznej od kształtu idealnej sinusoidy (50 Hz w polskiej sieci energetycznej). Przyłączanie odbiorników nieliniowych (LED) do sieci energetycznej powoduje odkształcenia w przebiegu prądu. Natomiast zniekształcony prąd wpływa niekorzystnie na inne odbiorniki przyłączone do tej samej sieci, powodując: naskórkowość (nadmierne grzanie się przewodów), zakłócenia w pracy elektroenergetycznych układów zabezpieczeniowych (niepożądane wyłączenia instalacji), błędne wskazania liczników energii elektrycznej, nadmierne grzanie się transformatora. Duża zawartość harmonicznych prądu w sieci może być przyczyną zakłóceń, a nawet uszkodzeń urządzeń pracujących w danej instalacji.
Poniżej stanowisko pomiarowe UKE CLBT do badania harmonicznych prądu. Dla tej konkretnej lampy LED zarejestrowano przekroczenia wszystkich nieparzystych harmonicznych od 3 do 39. Natomiast dla harmonicznej 7, 9, 11 i 13 przekroczenia były ponad 10-ciokrotne.
Jak widzimy, stosowanie układów elektronicznych do zasilania i stabilizowania pracy diod LED, oprócz wielu zalet, ma jedną zasadniczą wadę – generację wyższych harmonicznych. Oświetlenie LED emituje do sieci energetycznej harmoniczne wyższego rzędu, stwarzając poważne zagrożenie. Zjawisko to ma teraz duże znaczenie ponieważ większość gospodarstw domowych, biur, przemysłu czy oświetlenie uliczne przeszło i słusznie na technologię LED.
Dbamy, by towar na półkach był właściwej jakości
Kontrola nie tylko ma na celu wyeliminować nieuczciwą konkurencję (zazwyczaj wyroby niezgodne są tańsze na czym tracą uczciwi przedsiębiorcy), ale również zadbać o to aby na półkach sklepowych znajdował się towar odpowiedniej jakości. Po kontroli, której badania laboratoryjne wykazały niezgodność wyrobu z wymaganiami, wszczynane są postępowania administracyjne mające na celu wycofanie wyrobu z obrotu, a w niektórych przypadkach muszą się zakończyć nałożeniem kar finansowych. Kolejne poprawki i nowe wymagania normy EN IEC 61000-3-2 w tym zakresie, wskazują, że zjawisko harmonicznych prądu staje się coraz poważniejszym problemem.
Paweł Szwajkowski, naczelnik, Wydział Nadzoru Rynku, Delegatura w Olsztynie