Tavoitteena luotettava arvio ledien käyttöiästä

Led-valaistuksen käyttö on yleistynyt viime aikoina sen energiatehokkuuden ansiosta. Valaistus- ja muun teollisuuden tarpeisiin tutkimustietoa tuottaneessa ledTrix-hankkeessa testattiin ledejä kiihdytetyllä elinikätestauksella.

Led-polttimon hyvä ominaisuus verrattuna energiansäästö-loistelamppuun on sen välitön syttyminen täyteen valovoimaansa. Nopeasti valaisevat ledit korvaavatkin yhä enenevissä määrin energiansäästölamppuja ja hehkulamppuja.

Tieto ledien ominaisuuksista, kestosta ja sopivuudesta on kuitenkin hajanaista tai sitä ei ole saatavilla ollenkaan. Usein tieto on ledivalmistajien varassa ja riittämätöntä valaisinvalmistajien tuotekehityksen näkökulmasta.

Tietoa ledeistä ”saunottamalla”

LedTrix-hankkeessa ledien ikääntymistä vauhditettiin polttamalla ledejä korkeassa lämpötilassa. Kuumimmat olosuhteet ledeille tarjottiin 95 ºC lämpökaapissa. Kaksi matalampaa testauslämpötilaa olivat 55 ºC ja 85 ºC.

Ledejä poltettiin yli kahden vuoden ajan, eli lähes 20 000 tuntia. Yhtä pitkää testausjaksoa ledeille ei tiettävästi ole tehty aiemmin.

Tulosten perusteella saatiin laskettua ledien käyttäytyminen ja elinikä myös testilämpötiloja matalammissa lämpötiloissa.

Ledien välillä on eroja

Ledien välillä on eroja muun muassa siinä, kuinka korkeita lämpötiloja ne kestävät. Erot tulevat esille etenkin korkeissa lämpötiloissa. Testauksissa usea ledi sieti 85 asteen lämpötilaa, mutta vain harva ledi jatkoi palaa pitkäaikaisesti 95 asteen lämmössä.

Ledit suojataan usein muovikoteloinnilla, joka suojaa kosteudelta ja lialta. Kuva: Manu Eloaho, Mamk.

Vain yksi ledimalli selvisi 95 asteen testauksissa ilman valontuottokyvyn heikkenemistä. Kestäväksi osoittautuneessa ledissä piirilevyä vasten olevaa pinta-alaa oli muutamia neliömillimetrejä enemmän kuin muissa. Suurempi pinta-ala taas mahdollistaa lämmön paremman siirtymisen pois ledin ytimestä. Esimerkiksi sauna-olosuhteisiin tulisi valita ledivalaisin, jonka rakenteessa on riittävästi mitoitetut lämmönsiirtoratkaisut.

Ledi katsotaan loppuun kuluneeksi, kun sen valontuottokyky on laskenut 70 prosenttiin alkuperäisestä. Elinikätesteihin sisältyi kuitenkin myös ledejä, jotka eivät sietäneet kuumimpia testausolosuhteita ollenkaan, vaan poksahtivat rikki jo testivaiheen alussa.

Kuinka hyvin led-lamput sietävät sytyttämistä ja sammuttamista?

Led-polttimoiden sisältämää elektroniikkaa tutkittiin hankkeessa myös polttimoiden sytytys-sammutustestillä. Led-polttimoiden elinikä on pitkä, mutta se saattaa lyhentyä huomattavasti jos päälle–pois -syklit toistuvat tiheästi.

Markkinoilla olevien led-polttimoiden ilmoitetaan tuoteselostuksissa kestävän kymmeniä tuhansia, enimmillään jopa miljoona sytytyskertaa.

Testauksen perusteella ledpolttimot sietävät sytytyskertoja tyypillisesti huomattavasti enemmän kuin mitä tuoteselostuksessa on luvattu. Esimerkiksi polttimot, joille oli luvattu muutaman kymmenen tuhatta sytytyskertaa, kestivät testauksissa jopa lähes puoli miljoonaa sytytyskertaa.

Toisaalta yksittäinen ”maanantaikappale” saattaa lopettaa toimintansa jo paljon aiemmin, kuin mitä valmistaja on sille sytytyskertoja luvannut.

Mikkelin ammattikorkeakoulun, Itä-Suomen yliopiston ja Karelia ammattikorkeakoulun yhteistyönä toteutettua ledTrix-hanketta rahoittivat Realplast Oy, Diranet Oy/Savled, Teknoware Oy sekä Tekes. Hanke toteutettiin Mamkin osalta Elektroniikan 3K-tehtaalla Savonlinnassa.