LED, CFLs và Đèn sợi đốt - kiềng 3 chân hay cuộc chiến không sức 


LED, CFLs và Đèn sợi đốt - kiềng 3 chân hay cuộc chiến không sức

Trong hơn 150 năm, bóng đèn sợi đốt 100 watt đã được sử dụng để làm sáng hành lang, phòng ngủ, trong khi đó đèn pha sợi đốt 60 watt đã được sử dụng để đọc sách báo. Loại bóng này nổi tiếng vì đã tạo ra ánh sáng màu vàng và trở thành một giải pháp chiếu sáng thiết thực phục vụ cho con người trong một thời gian dài. Suy cho cùng sự ra đời của bóng đèn sợi đốt là một bước tiến lớn của nhân loại.

Xem thêm

Làm cách nào để chọn mua được bóng đèn LED chất lượng

Ảnh hưởng của ánh sáng LED đến sức khỏe con người

Qua thời gian, công nghệ chiếu sáng ngày càng có những bước phát triển vượt bậc, đánh dấu sự ra đời của một giải pháp chiếu sáng mới vượt trội: đèn huỳnh quang compact (CFLs) và tiếp sau đó là LED. Ở bài viết dưới đây, chúng ta sẽ cùng nhau làm một vài phép so sánh nho nhỏ về 3 dòng đèn này để hiểu vì sao người ta lại đánh giá cao đèn LED đến thế.

Thực tế, bóng đèn sợi đốt không hiệu quả và lãng phí khá nhiều năng lượng cho việc tạo nhiệt - chỉ có khoảng 10% lượng điện tiêu thụ được chuyển đổi sang ánh sáng, trong khi 90% còn lại chuyển hóa thành nhiệt năng. Đèn sợi đốt chóng trở nên lỗi thời vì ngày nay người ta đặt cao tính cạnh tranh của các loại đèn trong vấn đề tiết kiệm nguồn năng lượng. CFLs xuất hiện và trở thành một giải pháp thay thế hiệu quả cho bóng sợi đốt. Trong công nghệ huỳnh quang, điện được sử dụng để kích thích khí thủy ngân bên trong ống, tạo ra tia cực tím, sau đó chúng phản ứng với lớp phủ phosphor bên trong ống thủy tinh làm phát ra ánh sáng – đây chính là nguyên lý  hoạt động của CFLs. CFL sử dụng ít năng lượng hơn so với bóng đèn sợi đốt – chỉ sử dụng 25% (trong tương quan năng lượng tiêu thụ so với đèn sợi đốt) để tạo ra một lượng ánh sáng giống nhau, nhưng điều bất lợi của đèn CFL là bóng đèn chứa thủy ngân độc hại. Thủy ngân là kim loại nặng nguy hiểm. Nhìn chung đây không phải là vấn đề, nhưng nếu không may bóng vỡ thì lại khác – lúc này thì việc dọn dẹp và xử lý đúng cách các bóng đèn CFL là rất quan trọng.

Bóng đèn LED là lựa chọn thế hệ tiếp theo trong việc sử dụng năng lượng hiệu quả. Bóng đèn LED được làm từ các cụm điốt phát ra ánh sáng nhỏ thay vì sợi filament, thủy ngân có hại hoặc khí. Công nghệ này đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ nhưng thời gian đầu thường chỉ được sử dụng làm đèn báo nhỏ trên thiết bị điện tử. Hiện tại, bóng đèn LED đã được cải tiến phù hợp cho các nhu cầu chiếu sáng khác nhau. Nếu so sánh LED với CFLs thì đèn LED có hiệu suất năng lượng cao hơn và sử dụng ít năng lượng hơn. Công nghệ LED đang tiến nhanh với các kiểu bóng đèn hiện đại. Giá thành đắt hơn so với các giải pháp chiếu sáng khác, nhưng giá của LED đang giảm qua các năm vì công nghệ sản xuất không ngừng được cải thiện. LED sử dụng mức năng lượng thấp, chi phí vận hành và bảo trì thấp và có tuổi thọ dài.

den soi dot CFL, den LED

Đèn sợi đốt, CFL và LED

Về hiệu suất

Bóng đèn LED chỉ sử dụng 2-17 watt (~ 1/6 bóng đèn sợi đốt thông thường và 1/2 bóng CFL). Các bóng đèn sợi đốt truyền thống sử dụng rất nhiều năng lượng để tạo ra ánh sáng, tuy nhiên 90% năng lượng này chuyển đổi thành nhiệt. Chính vì thế năng lượng bị lãng phí và không quá khi nói rằng, chúng ta đang vất tiền đi. Trong khi đó, sử dụng bóng đèn LED, bạn có thể tiết kiệm được 85% chi phí năng lượng.

Tiêu thụ điện năng của LED thấp có nghĩa là các hóa đơn tiền điện theo đó cũng sẽ thấp hơn. Ánh chiếm khoảng 25% hóa đơn tiền điện hàng tháng. Vì vậy, tiết kiệm tiền điện thực sự là một vấn đề quan trọng, không chỉ đối với cá nhân mà còn đối với chủ sở hữu/đơn vị quản lý và khai thác các “tài sản” lớn như nhà kho, nhà máy, trường công lập, bệnh viện,....Thực tế thì LED giúp tiết kiệm một khoản khá lớn trong hóa đơn tiền điện hàng tháng.

Những lợi ích quan trọng khác mà LED cung cấp:

1. Tuổi thọ

Một ưu điểm lớn khác của việc sử dụng đèn LED là tuổi thọ kéo dài. Bóng đèn LED có tuổi thọ trung bình khoảng 50.000 giờ, khoảng 15 năm (nếu chiếu sáng 8 giờ / ngày) với điều kiện sử dụng bình thường của một hộ gia đình. Con số này lớn hơn xấp xỉ 30 lần so với bóng đèn sợi đốt, gấp 5 lần CFL.

2. Tiết kiệm năng lượng và tiền bạc

Đèn LED đầu tư ban đầu ban đầu tốn kém, nhưng thời gian hoàn vốn nhanh và gần như không phải thay thế bóng trong một thời gian dài, điều này càng giúp tiết kiệm chi  phí hơn nữa.  LED sử dụng mức năng lượng thấp và có tuổi thọ dài, giúp bạn tiết kiệm được nhiều hơn đáng kể so với bóng đèn sợi đốt và đèn CFL.

3. Độ bền cao

Đèn LED cực kỳ bền; Vì chúng không có dây tóc, cũng có nghĩa là chúng có thể hoạt động ngay cả khi bị tác động mà không lo dây tóc dụng, bóng hỏng như đèn sợi đốt. Thân đèn với chất liệu nhôm rắn chắc giúp chúng chịu được tác động cơ học.

den LED

LED cung cấp giải pháp chiếu sáng hiệu quả cho đa dạng các loại không gian

4. Ít nhiệt

Đèn LED không nóng, thậm chí đã chiếu sáng cả đêm. Ta chỉ cảm thấy ấm áp khi chạm vào trong khi sợi đốt hay CLF sau một khoảng thời gian hoạt động sẽ rất nóng do nguyên lý vận hành của chúng.  LED không gây ra sự tích tụ nhiệt bởi được đi kèm với tản nhiệt bằng kim loại để rút nhiệt ra khỏi chip LED. Điều này giúp an toàn hơn trong quá trình vận hành, cũng như góp phần cắt giảm chi phí năng lượng cùng với chi phí điều hòa không khí trong nhà – giúp ngăn ngừa sự gia tăng nhiệt độ. Nhưng nếu bộ phận tản nhiệt không tốt về kích thước, kết nối kém hoặc thiết kế kém thì LED sẽ bị quá nhiệt và cháy. Ở đây, quản lý nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng đảm bảo khả năng làm việc “suốt đời” cảu LED. Bởi khi nhiệt độ của chip LED tăng cao thì việc chiếu sáng sẽ bị ảnh hưởng và thời gian sử dụng theo đó bị rút ngắn.

·5. Thân thiện với môi trường sinh thái

Đèn LED, đặc biệt, làm giảm khí thải carbon thải ra môi trường, do đó được đánh giá là lựa chọn chiếu sáng thân thiện nhất với môi trường. Hàng năm, các nhà máy điện )sử dụng bóng đèn sợi đốt) ở Mỹ thải ra 80 triệu tấn CO2 vào bầu khí quyển. Khi thay thế tất cả số bóng này bằng LED, lượng khí thải carbon sẽ giảm xuống chỉ còn 12 triệu tấn (tương đương với việc giảm khí thải từ 2 500 000 chiếc xe hoạt động trên đường). LED không chứa thủy ngân có hại như CFL. Thủy ngân một kim loại nặng nguy hiểm, gây hại cho môi trường, tác động nghiêm trọng tới sức khỏe của con người khi chẳng may hít phải. Bên cạnh đó, LED sử dụng điện năng thấp có nghĩa là nhu cầu về điện năng cũng thấp hơn, dẫn tới việc ít nhà máy điện hơn và đồng nghĩa với việc ít gây ô nhiễm hơn.

6. CRI - chất lượng ánh sáng của bóng đèn

Chỉ số tái tạo màu (CRI) là yếu tố quan trọng đối với bất kỳ sản phẩm chiếu sáng nào. Bóng đèn sử dụng trong nhà yêu cầu chung CRI 80. Với CRI> 82, đèn LED giúp bạn nhìn thấy màu sắc thực sự của vật thể chính xác hơn.

7.Thích hợp để trang trí bất kỳ góc

 Bóng đèn LED là sự lựa chọn hiệu quả cho mục đích làm đẹp và trang trí.

8. Ánh sáng nhanh

Đèn LED bật sáng tức thì trong khi CFL mất 1 phút để khởi động.

9. Khả năng làm mờ (dimming)

Sự khác biệt chính giữa bóng CFL và LED là CFL không có khả năng làm mờ. VỚi chế độ làm mờ của LED, bạn không chỉ có thể tiết kiệm tiền mà còn giúp tăng tuổi thọ bóng đèn.

Về chi phí tiền điện

Dưới đây là một ví dụ đơn giản để biết bạn có thể tiết kiệm được bao nhiêu tiền nếu sử dụng đèn LED. Trong trường hợp này, bạn phải tính toán chi phí tiền điện để vận hành bóng.

Đưa ra một kịch bản như sau: có 3 phòng ngủ, mỗi phòng đều có bóng đèn ở trần nhà. Phòng đầu là bóng sợi đốt 60W, phòng 2 là bóng CFL 20W và đèn LED 9W ở phòng 3. Tất cả các bóng đèn cho ra cùng một mức độ ánh sáng trong căn phòng. Bây giờ để tính toán chi phí chạy bóng đèn trong một năm, trước tiên bạn phải tiến hành giả định xem mình sử dụng bóng bao nhiêu h/ngày và giá điện là bao nhiêu.

 Giả sử bóng đèn trong phòng của bạn được sử dụng trong khoảng 6 giờ vào ban đêm, nghĩa là ~ 2000 giờ sử dụng mỗi năm. Tiếp theo giả sử bạn trả tiền điện 1 500 (VNĐ)/ kWh (1 đơn vị). 1000W = 1kW có nghĩa bóng đèn 40W là 0.04kW.

chieu-sang-duong-pho-bang-den-cao-ap-LED

Chiếu sáng đường phố bằng đèn cao áp LED 

Sử dụng công thức: giờ x Tỷ lệ x Wattage = Tổng chi phí hàng năm.

Vì vậy, chi phí vận hành hàng năm cho bóng đèn sợi đốt 60W là:  2000 (giờ) x 1 500 (VNĐ) x 0,060 (Kilo Watt) = 180 000 (VNĐ).
Cho CFL 20W là: 2000 (giờ) x 1 500 (VNĐ) x 0,020 (Kilo Watt) = 60 000 (VNĐ) 
Cho đèn LED 9W là: 2000 (giờ) x 1 500 (VNĐ) x 0.009 (Kilo Watt) = 27 000 (VNĐ)

Bạn có thể sử dụng công thức này cho bất kỳ loại bóng đèn nào/.

Một cách khác để tính số tiền tiết kiệm khi sử dụng đèn LED là lấy một phần tư hóa đơn tiền điện của bạn – vì ánh sáng chiếm khoảng 25% điện năng sử dụng của hộ gia đình. Bây giờ, giảm 85% giá trị của phần tư đó nếu bạn đang dùng đèn sợi đốt hoặc giảm 50% của một phần tư đó nếu bạn đang dùng CFL, sẽ cho ra số tiền bạn có thể tiết kiệm được khi chuyển từ sợi đốt hoặc CFL sang LED.

Lợi ích của LED so với CFL (Infographic)

So sánh về tuổi thọ

Khi so sánh LED và CFL, điều đầu tiên chúng ta quan tâm đó là tuổi thọ đèn. Đèn LED được thiết kế để có thể duy trị độ sáng (~70%) sau khi đã đạt ngưỡng tuổi thọ dự tính: 50000 giờ. Sau ngưỡng đó, LED không “chết” mà đơn giản là giảm đi khoảng 30% độ sáng của bóng. Bóng đèn CFL thời gian đầu sử dụng rất sáng, nhưng sau ngưỡng tuổi thọ (8000-10000 giờ), bóng rất tối (bởi lượng ánh sáng suy giảm khá nhanh trong quá trình sử dụng).

So sánh về hiệu quả

Bóng LED hoặc đèn hiệu suất cao có tỷ lệ chuyển đổi năng lượng điện sang ánh sáng cao (>80%). CFL hiệu suất cao có nhưng khá đắt. Trong khi đó, thực tế, chúng ta hoàn toàn có thể thay thế 1 bóng CFL bằng 1 đèn LED với công suất chỉ bằng một nửa CFL nhờ đó có thể tiết kiệm ~50% giá trị hóa đơn tiền điện mỗi tháng của bạn.

Một vài so sánh giữa LED và CFL - infographic

                       \                       

                       so-sanh-den-led-va-den-cfl-2                       

Chúng ta cùng làm một vài những tính toán nho nhỏ liên quan đến tuổi thọ đèn LED: đèn LED với chi phí đầu tư ban đầu khá cao nhưng thay vào đó, trong quá trình sử dụng, gần như không phải tốn chi phí để bảo trì hay thay thế vì khả năng vận hành tốt và ưu điểm bền bỉ của loại đèn này. Chung cuộc, xét tổng thể cả 3 yếu tố: năng lượng, tuổi thọ và chi phí thì CFL sẽ lấy đi của  bạn một khoản tiền nhiều hơn LED. Ta cũng nên xem xét đến các yếu tố như: chu kỳ hoạt động, khả năng chịu ẩm, chịu rung lắc hay tính dễ vỡ… Về các yếu tố trên thì thực tế CFL “mong manh” hơn hẳn bởi khả năng chống chịu kém hơn so với LED.

Xem xét một ví dụ thực tế: CFL 50W và LED 20W cùng được sử dụng trong 10 năm – thời gian dùng 8 giờ/ngày, (giả sử giá điện 1500VNĐ/W) thì chi phí LED (đầu tư ban đầu) sẽ được chi trả trong vòng 3-4 năm sau lắp đặt. Vào cuối năm thứ 10, tổng chi phí tiết kiệm được cho 1 bóng sẽ rơi vào khoảng ~900 000 VNĐ.

Với những thông tin đưa ra ở trên, hy vọng bạn đã có những tính toán riêng mình để từ đó có thể xây dựng được một hệ thống chiếu sáng hiệu quả cho công trình của mình.Những thông tin ở trên đây, tin rằng, đã phần nào giúp ích cho bạn để có được cái nhìn tổng quan về LED – về những ưu điểm vượt trội mà chúng mang lại. Và hy vọng rằng bạn đã có được cho mình một lựa chọn thông minh về giải pháp chiếu sáng .

Nguyễn Xuân Thủy 

CEO & FOUNDER CHIẾU SÁNG XANH TK LIGHTING