Existuje nepřeberné množství výbojek, které se liší svou funkcí, barvou světla, způsobem zapalování apod. Tento článek by měl sloužit jako malý přehled několika nejpoužívanějších druhů výbojek.
Druhy výbojek:
- Rtuťová výbojka
- Sodíková výbojka
- Metalhalogenidová výbojka
- Náhrada výbojek LED osvětlením
- Proč nejde výbojku po zhasnutí okamžitě rozsvítit?
Vysokotlaká rtuťová výbojka
Světlo vysokotlaké rtuťové výbojky vzniká v hořáku v parách rtuti. Na videu je vidět výroba směsových výbojek. Vyzařované světlo přímo hořákem není vhodné, takže je výbojka opatřena luminoforem, který mění ultrafialové světlo na viditelné.
Pro provoz výbojky je nutné použít předřadnou tlumivku. Elektronický vn zapalovač není potřeba. V případě použití tzv. směsové výbojky není potřeba ani tlumivka – tu nahrazuje wolframové vlákno uvnitř výbojky (viz video).
Výhody:
- Nízké pořizovací náklady (cena výbojky cca 1 Kč/Watt)
- Nepotřebuje el. zapalovač (cena řádově 200 Kč)
- Směsové výbojky nepotřebují ani předřadník (tlumivku) – lze jimi bez změny zapojení nahradit žárovku
Barva světla:
- Záleží na luminoforu, studená bílá (viz obrázky podání barev)
| Tesla | RVL, RVC, RVU, RVY, RVK (nízkotlaká výbojka) |
| Osram | HQL (Osram ruší prodej od roku 2015) |
| Philips | HPL |
| Tungsram | HgLi |
| Polam | LRF |
| Radium | HRL |
| Rtuťové výbojky jsou kvůli vysokému obsahu rtuti postupně rušeny a nahrazovány metalhalogenidovým osvětlením, nebo LED osvětlením. | |
Sodíková výbojka
V těchto výbojkách vzniká světlo výbojem v atmosféře sodíku, argonu, xenonu a rtuti. Hořák je tvořen trubičkou z oxidu hlinitého (korund) ze které jsou vyvedeny elektrody z wolframu. Tento druh výbojek se stále využívá zejména kvůli velké světelné účinnosti (až 200 lm/W). Nevýhodou těchto výbojek je jejich oranžové světelné spektrum.
Do série s výbojkou se vřazuje vhodně dimenzovaný předřadník (tlumivka). K výbojce je potřeba zapojit elektronický zapalovač, který zapálí výboj napětím v řádech tisíců voltu (3000 – 5000 V). Místo tlumivky a elektronického zapalovače se dá použít kompletní i elektronický předřadník. Kondenzátor na přívodu zlepšuje účiník (kompenzuje jalový výkon).
- Vysoká účinnost (nejvyšší z výbojek)
- Stálá barevnost světla
Nevýhody:
- Oranžová barva světla
Barva světla:
- Oranžová barva s max. 589,0 – 589,6 nm
| Tesla | SHC, SHCP, SHL, SHLP, SHR |
| Osram | SOC |
| Philips | SON |
(Metal)halogenidová výbojka
Tento druh výbojek se používá všude tam, kde jsou kladeny vysoké nároky na věrnost barev a kvalitu osvětlení. Nejmenší se používají na nesvětlování např. výloh, větší na osvětlování přechodů pro chodce, výrobních hal apod.
Halogenidové výbojky se provozují s tlumivkou zapojenou v sérii a vysokonapěťovým zapalovačem, nebo s elektronickým předřadníkem – tedy stejně jako sodíkové výbojky. Jejich účinnost je proti sodíkovým výbojkám nižší (až 120 lm/W). Tyto výbojky postupně nahrazují rtuťové zejména kvůli lepšímu podání barev a menší ekologické zátěži.
Hořák je vyroben ze speciálního keramického materiálu, který musí odolat velmi vysokým teplotám a tlaku (cca 15 barů). Jeho rozpouštění způsobuje kontaminaci halogenidové náplně a tím i změnu vyzařovaného spektra. Vysoká teplota uvnitř hořáku někdy způsobuje deformaci jak samotného hořáku tak i celé výbojky, která může explodovat. Tyto výbojky je většinou povoleno provozovat pouze v uzavřených svítidlech (často ještě s tvrzeným sklem).
Omluvte kvalitu fotek (hlavně výbojek). Průhledné předměty se špatně fotí…
Výhody:
- Velký rozsah vyráběných výbojek (od cca 10 W až kW)
- Barva světla (buď bílé, nebo podle luminoforu)
- Nízký pokles světelného toku během provozu
- Nízké náklady na provoz a údržbu
Nevýhody:
- Poměrně vysoká cena (více než 1 Kč/Watt)
- „Oddychová“ doba potřebná k opakovanému nastartování
- Vysoká teplota hořáku (cca 1000 °C), která může způsobit deformaci výbojky
- Většina může pracovat pouze v uzavřeném svítidle s tvrzeným sklem
Barva světla:
- cca 2500 K – 4200 K (záleží na typu)
| Tesla | RVI, RVIx |
| Osram | HCI, HQI |
| Philips | HPI |
| Venture | HIE, HIT, HIPE, HIPT |
LED osvětlení (psáno 2014)
Obstojí výbojkové osvětlení v konkurenci proti modernímu LED osvětlení? Ano i ne! V aplikacích, kde lze vystačit s nízkým výkonem (osvětlení výloh, dekorativní osvětlení apod.) nabízí LED osvětlení výhody ve své velikosti, nízké provozní teplotě, poměrně dobré účinnosti a dobré ceně. Např. LED pásky lze nalepit nad kuchyňskou linku – světelný výkon je dostačující, velikost naprosto minimální a cena okolo 150 Kč / 5 m pásek je téměř bezkonkurenční.
Obrat nastává u průmyslových svítidel. Různé fígle prodejců, jako že 100 W LED svítí jako 300 W výbojka (bez uvedení typu výbojky) jsou naprosto zcestné při porovnání světelného toku. Běžná halogenidový výbojka vyzáří 100 lm/W, tedy stejně jako běžně používané LEDky (ano, jsou i LEDky s lepší účinností, ale většinou jen o výkonu pár wattů v moderních svítilnách). Při výkonech v řádech stovek wattů už tlumivka nespotřebovává velké výkony, takže svítidlo s halogenidovou výbojkou je poměrně úsporné (při 350 W výbojce je ztrátový výkon na tlumivce cca 20 W), navíc spínané zdroje LED svítidel také nepracují se 100% účinností. Pročpak asi mají LEDková svítidla tak velký chladič? Velký chladič = hodně tepla = ztráty. Nevýhoda výbojkových svítidel s magnetickým předřadníkem (tlumivkou) je „tvorba“ jalového výkonu (spínané zdroje zase vytváří vyšší harmonické), který by měl být kompenzován. LED osvětlení je kvůli použité diodě závislé na okolní teplotě, takže 50 °C u stropu haly asi není nejlepší prostředí.
| Světlo s … | …halogenidovou výbojkou | …LED |
| Světelný tok/W | 100 lm/W | 100 lm/W |
| Životnost | 30000 hod | 50000 hod |
| Cena svítidla | 1000 – 5000 Kč | 10000 – 20000 Kč |
| Cena světelného zdroje | 500 – 2000 Kč | neoddělitelná součást svítidla |
Aktualizace 2018: Uplynulo pár let a náhrada výbojkového, nebo zářivkového osvětlení již není tak bláznivý nápad jako před lety… Účinnosti LED svítidel běžně stoupají přes 100 l/W i více. Svítidla zle stmívat (ne že by to např. u zářivek také nešlo) a tím ještě snížit energetickou náročnost. Otázkou už jenom zůstává kvalita a cena jednotlivých svítidel. Často se nelze orientovat ani podle ceny. Důležitá je barva světla, světelný tok a celkový příkon svítidla. U některých světel se lze dostat bídně k 90 l/W, u o něco málo dražších svítidel je udávaná účinnost i přes 120 l/W.
Cena samotného svítidla je samozřejmě vyšší než u výbojkového svítidla. U LED relektorů se ceny pohybují okolo 12000 Kč za 400W svítidlo. U metalhalogenidových je to kolem 2000 Kč za svítidlo + 500 Kč za výbojku. Výbojka má životnost okolo 15000 hodin. U LED svítidla je to sice více, ale většinou nelze vyměnit samotný světelný zdroj (LEDku) a svítidlo obsahuje spínaný zdroj, který je teoreticky poruchovější než tlumivka se zapalovačem.
Každopádně, nyní asi nastala ta chvíle, kdy je pádný důvod se rozhodnout jestli „jít do výbojek, nebo do LEDek“. Nehledě na to, že strašák jménem ekologie se přiklání spíše k těm LEDkám. Rozhodně je však důležité zvolit kvalitní svítidlo a ne první no-name „super mega 100W LEDku nahrazující 400W výbojku“.
Aktualizace 2021: Žárovky, výbojková svítidla a zářivky prakticky mizí jak z domů, tak z firem. Žárovky, tzv. úsporné žárovky a zářivky jsou v drtivé většině nahrazeny LED technologií. Výbojková svítidla jsou často nahrazena zářivkovým svítidlem ve formátu zářivek. Ne že by nebylo možné koupit jinou technologii než LED, ale cena LED svítidel je dostupná.
Proč nejde výbojku po zhasnutí okamžitě rozsvítit?
Pokud výbojka svítí, hořák se rozehřeje na vysokou teplotu. Uvnitř je pak vysoký tlak o hodnotě několika barů, který brání vzniku výboje. Výboj v hořáku je sice možné zapálit, ale je nutné použít několikanásobně vysoké napětí než u studené výbojky. U běžných svítidel se toto nepoužívá. Z důvodu bezpečnosti je však toto implementováno ve výbojkovém osvětlení automobilů.