LED panely - Kompletní průvodce

Co jsou LED panely?

Stropní LED panely jsou moderní stropní svítidla využívaná v kancelářích a jiných společenských prostorách všeho druhu. Světlo z útrob LED panelu prochází difuzní vrstvou s vysokou propustností a vytváří rovnoměrný plošný světelný efekt. Tato svítidla, lze snadno namontovat různými způsoby. Díky svým vlastnostem se LED panely staly v krátké době oblíbeným svítidlem s širokou využitelností.

Konstrukce LED panelů

1. Hliníkový rám světelného panelu
Rám je důležitou součástí LED panelu. Pevný a správně dílensky zpracovaný rám činí LED panel odolnější. Rám LED panelu bývá vyroben z různých materiálů, z nichž každý vykazuje odlišné schopnosti odvádět teplo. V současnosti mezi materiály rámů panelových svítidel patří především hliníková slitina, ocel, PC, A6063, hliník-plast, ocel a další materiály.

Nejčastěji se používá rám z hliníku. Některé LED panely mají rámeček složený ze 4 kusů, které jsou v rozích spojeny šrouby. Pevnější a odolnější jsou rámy jsou spojované svařováním. Svařovaný rám je pochopitelně pevnější, čemuž odpovídá i dražší cena LED panelu. Vzhledově má rámeček plochý nebo lehce stupňovitý design. To vše se může promítnout do celkové hmotnosti a výsledné ceny LED panelu.

2. Světelný zdroj LED
Typ, značka a množství LED čipů přímo ovlivňuje světelný efekt a světelný tok. Účinnost LED čipů a také jejich množství má zásadní vliv na světelný tok a to se rovně promítá do ceny LED panelu.

Hojně se v LED panelech používají LED čipy SMD 2835 a SMD 4014. Setkat se lze s čipy známých značek jako HONGLI, SANAN, SAMSUNG, Lumileds (dříve Philips), ale také se zcela no-name čipy. Při nákupu je určitě dobré se zaměřit na LED panely s LED čipy známých výrobců. Panely typu back-lit (ty s hlubším tělem) s přímo vyzařujícím světlem, obsahují méně LED čipů než úzké edge-lit LED panely. O optimální rozptyl světla se v back-lit LED panelech starají rozptylové čočky, kterými jsou vybaveny všechny LED čipy v tomto typu panelu.

3. LED světlovodná deska (light guide plate neboli "LGP")
Světlovodná deska LGP je používána pouze v tenkých (edge-lit) LED panelech. Tato vrstva se stará o rovnoměrné rozptýlení světla vyzařovaného z LED čipů umístěných na dvou protilehlých bocích LED panelu. Odraz světla zprostředkovává bílá, vysoce reflexní folie, umístěná jako nejnižší vrstva ve složení LED panelu. Účinnost LED panelu závisí na konkrétním designu světlovodné vrstvy LGP a volbě materiálu (PMMA nebo PS), které se pochopitelně liší svojí cenou. I když je PS cenově atraktivnější, je PMMA lepší volba.

Materiál PS (polystyren) má tendenci postupem času zežloutnout. Nelze přesně definovat kdy se žloutnutí projeví. Je zde více vlivů na stálost materiálu počínaje samotným výrobním postupem až po klimatické podmínky ve kterých je LED panel používán. Obecně lze říci, že čas zažloutnutí bude kratší v teplejších klimatických podmínkách. Pokud chcete záruku 5 let, vyšší světelnou účinnost, a vyšší odolnost proti zažloutnutí, vybírejte rozhodně LED panely, které používají PMMA LGP světlovodné desky. Síla (tloušťka) světlovodné desky používané různými výrobci LED panelů je obecně v rozmezí 1,6-3,0 mm, přičemž platí že čím silnější je deska, tím vyšší je cena LED panelu.

4. LED difuzor
Hlavní funkcí difuzní vrstvy je rovnoměrně rozptýlit světlo světlovodné desky. Kvalita materiálu také hraje roli v míře dokonalosti rozptýlení světelných bodů z LED. Používané materiály pro výrobu difuzní vrstvy jsou především PC (polykarbonátový plast), akryl, PS (polystyrenový plast), PP (polypropylenový plast) atd. Ceny i vlastnosti se od sebe liší. Nejvíce se používá PS a PP.

Propustnost světla akrylu je 92%, PC je 88%, PS je asi 80%. Akryl se může pochlubit vyšší propustností světla a cenovou dostupností, i když je méně odolný vůči stárnutí. Ve srovnání s tím je PC dražší, ale vyniká vlastnostmi proti stárnutí. Tloušťka desky difuzoru se u různých výrobců liší, přičemž se obvykle pohybuje mezi 0,8 mm a 1,2 mm. Panelová světla s přímým vyzařováním světla vyžadují silnější intenzitu difuzoru ve srovnání s typy s bočním vyzařováním světla, často vyžadující silnější design. Při výběru LED panelu je dobré vědět jaký typ byl použit. Roli hraje pochopitelně také jméno výrobce.

5. Reflexní folie
Je nejspodnější vrstvou tenkých edge-lit LED panelů. Odráží světlo do LGP vrstvy a významně zlepšuje celkovou světelnou účinnost LED panelu.

6. Zadní kryt
Nejčastěji používaný je železný plech. Tloušťka, hmotnost, pevnost bývají u různých výrobců drobně odlišné. Zcela jiný koncept využívá back-lit panel s přímým osvětlením. Zadní kryt je hlubší, mívá charakteristické prolisy pro umístění LED čipů a je oboustranně bíle lakovaný.

7. LED driver
Kvalita a cena napájecího zdroje LED panelu závisí na značce, napětí, izolaci, certifikacích a dalších vlastnostech jako je možnost stmívání nebo ochrana před efektem blikání (tzv. flickering), kdy obvykle levnější LED panel vykazuje znaky blikání (nejčastěji viditelné při pořizování videí mobilním telefonem). Kvalitní napájecí zdroj je alfou a omegou funkčního a spolehlivého LED panelu.

8. Montážní díly
Závěsná lanka, montážní držáky, rámečky atd. se používají k instalaci a upevnění LED panelů, které není možné umístit tradičním způsobem do stropního rastru.

Jak rozlišujeme jednotlivé typy LED panelů?

Různé oblasti využití nebo různá místa pro montáž vyžadují různé styly montáže nebo typy konkrétních LED panelů. Obecně lze rozdělit LED panely do následujících kategorií:

1. Podle způsobu distribuce světla

• Back-lit LED panely - na první pohled mají hlubší konstrukci, obvykle kolem 45mm což je nezbytné pro dokonalé rozptýlení světla z LED, které jsou rovnoměrně rozmístěny v ploše, na dně LED panelu. Je neuvěřitelné, že rozptyl světla zajišťuje pouze jedna difuzní vrstva. Panely této konstrukce vynikají vysokou účinností a jejich výroba je technologicky snadnější.

• Edge-lit (nebo také Side-lit) LED panely - vynikají subtilní hloubkou (≤15 mm), která činí LED panely velmi oblíbené pro více způsobů montáže. LGP rozptylová vrstva poskytuje rovnoměrný jas v celé ploše LED panelu. Tyto panely jsou citlivější na opatrné zacházení. Nevhodně provedená montáž může způsobit nerovnost povrchu a tím kolísání jasu v ploše LED panelu. Také prostředí ve kterém jsou tyto panely používány by mělo být čisté neboť prach vnikající mezi difuzní a LGP vrstvu může způsobovat nerovnoměrné osvětlení.

2. Podle způsobu instalace

• Zápustné LED panely. Základní a nejrozšířenější provedení světelného LED panelu. Instaluje se do rastrového stropu z minerálních podhledů. LED panel dokonale splývá se stropem neboť stačí pouze vyjmout kazetu minerálního podhledu a do vzniklého otvoru vložit LED panel.
• Přisazené LED panely. Jsou vhodné pro instalaci v místech kde není možné vytvářet otvory, typicky třeba betonový strop. V těchto případech je potřeba k LED panelu dokoupit instalační rámeček, který usnadní připevnění LED panelu ke stropu a zároveň zakryje připojovací kabel a napájecí zdroj.
• Závěsné LED panely. Pomocí sady ocelových lanek lze LED panel zavěsit volně do prostoru. Ve vhodných případech tak lze docílit zajímavého industriálního designu.

3. Podle funkcí

• Stmívatelné LED panely. Stmívat LED panel lze po výměně napájecího zdroje, který ve výchozí verzi LED panelu není vybaven funkcí stmívání. Dalším způsobem je přímo při pořizování LED panelů zvolit řešení kdy je LED panel již vybaven stmívatelným napájecím zdrojem. Existují tři konvenční řešení: triakové stmívání, stmívání LED panelů pomocí 0/1-10V nebo stmívání pomocí DALI.
• Vodotěsné LED panely. Konstrukce těchto LED panelů je obohacená o prvky, které brání vnikání vlhkosti. LED panel je vybaven vodotěsným vstupním konektorem a napájecím zdrojem odolným proti vlhkosti. Vodotěsné LED panely splňují IP44, IP54, IP65. Tyto panely jsou vhodné místa speciální místa jako jsou toalety, koupelny, laboratoře apod.

Jaké příkony a rozměry mají LED panely?

Trh postupem času definoval určitý standard různých rozměrů LED panelů, které plnohodnotně uspokojí potřeby v každém projektu. Nejvíce rozšířeným jsou LED panely 60 x 60 cm.

Poznámka: Tabulka obsahuje výpis obvyklých kombinací (rozměr / příkon). Je pravděpodobné, že existují i jiné varianty

Jak v panelu funguje LED osvětlení?

Na základě odlišného principu vyzařování světla v LED panelu rozlišujeme 2 základní druhy panelů.

Princip fungování edge-lit (tenkých) LED panelů

Základem principu tohoto typu LED panelu je vyzařování světla do světlovodivé LGP (light guide plate) vrstvy. Panel se skládá z mnoha vrstev, které slouží k celkově dokonalému podání světla v celé ploše LED panelu. Světlo vyzařuje z bočních částí hliníkového rámu do světlovodivé vrsty ze které se světlo směřuje primárně do spodní odrazové vrstvy. Ta následně odráží světlo v celé ploše LED panelu. Kvalita a typ světlovodivé LGP vrstvy je nejdůležitějším kritériem pro měření kvality světla LED panelu s bočním vyzařováním.

Princip fungování back-lit LED panelů

Struktura LED panelu s přímým svitem je mnohem jednodušší. Sestává ze zadního krytu který činí panel hlubším, obvodového rámu, LED lišt s optikou pro široký úhel svitu a čelní difuzní vrstvy. Světlo z LED čipů je pomocí optických čoček rozptýleno do širokého úhlu. Nedochází zde k žádnému lomu světla, naopak světlo je přímo vyzařováno do difuzní vrstvy. LED panel je díky své jednoduchosti výrobně levnější.

Praktické využití LED panelů

LED panely se staly velmi oblíbeným řešením osvětlení zejména díky své vysoké účinnosti, praktičnosti, množstvím variant, designu a možnými způsoby montáže. LED panely jsou nejčastěji používány jako

• stropní osvětlení (ideální náhrada za konvenční zářivková svítidla)
• nástěnné osvětlení (nejen pro účely osvětlení, ale také pro vytvoření designového světelného prvku)
• dekorační osvětlení

Nejčastěji jsou LED panely instalovány v kancelářích, prodejnách a jiných komerčních prostorech, v nemocničních zařízeních, atd.. S LED panely se dnes zkrátka setkáte téměř všude.

Jaké jsou běžné kvalitativní nedostatky LED panelů

1. Tmavá místa v ploše, nerovnoměrné prosvětlení
Tento fenomén se vyskytuje u u tenkých LED panelů (edge-lit). Někteří výrobci v honbě za snížením nákladů používají tenčí LGP vrstvu než by bylo vhodné. To následně způsobuje nedokonalosti v prosvětlení.

2. Žluté zabarvení podél rámečku LED panelu
Efekt se opět často vyskytuje u LED panelů typu edge-lit (tenké panely). Příčinou tohoto efektu je konstrukčně špatně zvolená distance mezi LGP vrstvou a z boku doléhajícími LED světelnými lištami. Vzájemná vzdálenost těchto dvou dílů LED panelu má totiž vliv na správné podání světla. Přirozeně, může tento efekt způsobovat i samotný LED čip, který není dostatečně kvalitní

3. Žluté zabarvení směrem ke středu LED panelu
Toto je jeden z hlavních kvalitativních problémů současných LED panelů typu edge-lit. Podrobněji jsem se tomuto fenoménu věnoval v článku Jak si vybrat LED panel, který po čase nezažloutne.

4. Vznik nerovností evokujících zvlnění povrchu
Reflexní vrstva v tenkých LED panelech je primárně vyráběna z PE materiálu. Někteří low-end výrobci nahrazují tuto reflexní vrstvu pěnovým materiálem, který má tendenci se vlivem dlouhodobějšího zahřívání deformovat. Výsledkem těchto deformací je špatný rozptyl světla evokující zvlnění.

5. Znatelné blikání LED panelu
Hlavními důvody problikávání LED panelů jsou: 1. Vadný napájecí zdroj; 2. Napájecí zdroj neodpovídá správnému napětí a výkonovým parametrům LED panelu; 3. Vadné LED lišty.

Jak vybrat vhodný LED panel?

Pro výběr LED panelu vhodného pro váš konkrétní účel je důležité porozumět parametrům konkrétních typů LED panelů. Mnoho již bylo v tomto článku zmíněno. V krátkosti se jedná o tyto parametry:

Režim vyzařování světla z LED diod: Boční prosvícení (Edge-lit) nebo přímé prosvícení (Back-lit). Přímé prosívcení má velikou účinnost, menší riziko efektu zažloutnutí a také příznivější cenu. Špičkově zhotovené LED panely s bočním prosvícením jsou obecně dražší a jsou vhodné pro použití v projektech kde není kladený důraz na co nejnižší cenu.

Rozměry a výkon: Standardní velikosti LED panelů jsou 300x300 mm, 600x600 mm, 1200x300 mm, 600x1200mm. Výkon se u LED panelů liší podle výrobce. V zásadě se setkáváme s výkony od 9W od 90W. Pro běžné osvětlení místnosti jako je kuchyně, koupelna, pracovna lze použít LED panely malých rozměrů s nízkou spotřebou.

Například pro 3-8 metrů čtverečních místnosti postačí LED panel 300x300 mm s výkonem kolem 10W. Pro místnost 8-15 lze použít rozměř 300x600 s výkonem kolem 18-20W.

V komerčních prostorech typu kanceláří nebo prodejen je vždy kladen důraz na větší světelný výkon. Je dobré se orientovat podle požadavků hygienických norem a osazení s námi konzultovat.

Lumeny: Čím dražší je LED panel, tím více by měl být energeticky úsporný. Pokud LED panel používá nejnovější technologie a je oproti konkurenčním výrobkům efektivnější, tím méně kusů LED panelů je nutno v projektu použít pro dostatečné osvětlení. V dnešní době lze za minimum u LED panelů považována účinnost 100lm/W. Maximum je pak přibližně 150-170lm/W.

UGR: Nadměrný jas v určité části zorného pole způsobuje oslnění a diskomfort pro osoby pobývající v místnosti. Oslnění je jednou z příčin únavy očí. Čím nižší je hodnota oslnění, tím je osvětlení z LED panelu pocitově příjemnější. V některých místech jako jsou školní třídy jsou LED panely s nižší mírou oslnění UGR<19 přímo vyžadovány hygienickou normou.

Životnost: Obecně bývá životnost LED panelů udávána nejméně 50.000 hodin, takže pokud LED panel svíti 12 hodin denně, mělo by být možné jej používat přibližně 11 let. Čím delší je životnost, tím roste úspora nákladů.

Značka napájecího zdroje: Podle našich dlouholetých zkušeností s prodejem LED panelů je kvalita napájecího LED driveru klíčovým faktorem životnosti LED panelu. Nekvalitní LED panely často používají napájecí zdroje nižší třídy. Napájecí LED drivery vyšší kvality splňují potřebné normy a kvalitativní kritéria. Pokud je celková cena v akceptovatelném rozmezí, doporučujeme zvolit nákup LED panelů se značkovými napájecími zdroji.

Jak se LED panely instalují?

Existují 4 zcela odlišné způsoby instalace LED panelů. Podívejte se jaké to jsou:

Vložení LED panelu do rastrového stropu

Tento způsob instalace je nejvíce rozšířeným v kancelářích, obchodech a na jiných místech kde je použit strop z minerálních podhledů o rozměru 60x60 cm. Montáž obnáší pouze vyjmutí jedné stropní kazety a její nahrazení LED panelem. Napájecí zdroj zůstává volně položen na svítidle. Jedná se o nejsnáze proveditelný způsob montáže LED panelů.

Zavěšení LED panelu na lanka

K zavěšení LED panelu ke stropu slouží ocelová lanka. Součástí setu jsou další příslušné prvky, které se montují do stropu a k LED panelu, tak aby bylo následně možné panel na strop pohodlně zavěsit. Vzdálenost svěšení LED panelu od stropu je flexibilní.

Přisazení LED panelu ke stropu

Kit pro přisazení panelu ke stropu sestává obvykle ze čtyř bočních krycích dílů z hliníkových profilů. Tři bočnice se k sobě spojí (dle výrobce různým způsobem) zacvaknutím, sešroubováním, apod., následně se celek připevní ke stropu, vsune panel a poslední volnou bočnicí se zaklopením dokončí montáž. Jednoduché a praktické řešení rozšířené zejména pro edge-lit nízké LED panely neboť u back-lit panelů nezbývá prostor pro umístění napájecího zdroje.

Uchycení na klipy

Ne příliš často vídané řešení instalace, realizované do sádrokartonového stropu. Vyžaduje rozvrhnout již při realizaci umístění svítidel vůči nosným prvkům SDK stropu neboť klipy fungují na principu zapření o odvrácenou část SDK stropní desky. Výsledný vzhled po instalaci je designově přijatelnější než montáž přisazením ke stropu využívající bočnice.