シール
照明
工業資材
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「無電極ランプ」という照明をご存知でしょうか？
海外では広く流通している無電極ランプですが、日本でも導入するケースが増えてきています。
LEDよりも定格寿命が長く、水銀灯からの置き換えで省エネ効果が期待できるのも嬉しいポイントです。
無電極ランプは、インバーターで発生させた高周波により放電し、消耗する部位がなく、長年使用しても光量が落ちない照明です。
省エネ照明としての主流はLEDですが、省エネ目的や他の目的で無電極ランプを選ばれる方もいらっしゃいます。
そこで今回は、無電極ランプとLEDの違いや、無電極ランプの使用実績などを紹介します。
無電極ランプとは
無電極ランプの正式名称は「無電極放電ランプ」といいます。英語表記は、Electrodeless lampです。
※時々、「LVD（Low Voltage Discharge）」と間違えて表記しているケースがありますが、それは無電極ランプを製造している１つのメーカーの商品名であり、英語表記ではありません。
照明の定格寿命は電極部分の劣化と関係がありますが、
無電極ランプは、名前の通り電極がないため、かなり長寿命のランプです。
人工光源の照明の中では、無電極ランプの定格寿命が最長であると言う専門家もいるほど、無電極ランプは水銀灯の代替照明として、省エネ照明としても注目されています。
無電極ランプの仕組み（発光原理）
無電極ランプは、インバーター(安定器)、誘導コイル、発光管から構成されており、
電磁誘導の原理と放電による発光原理を利用するため、発光管内に電極を持ちません。
誘導コイルから磁界を発生させ、電磁誘導を生じさせます。
具体的には、誘導コイルに高周波電流を流すことにより、フェライトコアに磁界を発生させ、磁界よりランプ内に電界が発生します。
電界で放出された電子が原子に衝突し、管内の原子が励起されることで、紫外線が発生します。
発生した紫外線がランプ管内壁に塗布された蛍光粉に衝突し、可視光に変換されるという仕組みです。
日本ではなぜ認知されていないの？
日本では、LEDの費用対効果は従来よりも飛躍的に高まり、高品質な国産のLEDの導入は一般的となっています。
家庭や店舗等で使用されている白熱球や蛍光のLED化は急速に進んでいます。
日本の主要電機メーカーはLEDの技術改良に力を入れていますが、無電極ランプの製造はコストの採算が合わずに製造していません。（以前はPanasonicがエバーライトという名前で無電極ランプを販売していました。）高周波を発生させる機器は、総務省が定める電波法が定める基準をクリアして総務省認可を受ける必要があります。
厳しい総務省の検査に合格するまでに一定以上の期間とコストがかかります。
現在、国内で販売されている無電極ランプのほとんどは海外輸入品またはOEM生産により製造されたものです。
無電極ランプは高天井で使用され、大型ランプなので、設置には電気工事等が発生します。家庭などで使用されるようなものではなく、家電量販店では店頭販売されていないため、一般消費者にはあまり認知されていません。
無電極ランプが注目されるようになった背景
2017年5月18日、水銀の採掘や輸出入を規制する「水銀に関する水俣条約」が発効されました。
「ある一定以上の水銀含有量を有するもの等についての製造、輸出及び輸入を禁止する」 と規定されています。
2021年以後は、水銀の使用量に関係なく、一般照明用高圧水銀ランプの製造・輸出入が禁止となります。
▼以下は原則禁止
- ある一定以上の水銀が含まれる蛍光灯などの照明(高圧水銀灯など)
- 電池、計測器、 スイッチ、虫歯治療材の製造、販売、流通、輸出
日本のメーカーのほとんどの蛍光灯は既に一定量未満を順守しています。
無電極ランプにおいても「特定水銀使用製品」は含まれておらず、水銀はごく少量（約5mg）のため2017年に発効された「水銀に関する水俣条約」では、規制の対象外となります。
▼参照サイト：経済産業省
https://www.meti.go.jp/policy/chemical_management/int/minamata.htmlLEDとは
LEDとはLight Emitting Diodeの略で、日本語では発光ダイオードと言います。
発光原理は、LEDチップに電圧をかけることで電子と正孔が放出され、それらが再結合した際に余分なエネルギーとして光が放出されるという仕組みです。
LEDは、長寿命・省エネ・瞬時点灯などの特長があり、工場・倉庫などの水銀灯の置き換え照明の一つとしてだけではなく、一般家庭や商業施設など、あらゆる場所で広く使用されています。
無電極ランプとLEDの違いについて
水銀灯の置き換え照明として、よく比較される無電極ランプとLEDの違いを、発光効率、定格寿命（光束維持率）、演色性、色温度、ブルーライト、グレアの観点で解説します。
発光効率
発光効率とは、1Wの電力でどれだけの全光束(lm)を発生させられるかを表す値で、「lm/W」という単位で表されます。
無電極ランプの発光効率は約90lm/Wですが、LEDの発光効率は約100～150lm/W（メーカーでそれぞれ異なります。）です。
発光効率は、LEDの方が優位性があります。
発光効率が高いと、低電力で照明のパワーがあるということを意味するので、器具1台で比較したとき、LEDは無電極ランプより省エネ性が高いと言えます。
定格寿命（光束維持率）
定格寿命とは、ランプの寿命のことで、照明の光束維持率が70％に達した時点の平均時間を指します。
また、光束維持率とは、新品時からどのくらい明るさを維持しているかを表したものです。
言い換えると、新品取付時の照明の明るさ[100%]が、経年や継続使用などの部品の劣化により明るさ[70%]へ落ち込むまでに掛かった平均時間のことです。
照明は設置後必ず明るさは劣っていくため、この光束維持率は長ければ長いほど明るさが確保できるということになります。
平均ですので、メーカーのカタログ記載の定格寿命に到達した途端、照明が点灯しなくなるということではありません。
あるいは、保証期間超過後に球切れなど不点灯となった場合も、寿命に到達したと言えます。
「光源寿命」や「ランプ寿命」といった言葉もほぼ同じ意味を示し、カタログ上の寿命は定格寿命を表記することが一般的です。
また水銀灯やLED、無電極ランプなど、それぞれの照明の種類によって定格寿命は異なります。
無電極ランプは常時点灯し、使用後100,000時間弱まで約70％以上の光束量を維持します。
一方、LEDは40,000～60,000時間ほど経過すると70％を切りますので、寿命（光束維持率）は、無電極ランプの方が長い（高い）です。
仮に、10時間/日×年間営業日240日間の年間2,400時間使用した場合、無電極ランプは約40年間、LEDは約16年間ほどの使用できる計算になりますが、これはあくまでも光源のみの話です。
長寿命な光源と言われる無電極ランプとLEDですが、他の照明と同様に安定器は劣化するため、ランプよりも先に安定器の寿命へ到達してしまうとされます。
従って、「光源寿命（定格寿命）＝照明の実際の寿命」とはならないので注意してください。
安定器は無電極ランプ、LED共に10年ほどで劣化が進みます。よって照明寿命は無電極ランプ、LEDどちらでも変わりありません。
長寿命な照明を使用することで、交換頻度が低く、メンテナンスコストを抑えることが可能です。
演色性
照明で照らした物体の色の見え方に及ぶ効果を演色と言い、それを各照明の評価する際には演色性という用語が使われます。
Raで表し100に近いほど、演色性が高くなります。
無電極ランプも、LEDもRa80程ですので、どちらも高演色性のランプです。
水銀灯の演色性はRa40ほどと低いため、その色味が懸念となる店舗や美術館・博物館では、商品や展示品の色味を高演色で照らすことが可能な照明が採用されています。
色温度
色温度とは、照明が発する光の色を表しK(ケルビン)という単位で表されます。
朝日や夕日は2,000Kほど、日中の太陽光は5,000～6,000Kほどで、数値が低い方がよりオレンジに近い暖色系の色、高い方がより白に近い寒色系の色となります。
無電極ランプは、2,700～6,400K前後、LEDは2,400～5,000K前後です。LEDは、調光対応が可能なタイプもあり、希望に近い色温度を自身で選択することができます。調光できないLEDや無電極ランプは購入時にK数を選択し、購入します。
ブルーライト
近年普及しているLED照明は、ブルーライトによる人体への被害が心配されています。
高出力によるブルーライトの影響は、長時間接触すると睡眠障害など生体リズムに影響が懸念されています。
無電極ランプは、LEDよりもブルーライトが少ない（波長が少ない）照明です。
以下は、主要な照明ごとの波長比較グラフで、ブルーライトの波長域は、380～500㎚程度（グラフのグレー箇所）です。
グラフをご覧いただくと、無電極ランプはLEDよりもブルーライトが少ないことがわかります。
グレア
グレアとは、眩しさや不快な光のことを指します。
光が直線的に進むという特徴を持つLEDは、比較的グレアを感じやすいです。車のヘッドライトを直視し、眩しかったご経験はありませんか？
光が多方面に拡散するという特徴をもつ無電極ランプは、直視してもグレアを感じにくく、全体も均一に照らすことが出来ます。
グレアの不快感があると、目の疲れが蓄積し、作業効率が下がることが懸念されます。
照明を選ぶ際は、グレアの有無も重要なポイントとなります。
このグレアは、LEDより無電極ランプの方が感じにくく、優位性があります。
無電極ランプが使われている場所
無電極ランプは長寿命なため、ランプの取り換えが難しい場所、保守管理費用が高い場所に適用されています。
また、近年では、眩しくない光の質や、ブルーライトがLEDより少ないことが評価され、以下のような場所での使用が広まっています。
海外への導入実績
日本ではあまり公共施設などで利用されていない無電極ランプですが、海外では以下のようなところで使用されています。
中国広州市 地下鉄
世界で３番目に規模が大きい都市鉄道である広州地下鉄で無電極ランプは採用されています。
直視しても眩しくない光の質や、広がる光による影が濃く出ない特徴が評価され車両基地、整備場、駅の全体照明などとして、2026年までに1万台ほど導入されます。
他実績
他にも空港、スーパー、看板照明、街路灯などで海外では無電極ランプは使用されています。
もし海外に行く機会があれば探してみてください。
コタニの無電極ランプ製造について
弊社の無電極ランプNK150/200、NK228-200は、開発・設計・組立までを日本で行っております。
-20℃～+50℃という使用環境温度に加え、防塵防水の保護等級であるIP規格は65または66を有しているため、あらゆる環境で使用できます。
全商品、総務省電波法、型式指定取得、PSE規格を取得しています。
外観・目視検査、点灯検査、シール検査、梱包検査、段ボール検査を全数国内で行ったのち出荷し、納品後3年保証いたします。
弊社は以下サービスをご提供しております。
- 照明コンサルタントによる照明更新アドバイス
- お見積り、照度設計の無料提案
- 多数のデモ機を保有し無料貸し出し
- 器具に合わせた設置器具の販売
無電極ランプの生産・輸出量は中国が世界トップとなっており、世界シェア90%は中国企業です。
まとめ
今回は、無電極ランプの特徴や、LEDとの違いについて解説していきました。
省エネ効果が高く幅広い用途で使用できるLEDですが、無電極ランプは眩しさが少ないです。
また、無電極ランプは柔らかく空間全体を均一に照らすため、目や体に優しく、長寿命なランプであることが嬉しいポイントです。
LEDの光がまぶしく、目が疲れるといった問題が気になっている場合は、無電極ランプを導入する価値は十分にあります。
より省エネ効果が高い照明へ切り替えを検討している方は、一度、無電極ランプを検討してみてはいかがでしょうか？
無電極ランプのメリット・デメリットについてまとめたブログもございますので、併せてご参考にいただけますと幸いです。
※重複する内容もございますので、予めご了承ください。
https://www.kotanikk.com/archives/1773お問い合わせフォーム
