De hoogste lichtopbrengst van een witte LED
De afgelopen jaren is de lampefficiëntie aanzienlijk toegenomen dankzij het gebruik van witte LED's in architecturale verlichting. Retailers beweren dat er een enorme sprong in lichtopbrengst op komst is, maar dergelijke beweringen zijn niet geloofwaardig.
Wat bepaalt de lichtopbrengst en hoe efficiënt kunnen witte LED's werkelijk zijn? De afgelopen jaren hebben fabrikanten geconcurreerd over de lichtopbrengst van hun LED-producten. Toch is er geen consensus bereikt over een uniforme definitie van lichtopbrengst of standaard bedrijfsomstandigheden-wat vaak leidt tot interpretaties die verlichtingsplanners en -ontwerpers in verwarring brengen.
DIAL heeft wiskundige methoden gebruikt om de theoretische maximale lichtopbrengst van verschillende lichtspectra te bepalen.
Theoretisch maximaal lichtrendement van witte LED's
Het menselijk netvlies heeft ongeveer zeven miljoen kleurwaarnemende receptoren, kegeltjes genaamd, die zijn opgesplitst in rode, groene en blauwe typen. Groene kegels maken ruwweg 60% van het totaal uit, dus mensen nemen groen als veel helderder waar dan rood of blauw-zelfs als ze allemaal hetzelfde fysieke stralingsvermogen hebben.
Voor ogen die zijn aangepast aan heldere omstandigheden treedt de maximale relatieve spectrale gevoeligheid op bij 555 nm. Groen licht op deze golflengte zorgt voor de sterkste perceptie van helderheid, met een theoretisch maximaal lichtrendement van 683 lm/W-in de industrie bekend als het fotometrische stralingsequivalent, Km. In de praktijk is deze waarde echter onbereikbaar, omdat hiervoor 1 W fysiek stralingsvermogen zonder verliezen in zichtbaar licht moet worden omgezet.
Zelfs als monochromatisch groen licht het meest efficiënt zou zijn, is het niet geschikt voor de meeste verlichtingsbehoeften. Planners geven de voorkeur aan wit licht, dat in verschillende kleurtemperaturen verkrijgbaar is en een optimale kleurweergave biedt. Maar het toevoegen van meer golflengten binnen het zichtbare bereik (380-780 nm) aan de spectrale verdeling zal de theoretische maximale lichtopbrengst verlagen.
Zelfs als monochromatisch groen licht het meest efficiënt zou zijn, is het niet geschikt voor de meeste verlichtingsbehoeften. Planners geven de voorkeur aan wit licht, dat in verschillende kleurtemperaturen verkrijgbaar is en een optimale kleurweergave biedt. Maar het toevoegen van meer golflengten binnen het zichtbare bereik (380-780 nm) aan de spectrale verdeling zal de theoretische maximale lichtopbrengst verlagen.
De afhankelijkheid van de lichtopbrengst van het spectrum
De volgende tabel toont het theoretische maximale lichtrendement van verschillende spectra, zoals wiskundig bepaald door DIAL:
VoorbijLED'smet variërende kleurtemperaturen zijn er ook voorbeelden van temperatuurstraling en gasontladingsverlichting. De systeemefficiëntie en lichtstroom van de lampen of modules in deze tabel zijn getest en gemeten in het eigen geaccrediteerde fotometrische laboratorium van DIAL-en deze metingen vormen de basis voor het berekenen van de lichtefficiëntie van het systeem. Met behulp van de relatieve lichtgevoeligheidscurve voor fotopisch zicht (aangeduid als V(λ)) werd voor elk lichtspectrum de theoretische maximale lichtopbrengst berekend.
Uit de tabel blijkt duidelijk dat het typische spectrum van awarmwitte LEDbereikt een theoretisch modulelichtrendement van ongeveer 320 lm/W. Bij deze berekening wordt echter uitgegaan van verliesloze conversie van fysiek stralingsvermogen in de golflengten van het spectrum; in werkelijkheid is het haalbare lichtrendement van de module veel lager. Vooruitkijkend zou het mogelijk kunnen zijn om de lichtefficiëntie van het systeem te bereiken in het bereik van 200–250 lm/W.
Bovendien bevat het overzicht de energieconversie-efficiëntie van de geteste lampen-een maatstaf die beschrijft welk deel van het ingangsvermogen wordt omgezet in zichtbaar licht. In dit opzicht presteren efficiënte LED's duidelijk beter dan conventionele lampen. Gloeilampen hebben bijvoorbeeld een energieomzettingsrendement van slechts 10% tot 20%de huidige uiterst efficiënte LED's bereiken waardentussen 40% en 50%. Toch betekent dit nog steeds dat 50% tot 60% van het vermogen verloren gaat als warmte
Deze cijfers mogen echter niet het feit verhullen dat veel LED's die momenteel op de markt zijn, een aanzienlijk lagere lichtopbrengst hebben-en dat hun energieomzettingsefficiëntie navenant slecht is.
Afscheid van het idee van enorme vooruitgang op het gebied van lichtopbrengst
In de komende jaren is het onwaarschijnlijk dat de toename van het haalbare lichtrendement de snelle winsten zal evenaren die we in de eerste jaren zagen nadat witte LED's in massaproductie kwamen. De curve die de maximale lichtopbrengst van nieuw ontwikkelde LED-producten weergeeft, wordt geleidelijk vlakker
Dat gezegd hebbende, het gemiddeldelichtopbrengst van LED-armaturenzal ongetwijfeld nog verbeteren. Dit komt omdat er nog steeds veel armaturen op de markt zijn met een lichtopbrengst van 50–70 lm/W-cijfers die voldoende ruimte laten voor optimalisatie. De metingen van DIAL die de afgelopen jaren in het geaccrediteerde laboratorium zijn uitgevoerd, laten deze trend duidelijk zien.
Samen maken we het beter.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Mobiel/Whatsapp :(+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Web:www.benweilight.com
Toevoegen: F-gebouw, industriële zone Yuanfen, Longhua, Bao'an District, Shenzhen, China
