Najwyższa skuteczność świetlna białej diody LED
W ostatnim czasie wydajność lamp znacząco wzrosła dzięki zastosowaniu białych diod LED w oświetleniu architektonicznym. Sprzedawcy detaliczni twierdzą, że nadchodzi ogromny skok w skuteczności świetlnej, ale takie twierdzenia są mało wiarygodne.
Co decyduje o skuteczności świetlnej i jak wydajne mogą być naprawdę białe diody LED? W ostatnich latach producenci konkurowali ze sobą w zakresie skuteczności świetlnej swoich produktów LED. Nie osiągnięto jednak konsensusu w sprawie jednolitej definicji skuteczności świetlnej ani standardowych warunków pracy, co często prowadzi do interpretacji, które dezorientują planistów i projektantów oświetlenia.
W projekcie DIAL wykorzystano metody matematyczne do określenia teoretycznej maksymalnej skuteczności świetlnej różnych widm świetlnych.
Teoretyczna maksymalna skuteczność świetlna białych diod LED
Ludzka siatkówka ma około 7 milionów-receptorów postrzegających kolory, zwanych „czopkami”, podzielonych na czerwony, zielony i niebieski. Zielone czopki stanowią około 60% całości, dlatego ludzie postrzegają zieleń jako znacznie jaśniejszą niż czerwień czy błękit – nawet jeśli wszystkie mają tę samą fizyczną moc promieniowania.
W przypadku oczu przystosowanych do jasnych warunków maksymalna względna czułość widmowa występuje przy 555 nm. Światło zielone o tej długości fali zapewnia najsilniejszą percepcję jasności, przy teoretycznej maksymalnej skuteczności świetlnej wynoszącej 683 lm/W, znanej w branży jako fotometryczny odpowiednik promieniowania, Km. W praktyce wartość ta jest jednak nieosiągalna, gdyż wymagałaby konwersji 1 W fizycznej mocy promieniowania na światło widzialne bez strat.
Nawet jeśli monochromatyczne zielone światło byłoby najbardziej wydajne, nie nadaje się do większości potrzeb oświetleniowych. Planiści preferują białe światło, które występuje w różnych temperaturach barwowych i zapewnia optymalne oddawanie barw. Jednak dodanie większej liczby długości fal w zakresie widzialnym (380–780 nm) obniża teoretyczną maksymalną skuteczność świetlną rozkładu widmowego.
Nawet jeśli monochromatyczne zielone światło byłoby najbardziej wydajne, nie nadaje się do większości potrzeb oświetleniowych. Planiści preferują białe światło, które występuje w różnych temperaturach barwowych i zapewnia optymalne oddawanie barw. Jednak dodanie większej liczby długości fal w zakresie widzialnym (380–780 nm) obniża teoretyczną maksymalną skuteczność świetlną rozkładu widmowego.
Zależność skuteczności świetlnej od widma
Poniższa tabela przedstawia teoretyczną maksymalną skuteczność świetlną różnych widm określoną matematycznie za pomocą DIAL:
PozaDiody LEDprzy różnej temperaturze barwowej występują także przykłady promieniowania temperaturowego i oświetlenia wyładowczego. Wydajność systemu i strumień świetlny lamp lub modułów przedstawionych w tej tabeli zostały przetestowane i zmierzone we własnym akredytowanym laboratorium fotometrycznym DIAL, a pomiary te stanowią podstawę do obliczenia skuteczności świetlnej systemu. Korzystając z krzywej względnej światłoczułości dla widzenia fotopowego (oznaczonej jako V(λ)), obliczono teoretyczną maksymalną skuteczność świetlną dla każdego widma światła.
Z tabeli widać, że typowe widmo aciepła, biała dioda LEDosiąga teoretyczną skuteczność świetlną modułu na poziomie około 320 lm/W. Jednakże obliczenia te zakładają bezstratną konwersję fizycznej mocy promieniowania na długości fal widma; w rzeczywistości osiągalna skuteczność świetlna modułu jest znacznie niższa. Patrząc w przyszłość, być może uda się osiągnąć skuteczność świetlną systemu w zakresie 200–250 lm/W.
Dodatkowo w zestawieniu uwzględniono efektywność konwersji energii testowanych lamp – miernik opisujący, jaka część mocy wejściowej jest zamieniana na światło widzialne. Pod tym względem wydajne diody LED wyraźnie przewyższają konwencjonalne lampy. Na przykład żarówki mają sprawność konwersji energii wynoszącą zaledwie 10% do 20%.dzisiejsze wysoce wydajne diody LED osiągają wartościod 40% do 50%. Mimo to liczba ta nadal oznacza, że od 50% do 60% mocy jest tracone w postaci ciepła
Liczby te nie powinny jednak przesłaniać faktu, że wiele diod LED dostępnych obecnie na rynku ma znacznie niższą skuteczność świetlną systemu, a ich efektywność konwersji energii jest odpowiednio niska.
Pożegnaj ideę ogromnego postępu w skuteczności świetlnej
Jest mało prawdopodobne, aby w nadchodzących latach wzrost osiągalnej skuteczności świetlnej dorównał szybkiemu wzrostowi obserwowanemu w pierwszych latach po wejściu do masowej produkcji białych diod LED. Krzywa wyznaczająca maksymalną skuteczność świetlną nowo opracowanych produktów LED stopniowo się wyrównuje
To powiedziawszy, średniaskuteczność świetlna opraw LEDniewątpliwie będzie się nadal poprawiać. Dzieje się tak dlatego, że na rynku wciąż dostępnych jest wiele opraw o skuteczności świetlnej na poziomie 50–70 lm/W – wartości te pozostawiają duże pole do optymalizacji. Pomiary DIAL prowadzone w akredytowanym laboratorium na przestrzeni ostatnich kilku lat wyraźnie pokazują tę tendencję.
Razem sprawiamy, że jest lepiej.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.
Telefon komórkowy/WhatsApp: (+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Sieć:www.benweilight.com
Dodaj: Budynek F, strefa przemysłowa Yuanfen, Longhua, dystrykt Bao'an, Shenzhen, Chiny
