Den højeste lysudbytte af en hvid LED
På det seneste er lampens effektivitet steget markant takket være brugen af hvide LED'er i arkitektonisk belysning. Detailhandlere hævder, at et massivt spring i lyseffekt er på vej, men sådanne påstande mangler troværdighed.
Hvad driver lyseffektiviteten, og hvor effektive kan hvide LED'er egentlig være? I de senere år har producenterne konkurreret om deres LED-produkters lyseffektivitet. Alligevel er der ikke opnået konsensus om en ensartet definition af lysudbytte eller standarddriftsbetingelser – hvilket ofte fører til fortolkninger, der forvirrer belysningsplanlæggere og designere.
DIAL har brugt matematiske metoder til at bestemme den teoretiske maksimale lysudbytte af forskellige lysspektre.
Teoretisk maksimal lysudbytte af hvide LED'er
Den menneskelige nethinde har omkring 7 millioner farveopfattende-receptorer kaldet 'kegler', opdelt i røde, grønne og blå typer. Grønne kegler udgør omkring 60% af det samlede antal, så mennesker opfatter grønt som meget lysere end rødt eller blåt - selv når alle har den samme fysiske strålende kraft.
For øjne tilpasset lyse forhold forekommer maksimal relativ spektral følsomhed ved 555 nm. Grønt lys ved denne bølgelængde skaber den stærkeste lysstyrkeopfattelse med en teoretisk maksimal lysudbytte på 683 lm/W, kendt i industrien som den fotometriske strålingsækvivalent, Km. I praksis er denne værdi dog uopnåelig, da den ville kræve at konvertere 1 W fysisk strålingseffekt til synligt lys uden tab.
Selvom monokromatisk grønt lys var det mest effektive, er det uegnet til de fleste belysningsbehov. Planlæggere foretrækker hvidt lys, som kommer i forskellige farvetemperaturer og giver optimal farvegengivelse. Men tilføjelse af flere bølgelængder inden for det synlige område (380-780 nm) sænker den teoretiske maksimale lyseffektivitet af spektralfordelingen.
Selvom monokromatisk grønt lys var det mest effektive, er det uegnet til de fleste belysningsbehov. Planlæggere foretrækker hvidt lys, som kommer i forskellige farvetemperaturer og giver optimal farvegengivelse. Men tilføjelse af flere bølgelængder inden for det synlige område (380-780 nm) sænker den teoretiske maksimale lyseffektivitet af spektralfordelingen.
Lyseffektivitetens afhængighed af spektret
Følgende tabel viser den teoretiske maksimale lysudbytte af forskellige spektre som matematisk bestemt af DIAL:
Ud overLED'ermed varierende farvetemperaturer er der også eksempler på temperaturstråling og gasudladningsbelysning. Systemeffektiviteten og lysstrømmen af lamperne eller modulerne i denne tabel blev testet og målt i DIALs eget akkrediterede fotometriske laboratorium, og disse målinger danner grundlag for beregning af systemets lysudbytte. Ved at bruge den relative lysfølsomhedskurve for fotopisk syn (betegnet som V(λ)), blev den teoretiske maksimale lyseffektivitet beregnet for hvert lysspektrum.
Fra tabellen er det tydeligt, at det typiske spektrum af envarm hvid LEDopnår en teoretisk modullysudbytte på ca. 320 lm/W. Denne beregning forudsætter dog tabsfri konvertering af fysisk strålingseffekt til spektrets bølgelængder; i virkeligheden er den opnåelige modullyseffektivitet langt lavere. Ser man fremad, kan det være muligt at nå systemets lysudbytte i området 200–250 lm/W.
Derudover inkluderer oversigten energikonverteringseffektiviteten af de testede lamper – en metrik, der beskriver, hvor stor en del af indgangseffekten, der omdannes til synligt lys. I denne henseende overgår effektive LED'er konventionelle lamper med en klar margin. For eksempel har glødelamper en energikonverteringseffektivitet på kun 10 % til 20 %, mensnutidens højeffektive LED'er opnår værdiermellem 40 % og 50 %. Alligevel betyder dette tal stadig, at 50% til 60% af strømmen går tabt som varme
Disse tal bør dog ikke tilsløre det faktum, at mange LED'er på markedet i øjeblikket har væsentligt lavere systemlysudbytte, og deres energikonverteringseffektivitet er tilsvarende dårlig.
Farvel til ideen om store fremskridt i lysende effektivitet
I de kommende år er det usandsynligt, at stigningen i opnåelig lyseffektivitet vil matche de hurtige gevinster, der er set i de første år, efter at hvide LED'er gik ind i masseproduktion. Kurven, der sporer den maksimale lysudbytte af nyudviklede LED-produkter, flader gradvist ud.
Når det er sagt, gennemsnittetlyseffektivitet af LED-armaturervil utvivlsomt fortsætte med at forbedre sig. Det skyldes, at der stadig er mange armaturer på markedet med en lysudbytte på 50–70 lm/W – tal, der giver rigelig plads til optimering. DIALs målinger, udført i dets akkrediterede laboratorium i løbet af de sidste par år, viser tydeligt denne tendens.
Sammen gør vi det bedre.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd.
Mobil/WhatsApp: (+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Web:www.benweilight.com
Tilføj: F Building, Yuanfen Industrial Zone, Longhua, Bao'an District, Shenzhen, Kina
