Wszystko co warto wiedzieć o oświetleniu LED

Tematem artykułu jest oświetlenie LED. Wyjaśniamy najważniejsze pojęcia i terminy: co to jest moc oprawy, skuteczność świetlna oraz temperatura barwowa.

ZNAMIONOWA MOC OPRAWY

Jest to całkowita moc oprawy, jaką możemy zmierzyć na przewodzie zasilającym, łącznie ze źródłem światła i zasilaczem. Oprawy świetlówkowe, sodowe, metalohalogenkowe oraz inne wykonane nie w technologii LED mają podawaną zawsze moc źródła światła, a nie całej oprawy. Typowy raster biurowy miał moc 4 świetlówek po 18W (72W) plus zasilacz (balast) o mocy około 18W, co dawało znamionową moc oprawy 90W. Typowy panel LED, który jest zamiennikiem takiego rastra ma moc znamionową (łącznie z zasilaczem) na poziomie 35-40W.Należy zwrócić uwagę, czy dostawca posługuje się mocą znamionową oprawy, czy tylko samego źródła światła. Co więcej, na rynku jest dostępnych bardzo wiele zasilaczy ze zmienną konfiguracją mocy (w prosty sposób można podkręcić diody, żeby dawały więcej światła przy jednoczesnym większym zużyciu energii), dlatego dostawca powinien poinformować nas o realnej mocy znamionowej sprzętu docelowo zamawianego.

    ZNAMIONOWY STRUMIEŃ ŚWIETLNY
    Znamionowy strumień świetlny: określa ile światła daje oprawa LED. Warto rozróżnić pomiędzy strumieniem świetlnym samej diody (źródła światła) od całej oprawy po stratach, która wynika z efektywności diody, dyfuzora, obudowy i zasilacza.Zakres strat jakich możemy spodziewać się od poszczególnych elementów budowy oprawy:
    – dyfuzor: 10 – 50%,

– obudowa: 5 – 20%, – zasilacz: 6 – 20%.

    SKUTECZNOŚĆ ŚWIETLNA
    Jest to stosunek znamionowego strumienia świetlnego do znamionowej mocy oprawy, upraszczając: strumień po stratach, w porównaniu do rzeczywistej mocy. Jeśli sama dioda ma skuteczność świetlna na poziomie 160lm/W przy nominalnym strumieniu świetlnym źródła światła 5280lm, to możemy spodziewać się, że znamionowy strumień świetlny oprawy wyniesie 4000lm przy skuteczności 121lm/W.
    Nr. Ilość Etykieta Oprawa (lm)
    Industrial:LED; 5.0; Max; Wersja

1 86 natynkowa; 5000K; 185Najlepszym sposobem weryfikacji jest sprawdzenie wyników w projekcie oświetleniowym, wykonanym w programie Dialux/Relux (przykład powyżej: strumień lampy 5000lm/ moc lampy 66W= sprawność 185lm/W) i dokument potwierdzający prawidłowe wykonanie pomiarów oświetlenia.

WSKAŹNIK CRI/RA

Color Rendering Index to współczynnik oddawania kolorów – w skrócie jest to wartość w skali 0-100 opisująca jakość kolorów odbieranych przez ludzkie oko w przypadku oświetlenia dowolnej sceny danym źródłem światła. Im ta wartość jest bliższa 100, tym naturalniej człowiek postrzega kolory. Maksymalne CRI mają źródła żarowe i słońce. Świetlówki mogą zawierać się w przedziale 65-90. Diody LED renomowanych producentów stosowane obecnie w oświetleniu mają CRI pomiędzy 70-95. W praktyce, różnica we współczynnikach CRI pomiędzy diodami LED typu drugiego i trzeciego jest dziś nieznaczna. Diody z dwuskładnikowym luminoforem osiągają współczynniki CRI na poziomie 90-95, klasyczne diody z jednym luminoforem osiągają CRI rzędu 80-85. Warto nadmienić, że dla percepcji człowieka współczynnik CRI na poziomie przynajmniej 80 jest wartością całkowicie wystarczającą do większości aplikacji oświetleniowych. CRI powyżej 95 jest potrzebne tam gdzie potrzeba najwyższej dokładności w reprodukcji koloru (muzea, galerie sztuki, sale chirurgiczne).

PORÓWNANIE ŹRÓDŁA O TEJ SAMEJ TEMPERATURZE BARWOWEJ, ALE RÓŻNYCH WARTOŚCIACH WSPÓŁCZYNNIKA CRI

Idealnie dla zastosowań w przemyśle i ciężkich warunkach, jak diody i soczewki, selekcjonowane są na poziomie 3 SDCM, co daje nam gwarancję jednolitego światła przez cały okres trwania gwarancji.Ze względu na udział różnej długości fal w widmie promieniowania możemy odnieść wrażenie, że oprawy o takim samym CRI oraz temperaturze barwowej mają inny odcień, a nawet kolor światła.

TEMPERATURA BARWOWA (CCT)

Odcień światła emitowanego z danego źródła jest opisany temperaturą barwową, której wartość wynika z teorii ciała doskonale czarnego. Teoria ta omawia obiekt, który podgrzany do odpowiedniej temperatury wyrażonej w stopniach Kelvina, emituje światło, które może być odebrane jako barwa ciepła (<3300 K), barwa neutralna (między 3300 K a 5000 K) lub zimna (>5000 K). Doskonałym przykładem jest zwykła żarówka, która ma temperaturę barwową w okolicach 2700 K (ciepła biel), ponieważ jej żarnik jest rozgrzany do takiej temperatury. Tak jak w przypadku mocy, nie wystarczy podać samej temperatury diody (co jest popularną praktyką), tak przy temperaturze barwowej należy brać pod uwagę również wpływ dyfuzora, optyki (soczewek), czy odbłyśnika na jej ostateczną wartość.Okres zwrotu z inwestycji: to absolutnie najważniejsza miara.

    Zamiast posługiwać się prostą miarą ceny, która niewiele nam mówi w kontekście kolejnych lat użytkowania oświetlenia LED, warto posłużyć się parametrem mówiącym o skali oszczędności, jakie uzyskamy. Okres zwrotu poza ceną zawiera także koszt energii (kWh/PLN), czas użytkowania oświetlenia (liczba godzin na dzień, liczba dni w roku) oraz liczbę i moc opraw. Żeby otrzymać poprawny okres zwrotu z inwestycji należy:

    • zrobić audyt obecnego oświetlenia (może być wykonany w ramach audytu energetycznego)

    • przygotować projekt (na bazie jasno określonych z góry wytycznych dotyczących: równomierności, wysokości montażu, natężenia w pomieszczeniu, specyfikacji szczegółowej)

    • przygotować ofertę i obliczyć w końcu okres zwrotu z inwestycji

    Dopiero po wykonaniu powyższych czynności można wyliczyć rzetelny wynik zwrotu z inwestycji. Wszelkie próby skrócenia tego procesu dadzą nam wyniki odległe od rzeczywistych. Najczęstszym błędem jest porównywanie zużycia energii na podstawie nowego projektu z obecnym zużyciem energii, które w wielu obiektach odbiega (in minus) od norm. Można wtedy dojść do błędnych wniosków, że oświetlenie LED da nam niewielkie oszczędności.