Pod komínom 10, 080 01 Prešov, Slovensko +421 905 637 714 palco@palcoit.eu

PRÍSPEVKY

PALCO IT, s.r.o. | Priemyselné technológie | Príspevky | Účinnosť svetelných zdrojov
Téma účinnosti svetelných zdrojov sa v súčasnej dobe dostáva na nižšie priority, je až takmer nepodstatnou. Priority sa skôr kladú na Spoľahlivosť osvetlenia a kvalitu osvetlenia pre príslušný pracovný priestor. Účinnosť svetelného zdroja vyjadruje množstvo svetla - svetelný tok (lm), jednotku príkonu - elektrický príkon (W), jednotka účinnosť svetelného zdroja (lm/W). Ak používame umelé osvetlenie na osvetlenie pracovného priestoru, praktický aj podľa normy nás zaujíma, ktoré fotóny dopadnú do pracovného priestoru a tiež nás zaujíma ich kvalita, ktorá sa dá vyjadriť spektrom elektromagnetického vlnenia a hlavne tvarom spektrálnej charakteristiky, z čoho sa dajú odvodiť - farebná teplota (K), index farebného podania (CRI). Svetelný tok sa meria goniometrickým fotometrom, kde sa filtruje iba viditeľné svetelné spektrum cca 400nm až 700nm. Klasické výbojky obsahujú cca 30% UV-žiarenia a asi 10% infražiarenia. U LED technológií sa tieto hodnoty blížia k 0. Keďže fotometer takéto vlnenie nevidí, tak tieto neviditeľné spektra nemajú vplyv na účinnosť osvetlenia. To má ale zásadný vplyv na kvalitu umelého osvetlenia a psychoaspekty, ktoré takéto osvetlenie zanecháva. Na účinnosť svetelných zdrojov má zásadný vplyv ich celková vyjadrovacia charakteristika. Klasické výbojky vyžarujú svetlo do 360° sterradiánu, čo znamená, že musíme použiť reflektor, ktorý nám usmerní fotóny do pracovného priestoru. LED majú už implicitne tento uhol nastavený do približne 120° steradián, teda vo väčšine prípadov je to pracovný priestor. Účinnosť je vyjadrenie celkového svetelného toku zdroja na jeden W. Keď si v praxi zoberieme na porovnanie svietidla LED a výbojové s rovnako deklarovaním svetelným tokom a meriame priemerné osvetlenie na pracovnej ploche ako aj určuje norma EN12464, zistíme že pri najkvalitnejšie prevedených svietidlách s výbojovým zdrojom svetla, zmeriame minimálne 2-násobne priemerné osvetlenie (lx=lm/m2) u LED svietidla. Teda vyžarovacia charakteristika výbojových zdrojov svetla ich zbytočne diskvalifikuje v porovnaní s LED technológiou. Aj LED obsahuje reflektor, ale je integrovaný na čipe ako súčasť LED a teda účinnosť je deklarovaná pre kompletné LED.

  • fotóny majú straty vo vzduchu priamo úmerné s 3.mocninou vzdialenosti, teda v 2-násobnej vzdialenosti je 8-krát menej fotónov,
  • straty svetla aj v leštenom nerezovom povrchu reflektora sú 12% až 14%,
  • straty svetla odrazeného naspäť do zdroja svetla sú 100%,
Tieto kvalitatívne parametre u všetkých výbojových zdrojov svetla podliehajú degradácií parametrov počas doby životnosti. Degradácia kvalitatívnych parametrov u LED je zanedbateľná, degraduje hlavne parameter svetelného toku. Katalógový údaj LM70 po 50 000hodinách klesne svetelný tok na 70% svojej inicializačnej v dobe spustenia hodnoty. Rada súčasných stredne výkonových LED od Osram DurisE5 už majú typickú účinnosť viac než 150lm/W, pričom typické CRI=85 a CCT=3000K až 6000K. Kvalitné výbojové zdroje svetla majú účinnosti okolo 100lm/W aj viac, ale ich degradácia je nedeterminovaná a Design Lifetime radovo 10 000hodín, indukčné aj 50000hodín. Klasická nízkotlaková sodíková výbojka ma účinnosť aj viac ako 150lm/W, ale kvalitatívne parametre sa ani neuvádzajú, nie je to biele svetlo CCT=? a o CRI sa tam nehovorí. Budenie LED konštantným prúdom, umožňuje veľmi jednoduchú technický a cenovo prístupnú reguláciu. To umožňuje následne znížiť spotrebu elektrickej energie o 25% až 50%.

  • metalhalogenidové výbojky,
  • fluorescenčné 3-pasmové trubice T5,
  • indukčné výbojky,
  • ostatné výbojové zdroje svetla majú kvalitatívny parameter CRI takmer nepoužiteľný,

Kilowatt hodina [kWh]: je jednotka energie používaná najmä v energetike. Zodpovedá presne 3,6 MJ. Kilowatthodina nepatrí do sústavy SI napriek tomu, že je odvodená od jednotky watt. Jednotkou energie v sústave SI je joule, ktorý zodpovedá jednej wattsekunde. Použitie: Jednotka je vhodná na meranie množstva elektrickej energie, pretože je pre tieto účely názornejšia než P joule: 1 kWh je energia spotrebovaná zariadením s príkonom 1 kW po dobu 1 hodiny. Mesačná spotreba domácnosti nepoužívajúcej elektrickú energiu na vykurovanie sa pohybuje v stovkách kilowatthodín. V bežnej reči sa názov často chybne skracuje na kilowatt, či ide o jednotkou energie alebo príkonu by malo vyplynúť z kontextu.

Joule [J]: je jednotka práce a energie. V sústave SI patrí medzi odvodené jednotky. Definícia: 1 joule je definovaný ako práca, ktorú koná sila veľkosti 1N pôsobiaca po dráhe 1m. Zo základných jednotiek je odvodený vzťahom: kg.m2.s−2 tiež [N.m]. Pretože jednotka 1 joule je relatívne malá, v praxi sa používajú jej násobky (kilojoule, megajoule, gigajoule, terajoule), prípadne sa používajú jednotky odvodené z jednotky výkonu [1] Watt]. Samotná jednotka 1 joule sa týmto spôsobom dá chápať ako wattsekunda. Prepočty joule na kWh: 1J=2,778×10−7kWh ; 1kWh=3600000J = 3,6MJ

Watt [W]: je v sústave SI odvodená jednotka výkonu. Definícia: Jeden watt je výkon, ktorý zodpovedá vydaniu/prijatiu jedného joule energie za jednu sekundu alebo výkon, ktorý vykoná sila jeden Newton spôsobujúca ustálený pohyb telesa rýchlosťou jeden meter za sekundu. Pôvod: jednotka watt je pomenovaná po Jamesovi Wattovi za jeho prínosy k vývoju parného stroja, bola prijatá na druhom kongrese British Association for the Advancement of Science v roku 1889 a jedenástom Conférence Générale des Poids et Mesures v roku 1960. Výkon je vlastne množstvo práce vykonané za jednotku času.