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.
- 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 približne 400nm až 700nm. Klasické výbojky obsahujú približne 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° steradiánu, 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 určuje norma EN12464, zistíme že pri najkvalitnejšie prevedených svietidlách s výbojovým zdrojom svetla, zmeriame minimálne dvojnásobne 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 treťou mocninou vzdialenosti, teda v dvojnásobnej vzdialenosti je osem 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 50 000 hodinách 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 s CCT 3000K až 6000K. Kvalitné výbojové zdroje svetla majú účinnosti okolo 100lm/W aj viac, ale ich degradácia je nedeterminovaná s Design Lifetime radovo 10 000 hodín, indukčné aj 50 000 hodín. 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 25% až 50%.
- Metalhalogenidové výbojky.
- Fluorescenčné trojpásmové 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 3,6MJ. Kilowatthodina nepatrí do sústavy SI napriek tomu, že je odvodená od jednotky watt. Jednotkou energie v sústave SI je joule, ktorý zodpovedá jednej watt sekunde. Jednotka je vhodná na meranie množstva elektrickej energie, pretože je pre tieto účely názornejšia než P. Joule 1kWh je energia spotrebovaná zariadením s príkonom 1kW po dobu jednej 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.
Watt [W] je v sústave SI odvodená jednotka výkonu. 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. Výkon je vlastne množstvo práce vykonané za jednotku času.
Joule [J] je jednotka práce a energie. V sústave SI patrí medzi odvodené jednotky. Jeden 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 joule je relatívne malá, v praxi sa používajú jej násobky kilojoule, megajoule, gigajoule, terajoule, prípadne sa používajú jednotky odvodené z jednotky výkonu Watt. Samotná jednotka joule sa týmto spôsobom dá chápať ako watt sekunda. Prepočty joule na kWh 1J = 2,778 × 10−7 kWh => 1kWh = 3600 000 => J = 3,6MJ.
Video prezentácia: