Szukaj na tym blogu

piątek, 10 lipca 2009

Strumień świetlny, Lumeny – czyli pojęcia które powinniśmy znać aby oszczędzać.

Jednym z najprostszych sposobów oszczędzania energii jest inwestycja w energooszczędne oświetlenie. Cały problem polega na tym, że po dziesięcioleciach praktyki oznaczania skuteczności świetlnej poprzez moc żarówki przeciętnemu konsumentowi ciężko określić ile światła uzyska z danego oświetlania. Dodatkowo na nasze nieszczęście sprzedawcy skrzętnie naszą niewiedzę wykorzystują.

Każde źródło światła posiada parametr zwany strumieniem świetlnym określający całkowitą moc światła emitowanego z danego źródła, przechodzącego przez wybraną powierzchnię. Jednostką miary strumienia świetlnego jestlumen [lm].

Aby było to w pełni zrozumiałe 3 Zasady

1 - Każda żarówka, świetlówka LED itd. Im ma więcej lumenów tym daje więcej światłą !!

2 -Aby porównać dane źródła światła należy podzielić strumień świetlny przez moc, czyli określić tzw skuteczność świetlną wyrażoną w lumenach na wat

3- Dane oświetlenie jest bardziej wydajne i oszczędne im na wyższą skuteczność świetlną, czyli większą ilość lumenów na wat mocy.

Generalnie jest to bajecznie proste więcej lumenów na wat to lepsze oświetlenie (lepsze pod względem energetycznym) mniej lumenów na wat gorsze. Przy takim oznaczeniu każdy by wiedział, co kupuje i ile oszczędzi wymieniając żarówki, ale… ale sprzedawcy zamiast wszystko uprościć wola kombinować i zamiast podać ile dane żarówka ma lumenów pisać np. LED 10razy wydajniejszy niż zwykła żarówka. Świetlówka 80% oszczędności. Ale jak żarówka przecież nie istnieje wzorcowa żarówka żarnikowa, aby można było inne oświetlenie do niej porównywać.

Kombinują praktycznie wszyscy pierwszy przykład z brzegu
http://www.ei-elektronik.pl/
Pisze na głowniej stronie

Zalety lampy SPOTLUX
- Oszczędność energii żarówki led to 80% w stosunku do tradycyjnej lampy halogenowej.
- 420 lumenów z lampy SPOTLUX o mocy 9 wat, ilość światła dokładnie jak z 45 wat żarówki halogenowej.



Muszę przyznać że ten sprzedawca pojechał na "maksa" bo nawet nie odniósł się do zwykłej żarówki lecz do halogenowej zazwyczaj 2 raz wydajniejszej od żarówki żarnikowej. Policzmy ile przesadził

420 lumenów / 9 wat = 46[lm/W] – bardzo słabo jak na LED

halogeny dają 20 – 30 [lm/W] przyjmijmy rzetelnie 25

420[lm]/25[lm/W]=16.8W

Czyli podany przez producenta LED produkuje tyle światła, co 17W halogenka a nie 45W różnica dość zasadnicza


Także oszczędności nie będą, 80% lecz max ok. 50%

Niestety praktyki te są bardzo powszechne, aby nie dawać się tak łatwo nabrać poniżej przykładowe skuteczności świetlne poszczególnych źródeł

świeczka 0.3 [lm/W]
żarówka zwykła, 8-20 [lm/W]
lampa rtęciowo-żarowa 17-25 [lm/W]
żarówka halogenowa 20-30[lm/W]
rtęciówka zwykła 30-65 [lm/W]
świetlówka 40-90[lm/W]
LED 40 – 90 (zazwyczaj) max ponad 200[lm/W]
rtęciówka halogenowa 75-100[lm/W]
sodówka wysokoprężna 90-120 [lm/W]
sodówka niskoprężna 80-180[lm/W]

Dobre oświetlenie LED czy świetlówka jest średnio 4-5 razy bardzie oszczędna niż zwykła żarówka czy halogen. Dotyczy to tych dobrych i zazwyczaj drogich urządzeń tanie LED-y są zazwyczaj tylko 2 razy lepsze od zwykłych halogenów.

Jest jeszcze jeden mit do obalenia – sprawność energetyczna oświetlenia. Ile energii zawartej w prądzie jest zamieniane na światło. Panuje opinia, że zwykłe żarówki są bardzo nie energooszczędne za to LEDy mają sprawność prawie 100%? Policzmy

Teoretyczna skuteczność świetlna to 683 lm/W przy założeniu, że cała energia zamieniana jest na światło. Czyli sprawność można policzyć jako stosunek skuteczności świetlnej źródła do teoretycznej skuteczności świetlnej 683 lm/W

dla przykładu

żarówka zwykła - 15 [lm/W] sprawność 15/683 = 2.2%
zwykły halogen 25 [lm/W] sprawność 25/683 = 3.6%
świetlówka 40-90[lm/W] sprawność 40-90 / 683 5.8% – 13%
LED 40 – 90 (zazwyczaj) sprawność 40-90 / 683 5.8% – 13%

Nawet w przypadku oświetlenia LED sprawność zazwyczaj nie przekracza 10% także na naprawdę wydajne oświetlenie przyjdzie mam jeszcze poczekać. Dodatkowo LED-y wcale nie są wiele bardziej oszczędne od świetlówek. Ich główna zaleta to bardzo długi czas pracy.

Słyszałem pogłoski że Komisja Europejska chce w końcu posprzątać ten bałagan z żarówkami i wymusić na producentach i sprzedawcach podawanie strumieniania świetlnego i skuteczności świetlnej na opakowaniach. Byłoby to bardzo dobre posunięcia dla konsumentów.

12 komentarzy:

Jerzy Balwiński pisze...

Od czasu kiedy na rynku konsumenta pojawiły się różnorodne źródła światła powstał pewien zamęt. Dawniej byłytylko żarówki standardowe i wystarczyło porównać moc. Od kiedy pojawiły się świetlówki kompaktowe i źródła LED pojawił się szereg problemów, przy czym określenie ilości światła jaką emituje źródło to tylko jeden z nich. Pozostałe bardzo ważne dla komfortu widzenia to odwzorowanie barw, charakterystyka rozsyłu strumienia w przestrzeni, geometria powierzchni świecącej itp..
Pozwolę sobie obronić nieszczęsnego sprzedawce, który dokonał porównania. Porównał on daną oprawę, której odpowiednikiem standardowym jest właśnie źródło halogenowe, dlatego uważam, że dla kupującego porównanie jest jak najbardziej praktyczne i sensowne.

Nie rozumiem za bardzo przedstawionego przez Ciebie prametru "teoretycnzej sprawności świetlenj". Z tego co pamiętam ze studiów 683lm z 1 wata uzyskuje się jedynie dla fali 570nm. Na falę o tej długości oko wykazuje najwyższą czułość (jest to żółto-zielony). Daltego nie wiem czy dalsze obliczenia mają jakiś większy sens.

Obecnie najlepszym sposobem oceny ilości emitowanego światła jest faktycznie podanie strumienia świetlnego i sprawności.

Bogdan Szymański pisze...

@Jerzy
Pozwolę sobie obronić nieszczęsnego sprzedawce, który dokonał porównania. Porównał on daną oprawę, której odpowiednikiem standardowym jest właśnie źródło halogenowe, dlatego uważam, że dla kupującego porównanie jest jak najbardziej praktyczne i sensowne.


Dlaczego ma być zasadne skoro halogen da dwa razy więcej światła niż porównywany LED - czyli idąc za porównaniem sprzedawcy i kupując LED-a będzie ciemnej w pokoju niż przy zastosowaniu halogena.

Pisze akurat z doświadczenia też kiedyś dałem się oszukać wymieniłem zwykłe żarówki na energooszczędne po czy okazało się że w pokoju jest znacznie ciemniej.

"teoretyczna sprawność świetlna" jest potrzebna aby określić sprawność energetyczną źródła światła. 683lm z 1 wata to maksimum "światła" jakie można uzyskać z Wata wiec odnosząc sprawność świetlną danego źródła do teoretyczna sprawność świetlna otrzymujemy wynik ile energii zamieniane jest na użyteczne światło.

Anonimowy pisze...

Troche pomieszales w swoim wpisie, bo zgodnie z rozporzadzeniem Ministra Pracy z dnia 20 maja 2005 roku w sprawie (...) stosowania etykiet (...) jest w punkcie 7 dotyczacym zrodel swiatla, producent zobowiazany jest o podanie znamionowego strumienia swietlnego w [lm]. Jak pojdziesz do sklepu i wezmiesz zarowke to zawsze ten strumien powinien byc - albo na etykiecie energetycznej, albo dopuszczalne jest takze w innym miejscu. Najczesciej pojawia sie w miejscu gdzie sa parametry ekspluatacyjne takie jak napiecie czy czestotliwosc.

Co do porownania halogena do LED to nie do konca sie zgadzam. Dla klienta najwazniejszy jest poziom natezenia oswietlenia powierzchni mierzony w luxach i na tej podstawie porownuja zrodla swiatla. Strumin swietlny ze zwyklej zarowki jest kierowany dookolnie, a LED swieca kierunkowo. Halogeny w obudowach MR16 czy GU10 maja reflektory ktore skupiaja wiazke swiatla w okreslonym kacie, ale i tak czesc swiatla jest rozpraszana. Dzieki temu poziom natezenia oswietlenia z LED jest wiekszy.

Anonimowy pisze...

A co z wavelength generowanego swiatla? Sa na to jakies normy albo best practices? Jakie powinno byc swiatlo zapewniajace komfort uzytkowania. Czy LEDy nie maja zbyt waskiego rozkladu generowanego swiatla?
Pozdrawiam
K.G.

Bogdan Szymański pisze...

Jak pojdziesz do sklepu i wezmiesz zarowke to zawsze ten strumien powinien byc

Problem w tym że nie zawsze jest a na głównym miejscu eksponowana jest moc. Widać albo prawo jest nie respektowane przez producentów albo posiada luki.

Co do porownania halogena do LED to nie do konca sie zgadzam. Dla klienta najwazniejszy jest poziom natezenia oswietlenia powierzchni mierzony w luxach i na tej podstawie porownuja zrodla swiatla.

Znając strumień świetlny można sobie luksy na m2 policzyć. Jeżeli dane źródło światła świeci kierunkowo będzie miało duża wartość lux-ów na małej wybranej powierzchni ale dla kupującego ważne jest aby w pokoju miał jasno a nie tylko pod lampą (nie mówię o lampkach nocnych). Dlatego dalej stoję na stanowisku ze najlepiej porównywać lumeny

jpmorg pisze...

solarroad
http://www.silverbearcafe.com/private/03.09/solarroad.html

Jurek Balwiński pisze...

@K.G.
A co z wavelength generowanego światła? Są na to jakieś normy albo best practices?
Standardowo do zastosowań bytowych (dom, biura) współczynnik oddawania barw (CRI, Ra) powiniem być >80> Pierwsze białe LEDy dawały światło bardzo kiepskiej jakości. Technologia jest stosunkowo nowa i rozwija się bardzo dynamicznie, więc teraz jest już znacznie lepiej. Na dobre światło trzeba oczywiście wysypać więcej z sakwy.
@Bogdan
Pisze akurat z doświadczenia też kiedyś dałem się oszukać wymieniłem zwykłe żarówki na energooszczędne po czy okazało się że w pokoju jest znacznie ciemniej.
Mogło to być oczywiście oszustwo producenta. Z drugiej strony świetlówki mają inny rozsył strumienia niż żarówki. Świetlówki świecą głównie na boki (prostopadle do osi), słabo w kierunku przeciwnym do trzonek i bardzo słabo w kierunku trzonka. Jeżeli oprawa "wypuszcza" większość strumienia np. w stronę sufitu a źródło montowane jest trzonkiem do dołu to po zamianie na świetlówkę kompaktową będzie znacznie ciemniej mimo, że strumień emitowany przez oba źródła jest taki sam.
To jest istotna kwestia. Trzeba dobrać właściwą oprawę do źródeł. Nie zawsze da się zastąpić żarówkę świetlówką bez zmian parametrów (zazwyczaj pogorszenia, zazwyczaj oprawy są projektowane na żarówki).
Znając strumień świetlny można sobie luksy na m2 policzyć.
Trzeba jeszcze wiedzieć ile tych luksów wylatuje w danym kierunku.
Dlatego dalej stoję na stanowisku ze najlepiej porównywać lumeny
Zgadzam się. Dodał bym jeszcze jakąś zasadę oznaczania charakterystyki rozsyłu. Obecnie jest tak w przypadku halogenów (moc + kąt). Ten sam strumień nie gwarantuje, że w pomieszczeniu będzie tak samo jasno.
Pozdrawiam!

Tomasz pisze...

świetny artykuł. Teraz szukam lamp diodowych i przydał mi się.

lednar pisze...

Interesujący tekst. Pozdrawiamy.:)

Anonimowy pisze...

Przydatny artykuł, napisany w przyswajalny sposób, dzieki za poszerzenie wiedzy i oświecenie moich niejasności :)
Pozdrawiam blasti

Anonimowy pisze...

wkoncu ktos napisal jak jest
dzieki i pozdrawiam

marcin pisze...

dzięki wielkie za wyjaśnienie o co w tym wszystkim chodzi :)