Co to jest skuteczność świetlna i wydajność świetlna (lm/W)?

Pewnie zastanawiałeś się, dlaczego dwie oprawy o tej samej mocy mają różną moc świetlną. Z reguły przy wyborze źródła światła skupiamy się zazwyczaj na parametrach oświetlenia, takich jak moc, strumień świetlny czy temperatura barwowa.

 

Istnieją jednak inne czynniki, które choć mniej znane, mają istotne znaczenie w naszym podejściu do oświetlenia, takie jak skuteczność świetlna.

 

Różnice pomiędzy skutecznością świetlną a efektywnością świetlną

 

Nadal istnieje wiele nieporozumień i kontrowersji wokół dwóch podobnych, ale bardzo różnych terminów: skuteczność świetlna i skuteczność świetlna.

 

Błędnie i ze względu na tę subtelną, trudną do uchwycenia różnicę, obecnie oba terminy stosowane są zamiennie w odniesieniu do relacji pomiędzy strumieniem świetlnym a mocą. W FARO Barcelona wyjaśniamy obie koncepcje, aby pomóc Ci zrozumieć różnice między nimi.

 

Co to jest skuteczność świetlna

 

Mówiąc ściślej, skuteczność świetlna ustala bezpośrednią zależność pomiędzy strumieniem świetlnym wytwarzanym przez źródło światła a pobieraną energią elektryczną.

 

Co to jest skuteczność świetlna

 

Jednakże skuteczność świetlna odnosi się do strumienia świetlnego wytwarzanego przez źródło światła i faktycznie emitowanego strumienia świetlnego, czyli ile światła jest w stanie wytworzyć źródło światła i ile światła faktycznie emituje.

Jak mierzona jest skuteczność świetlna?

 

Tak jak istnieją jednostki wartości określone przez stosunek różnych rodzajów miar, takich jak kilometry na godzinę lub uderzenia na sekundę, skuteczność świetlną mierzy się na podstawie stosunku istniejącego pomiędzy strumieniem świetlnym emitowanym w postaci promieniowania świetlnego a natężeniem elektrycznym zużyta moc. Dlatego:

 

Skuteczność świetlna (lm/W)=Strumień świetlny (lm)/Pobór mocy (W)

Ƞ= F/P= (lm/szer)

 

Jako przykład wyobraźmy sobie źródło światła emitujące 500 lumenów o mocy 10W. W takim przypadku skuteczność świetlna wyniosłaby 50 lumenów na wat, co stanowi wynik podzielenia pięciuset przez dziesięć.

 

Z drugiej strony mamy inną żarówkę o mocy 10 W, która może emitować 1000 lumenów, w tym przypadku jej wydajność wyniesie 100 lumenów na wat, a zatem jest znacznie wygodniejsza niż pierwsza, ponieważ będziemy mieli większą jasność przy tym samym zużyta moc.

 

 

Jakie czynniki wpływają na skuteczność świetlną?

 

Jak już wspomnieliśmy, skuteczność świetlna wykracza poza związek pomiędzy strumieniem świetlnym a poborem mocy. Jego wartość wyrażona jest w procentach, a przy ustalaniu oceny brane są pod uwagę następujące czynniki:

 

Temperatura wewnętrzna systemu

 

Im niższa temperatura pracy źródła światła, tym lepsza wydajność oprawy. Ten aspekt jest bardzo ważny i zależy od jakości i kształtu radiatora, a także jego umiejscowienia i wydajności wentylacyjnej.

 

Elementy optyczne

 

Odbłyśniki i optyka oprawy pochłaniają i przekierowują kierunek emitowanych lumenów. Mogą zatem zmniejszyć ilość światła emitowanego przez oprawę.

 

Dyfuzory

 

W zależności od materiału i rodzaju wykończenia, klosze mogą znacznie zmieniać procent strumienia świetlnego, wpływając na ogólną wydajność systemu.

 

CRI

 

Im wyższy współczynnik oddawania barw oprawy, tym niższa jest jej skuteczność świetlna.

 

Temperatura barwowa

 

Ciepłe temperatury barwowe zmniejszają skuteczność świetlną w większym stopniu niż chłodniejsze. Dzieje się tak dlatego, że te pierwsze potrzebują więcej związków, aby osiągnąć pożądane stopnie Kelvina.

 

Skuteczność świetlna i skuteczność świetlna dzisiaj

 

Technologia LED stała się jednym z najbardziej wydajnych systemów, znacznie przewyższającym wydajnością lampy żarowe, fluorescencyjne i energooszczędne.

 

Od czasu wprowadzenia na rynek w 1996 r. ewolucja ich wydajności wzrosła wykładniczo z 5 lm/W do obecnie znacznie ponad 150 lm/W. To samo dotyczy skuteczności świetlnej, gdzie spotykamy już wartości bliskie 40%.

 

Należy zauważyć, że teoretyczna maksymalna wartość wynosi 687 lm/W i odpowiada światłu monochromatycznemu o długości fali 555 nanometrów (zielonej), czyli wartości, której w praktyce nie jesteśmy w stanie osiągnąć ze względu na straty ciepła i czynniki wymienione powyżej.

 

Jakiego współczynnika powinienem użyć jako odniesienia porównawczego?

 

Chociaż są to terminy równie ważne, skuteczność świetlną łatwiej jest znaleźć w karcie danych technicznych lub dokumentacji oprawy oświetleniowej, dlatego bardziej użyteczna będzie jako odniesienie do porównania dwóch lub więcej źródeł światła.

 

Z drugiej strony, ponieważ skuteczność świetlna jest parametrem bardziej złożonym i niezbędnym do obliczenia, może być mniej praktyczna i mniej orientacyjna w naszej codziennej pracy.