Geleneksel aydınlatma lümenlerinin (sodyum, cıva, metal halojenür) LED aydınlatmanın katalog lümenleri ile doğrudan karşılaştırılması neden doğru bulgular üretemiyor?
İnsan gözünün algıladığı lümen miktarı, kullanılan aydınlatma teknolojisinin türüne bağlı olduğundan, ürün kataloglarında listelenen lümen sayısı, LED aydınlatmayı geleneksel aydınlatma ile karşılaştırmak için kullanılamaz. Bunu üç şey açıklıyor:
1. LED aydınlatma, daha sınırlı olan geleneksel ampullerden daha geniş bir ışık spektrumu sağlar.
2. İnsan gözünün farklı ışık seviyelerine nasıl tepki verdiğindeki çeşitlilik, lümen değerini hesaplamak için kullanılan olağan yöntemlerle dikkate alınmaz.
3. LED ışıkların ölçümü tüm armatürü ve güç kaynağı sistemini içerirken, geleneksel lambalar için ışık akısı ölçümü sadece ışık kaynağını dikkate alır.
1. LED aydınlatma, daha sınırlı olan geleneksel ampullerden daha geniş bir ışık spektrumu sağlar.
Bir lambanın çıkış ışık gücünü tahmin etmeye yönelik geleneksel yaklaşım, nesnelerden gelen ışık yansımasına izin vermez. Ama aslında, yüzeyin rengine bağlı olarak, şeyler ışığı farklı şekillerde yansıtır. Örneğin, yeşil bir nesneyi aydınlatmak için sarı bir ışık kullanılırsa, tüm ışık huzmesi nesnenin yüzeyi tarafından emilecek ve nesneye karanlık bir görünüm verecektir. Bu tür aydınlatmaya sahip yeşil bir nesne siyah bir yüzey üzerine yerleştirildiğinde kesinlikle görünmez hale gelir. Gerçekte, gerçek şeylerden yansıyan ışıktan biraz farklı bir etki oluşur. Örneğin çimen yeşil görünür ama gerçekte çeşitli pigmentler içerir (klorofil, karotenoidler, ksantofiller vb.), bu nedenle sarı ışıkla aydınlatıldığında ışık ışınlarının bir kısmını yansıtır ve gri görünür.
Sokak aydınlatması için kullanılan sodyum lambaların sınırlı bir ışık spektrumu olduğundan, yeterli görünürlük sağlamak için çok fazla ışık sağlamaları gerekir. Güneşin spektrumuna benzer şekilde, LED aydınlatma geniş bir ışık yelpazesine sahiptir. Sonuç olarak, nesne renk farklılıkları daha belirgindir, kontrastı iyileştirir ve belirli bir alanda görünürlüğü iyileştirir. Bu nedenle LED aydınlatma, gelişmiş optik netlik sağlarken çok daha az lümen kullanır.
2. İnsan gözünün farklı ışık seviyelerine nasıl tepki verdiğindeki çeşitlilik, lümen değerini hesaplamak için kullanılan olağan yöntemlerle dikkate alınmaz.
Çubuklar ve koniler, gözlerimizde bulunan iki ana fotoreseptör kategorisidir. Koniler renkli görme yeteneğine sahiptir (bazen "fotopik görüş" olarak anılır), parlak ışığa duyarlıdır ve gün boyunca normal şekilde çalışır. Yine de çubuklar, zorlu koşullar altında (az ışıkla) hafif uyaranlara yanıt verir. Buna skotopik görme denir (gece görüşü sırasında rengi algılayan koniler uykuda olduğu için bir kişi renksiz bir ortam algıladığında).
Işık yoğunluğunu tespit etmek için kullanılan fotometrelerle yalnızca fotopik görüş ölçülür. Bununla birlikte, gerçek dünyadaki durumlarda, ışığı işlemek için çubuklar ve koniler ("mezopik görüş" olarak da bilinir) kullanılacaktır. S/P oranı bu durumda kullanışlıdır çünkü geleneksel lümenlerin gerçekten insan gözü tarafından görülen lümenlere dönüştürülmesini sağlar.
Bir ışığın mavi-yeşil tonunun yeşil-sarı tonuna oranı S/P olarak adlandırılır. Daha büyük bir oran değeri ve geliştirilmiş görünürlük, mavi-yeşil renklerin daha büyük bir oranıyla üretilir. Daha yüksek S/P oranlı ışık kaynakları, daha düşük ışık yoğunluklarında görüşü iyileştirir.
Tablo, geleneksel lümenlerin insan gözünün gerçekten algılayabileceği lümenlere nasıl dönüştürüleceğini göstermektedir. Önemli ölçüde artan verimliliği sayesinde, LED aydınlatma daha az enerji kullanırken daha iyi görünürlük sunar.
3. LED ışıkların ölçümü tüm armatürü ve güç kaynağı sistemini içerirken, geleneksel lambalar için ışık akısı ölçümü sadece ışık kaynağının kendisini dikkate alır.
Oda sıcaklığında, geleneksel sodyum, cıva ve metal halojenürlü deşarj lambalarının verimliliği dikkate alınan tek faktördür. Lambanın takıldığı prizin etkisi bu yöntemde dikkate alınmaz. Yüksek basınçlı sodyum lambalar ve bazı LED aydınlatma türleri oldukça verimli olabilir (örneğin, watt başına 100 lümene kadar). Bununla birlikte, enerji verimliliği oranı tek başına bir ışık kaynağının belirli bir kullanım için fiilen sağladığı gerçek ışık miktarını yansıtmaz.
Aydınlatmanın verimliliği armatürdeki lambaya göre değerlendirilmelidir. Bir ışığın lümen çıkışını ölçmek yerine, nihai bir hedefe ulaşan lümenleri ölçmek gerekir. Bu tür bir aydınlatma verimliliği ölçümü, aydınlatma kaynağı tarafından üretilen lümenlerle asla eşleşmeyecektir. Armatür içine konulan aydınlatma üzerinde etkisi olan şeyler, daha düşük verimliliğe neden olan şeylerdir:
Geleneksel ışıklar, hapsolmuş ışık olarak bilinen her yöne ışık yayar. Bu aydınlatma kaynakları, mümkün olduğu kadar fazla ışığı yansıtacak ve amaçlanan hedefe odaklayacak şekilde yapılmış yuvalarda yeterli sayıda ayna gerektirir. Yine de, tüm ışık huzmeleri verimli bir şekilde yeniden yönlendirilemez.
- Koruyucu lensler: Armatürlerde tipik olarak, koruyucu bir amaca hizmet etmenin yanı sıra, ışık huzmelerinin amaçlanan hedefe odaklanmasına da yardımcı olan lensler bulunur. Lens yapımında kullanılan malzemeler yüzde 100 ışık geçirgenliğine sahip olmadığından ışık çıkışının bir kısmı kaybolur.
- Çalışma Sıcaklığı - Sıcaklık dalgalanmaları durumunda, birkaç ışık kaynağının performansı düşer. 25 derecede kaynak verimliliği ölçülür. Ancak, özellikle sokak aydınlatması için gerçek çalışma sıcaklığı, test sıcaklığından büyük ölçüde farklıdır.
Güç Kaynağı: Işık kaynaklarının çoğu, giriş voltajını lambanın spesifik voltajına değiştirebilen güç kaynağına sahiptir. Güç kaynağı hasarı yüzde 5 ile yüzde 25 arasında değişebilir.
Aydınlatmanın nihai performansını etkileyen ve LED aydınlatmayı geleneksel aydınlatmayla karşılaştırmak için çok önemli olan bir diğer unsur, zaman içinde performansın düşmesidir. Geleneksel aydınlatma kaynakları, özellikle metal halojenür lambalar, kısa süreli kullanımdan sonra bile önemli ölçüde performans düşüşü ile karakterize edilir:
Yüksek basınçlı sodyum lambaların hizmet ömrü 24 000 saattir, ancak orijinal verimliliklerinin yüzde 30'undan fazlasını kaybederler. Metal halide lambaların kullanım ömrü 6,000–15,000 saattir ve yüzde 50'ye varan verim kaybı vardır. 50 000–100 000 saatlik hizmet ömrüne sahip LED aydınlatma, 50 000 saatlik kullanımdan sonra yüzde 30 verimlilik düşüşüne maruz kalır.
Yukarıda bahsedilen karşılaştırma, LED aydınlatmanın, geleneksel bir aydınlatma kaynağına göre önemli ölçüde daha uzun bir süre boyunca üstün performans sağladığını ve aydınlatmanın değiştirilmesi veya onarılması ihtiyacını büyük ölçüde geciktirdiğini tartışmasız bir şekilde göstermektedir.
Örnek olay: Amerika Birleşik Devletleri'nin Wisconsin eyaletinde okul otoparkında kullanılan yüksek basınçlı sodyum lambaları, 8040 lümen sağlayan LED ampullerle değiştirildi. Önceki aydınlatma 19 000 lümen sağladı. Aydınlatma yükseltmesinden sonra alan daha az lümenle aydınlatılsa da otopark müşterileri, alanın çok daha iyi aydınlatıldığını söyledi.
Yüksek basınçlı sodyum lambalarla (19 000 lümen) aydınlatılan bölgeye kıyasla, otoparkın sol tarafında üstün görüş sağlayan LED aydınlatma (8040 lümen) bulunur.
