Jakou světelnou účinnost mají bílé LED?
Světelná účinnost se udává v lumenech na watt – jinými slovy kolik světelného toku vyzáří daný zdroj na 1 Watt vstupní elektrické energie.
Klasické žárovky mají účinnost okolo 10 až 18 lm/W, halogenky 20 až 25 lm/W, kompaktní úsporné zářivky okolo 40 až 60 lm/W, zářivkové trubice 60 až 90 lm/W, dnes komerčně dostupné bílé LED 70 až 80 lm/W, laboratorní prototypy bílých LED jdou až ke 150 lm/W a dostávají se tak k nízkotlakým sodíkovým výbojkám, jež jsou v současnosti nejúčinnější světelné zdroje s účinností 150 až 200 lm/W. Teoretické maximum se 100% účinností by bylo 683 lm/W pro monochromatické zelené světlo. Teoretické maximum pro bílé světlo se pohybuje kolem 300 lm/W.
Oblast produkce LED dosáhla v uplynulých letech velkého pokroku. Teprve v roce 1999 Philips Lumileds představil první LED schopné dlouhodobého provozu na 1W výkonu, do té doby byly k dispozici LED jen o výkonu cca 50mW. Spolu s růstem výkonu se posouvá i účinnost komerčně dostupných bílých LED – od zhruba 20 lm/W v roce 2001 až po 80 lm/W v roce 2006.
Je očekáváno, že kolem roku 2010 budou dostupné bíle LED, jež budou vstupovat do přímé konkurence se všemi ostatními zdroji světla a budou v účinnosti současné známé zdroje předbíhat. Cílem je aby se na trh dostaly cenově přijatelné bílé LED s účinností 160 lm/W.
(14 hlasováno, průměr: 4.14)
Loading...
Zajimavy clanek. Bylo by mozne uvest zdroj techto informaci? Meri se ciste vyzarena energie v urcitem spektru, nebo se bere v uvahu i citlivost oka pri ruznych frekvencich?
Honza
Comment by Honza — 12.2.2007 @ 12:54
Bere se v uvahu citlivost lidskeho oka – uz z definice lumenu a kmitoctu svetla v nem zminene. Clanek je kompilaci vicero zdroju, takze tezko uvest vsechny, ale jeden docela pekne zpracovany je tady, nicmene za tech par mesicu uz taky neni uplne up-to-date.
Comment by peta — 12.2.2007 @ 13:07
Očekával bych, že na tomto serveru budou autoři vědět, co to je LED a nebudou psát nesmysly jako LED dioda. Nebo můžeme čekat články třeba o CD disku?
Comment by Igor — 12.2.2007 @ 14:20
To je otazka toho pro jak laickou verejnost to informaci smerujete. Ne kazdy vi co vubec LED je za zkratku, takze je lepsi to zduraznit. Ale vypada to ze sem uplni laici nebudou chodit, takze jsem to zmenil.
Comment by peta — 12.2.2007 @ 17:50
Potreboval bych do tohoto zebricku ucinnosti nejak zaradit stroboskopickou vybojku (frekvence zablesku pres 10Hz) a vybojky do fotoblesku (pod ~1Hz). Nemel by nekdo nejake rozumne podklady?
Zdravim.
Comment by Michal — 19.2.2007 @ 21:08
ad pojem “LED dioda” vs. “LED” – Zde jde o to, že výraz “LED dioda”je v české literatuře a mluvě dlouhodobě užíván jak laiky, tak “zasvěcenými” a není tedy důvod na toto slovní spojení nadávat a jakkoliv ho měnit. A navíc uvedením jen slova “LED” a vytržením věty z kontextu (i to se stává) by tato věta pozbývala smyslu.
Za sebe hlasuji pro používání termínu “LED dioda”
Comment by StandaT — 19.2.2007 @ 22:43
Vazeny autore, mne by zajimalo, jak si v tom zebricku ucinnosti stoji tzv. HIDky, co jsou v reflektorech lepších aut a pouzivaji se ted i do svitilen. Take jakym plynem a pod jakym tlaekm je to plneno, pripadne startovaci a provozni napeti. Dekuji.
Comment by Jiri — 1.3.2007 @ 11:02
HID (High Intensity Discharge) jsou de-facto vsechny vybojky. Obvykle se HID rozdeluji do nasledujicich 3 skupin:
HPS (high pressure sodium – vysokotlake sodíkove) – ucinnost 100-150 lm/W, zlute az cervene spektrum, zivotnost do 20 tisic hodin
MH (metal halide – metalhalogenidove) – ucinnost 70-90 lm/W modre spektrum, zivotnost do 10 tisic hodin
MV (mercury vapor – rtutove vybojky) – ucinnost 40-50 lm/W, modro zelene spektrum
HID maji sva specifika oproti ostatnim, napriklad plny vykon vetsinou podaji cca 15-30 vterin po startu, kdyz se vypnout tak by mely zustat nekolik desitek vterin vypnute aby schladly a teprve pak se mohou znovu zapnout. Vybojky jsou obecne citlivejsi na narazy nez napriklad LED. Oproti LED mají i nižší životnost (LED 50-100 tisíc hodin) a vetsinou nejdou plynule ztmivat.
Nicmene zpatky k otazce – do aut se kvuli prijemnemu spektru obvykle pouzivaji xenonove vybojky. Ty maji ucinnost cca 60-75lm/W.
Dalsi informace o HID jako startovaci a provozni napeti/proud by bylo asi spis na separatni diskuzi a nejsem si jist zda to patri na FotonMag…
Comment by peta — 1.3.2007 @ 15:05
Xenonove vybojky pouzivane v automobilech maji svetelny tok 4200lm a prikon 35W, coz mi vychazi na 120lm/W.
Comment by Jenicek001 — 22.3.2007 @ 15:14
No jeste pridam pro srovnani halogenove zarovky pro potkavaci svetlomety – napr. H1 apod. – 1400lm a 55W, t.j. 25lm/W.
Kdybychom chteli aspon takovyto svetelny tok vytvorit pomoci 1W Lumileds, ktere maji spickove 45lm, budeme jich potrebovat 31. Pokud bychom jimi chteli nahradit xenonovou vybojku, budeme jich potrebovat 93. To je docela dost na jednu pulku auta a zadarmo take nejsou.
Comment by Jenicek001 — 22.3.2007 @ 15:22
Teoreticky ano, jenze otazkou je zda tech 35W je uz po uprave napeti pro vybojku ci pred. Ja si myslim ze to je az po balastu a to to cele posouva jinam.
Comment by peta — 22.3.2007 @ 15:24
Ad 1W Lumileds – jasne ale ty jsou trochu prezite.
Ad LED jako predni svetla do auta – doporucuju clanek o Audi R8 :-). Oni na to maji specialni LED…
Comment by peta — 22.3.2007 @ 15:29
Aha, ja myslel, ze pisu ke clanku o Audi R8. Ty “specialni LED”, co tam pouzivaji, jsem nikde specifikovane nenasel.
Zajimalo by me, cim jsou 1W Lumileds prekonane – 45lm pri 350mA a 3,42V, t.j. 37,5lm/W. Ktery model vychazi lepe? Ani 3W ani 5W ani K2.
Comment by Jenicek001 — 22.3.2007 @ 16:01
Ty “specialni LED” specifikovane skutecne nikde moc nejsou – ale IMHO je to spojeni vicero nejakych vykonejsich “ruggedized” LED od Lumiledsu na jednom “tistaku”.
Ad efektivnejsi LED – mel jsem na mysli jine vyrobce napr. Cree, SSC – 70-80lm/W.
Pokud mate na mysli primo Philipse – tak tam skutecne zatim prekonane nejsou.
Comment by peta — 22.3.2007 @ 17:20
Měrný výkon světelných zdrojů
Zdroj typ příkon měrný výkon index barevného podaní(max:100) žívotnost
[W] [lm/W] [Ra] [hod.]
Žárovka klasická 15 200 6 16 100 1 000 – 4 000
Žárovka – halogenová na síťové napětí 60 2000 13 25 100 > 2 000
na nízké napětí (12V) 5 75 11 19 90 100 3 000 4 000
Zářivka lineární ø 16 mm 14 35 96 106 > 80 8 000 12 000 *
lineární ø 26 mm 10 58 33 83 > 80 8 000 12 000 *
lineární ø 38 mm 20 65 57 68 > 80 8 000 12 000 *
Kompaktní 5 55 50 – 87 > 80 6 000 16 000
Výbojka Vysokotlaké rtuťové 50 1000 36 58 20 6 000 – 12 000
Halogenidové 35 2000 67 103 65 – 90 extrémně dlouhá ☺
Vysokotlaké sodíkové 35 1000 70 150 20 15 000 – 18 000
Nízkotlaké sodíkové 17,5 180 100 203 0 18 000
Indukční 55 85 65 80 80 60 000
LED 20-150** > 90 20 000 – 100000
* Tato životnost je měřena při zapojení s indukčním předřadníkem. Při zapojení s elektronickým předředníkem je doba životnosti kolem 13 000 – 15 000.
** Teoretické vypočítané maximum je 220 lm/W
pro tabulku v originale mi napiste na lufama@seznam.cz ;)
Comment by Lucky — 8.12.2007 @ 20:10
Lucky: zdroj? pripadne nekam uploadni tabulku jako obrazek, takhle je to prilis neprehledne.
Comment by ledmaniac — 9.12.2007 @ 1:03
tabulka odeslana adminovi, v nejblizsi dobe bude snad vystavena… Zdroj: vyrobci a skripta
Comment by Lucky — 10.12.2007 @ 19:54
K použití LED v autech – aktuální stav LED od CREE : s 100lm/W zřejmě již tato technologie dohnala v automobilovém osvětlení HID minimálně co do účinnosti, vepředu je se životností a významně zjednodušenou elektronikou kolem, bez nutnosti balast a VN kabeláže. Fascinující je i rychlost rozsvícení LED v porovnání s HID. Ceny jsou jen otázkou vyráběného množství, už dnes je dostupná za cca 6EUR/ks Co mne zajímá je jak na to s optikou v takovém reflektoru na dálková a potkávací světla.
Comment by hloubas — 1.1.2008 @ 18:18
ad hloubas – úplně jednoduše. Jednodušeji než dnes – malý led stačí malý reflektor.
Comment by M — 4.1.2008 @ 3:02
hezký článek, stálo by zato ho oprášit a některé věci doupřesnit. Např. uváděné teoretické maximum 683lm/W je maximum pro fotooptické vidění (denní) a pro monochromatické záření s vlnovou délkou 555nm. Z tohoto důvodu bych toto maximum nedával do souvislosti s bílými LED.
Co se týká účinnosti bílých LED, tak laboratorně j dosaženo zhruba 150lm/W u LED s malým výkonem. Tato účinnost u LED s většími výkony klesá.
Co se problémem u LED v autech i jiných aplikacích, je jejich chlazení, takže problém není umístění či počet, ale chlazení (alespoň v našich zeměpisných šířkách).
Comment by KOPIK — 21.12.2008 @ 17:48
Začátek konce klasických žárovek – http://pandatron.cz/?942&zacatek_konce_klasickych_zarovek
Comment by pandatron — 4.9.2009 @ 8:15
[…] Zde cituji z FotonMag: […]
Pingback by Z elektro-pravěku do moderní doby | Elektronika domácího kutila — 30.1.2013 @ 21:34
Já se obávám, že těch 683 je pro monochromatické záření, které se trefí do maxima citlivosti normalizovaného pozorovatele tj. 555nm. Tohleuměly tušim vysokotlaké rtuťové výbojky (měly asi 500lm/W)
Pro bílé světlo je to teoretické maximum někde mezi 150 – 250. A teĎ proč ta neurčitost, proč to neni jediné číslo. Jde o to, v jaké frekvenci to světlo vyzáříme. Třeba žárovka vyzařuje většinu světla v inra (tedy s nulovým počitkem a tím i světelným tokem 0lm). Ta vt rtuťová výbojka na to jde chytře, ale kromě osvětlení, kde je potřeba ostrý obraz (jedna vlnová délka = jeden index lomu a tedy žádná disperze) je nepoužitelná. My uživatelé očekáváme teplou bílou, jako má žárovka. Ale proč plýtvat energií tam, kde se nezhodnotí na lumeny. Takže výrobci se nás snaží přesvědčit, že chceme co nejstudenější bílou, kde právě vychází vyšší účinnost (ale zase podle kruithoffova diagramu je potřeba víc světla, takže nula od nuly pojde). Pro bílé žárovkové světlo (Q=2700K) jsem viděl číslo kolem 170 (nepřepočítával jsem to a to co jsme spočítali na VŠ si fakt nepamatuju a jako nesvětlař ten výpočet neumim). Takže jestliže se výrobci dostali na 150 tak jsou někdena 90%. A čím blíže budou ke stovce, tím to půjde hůř.
Myslim, že pokud jde o účinnost, tam už tolik zlepšit nejde (nějaké to procento možná). Teď by to chtělo, aby to opravdu svítilo. Tim myslim třeba směrovou charakteristiku. Žárovka je všesměrový zdroj (v podstatě prototyp ideálního bodového zdroje) a mnohá svítidla jsou na to navržená. Pokud do nich dáte něco, co svítí jen nahoru, protože dole to má blbinec (měnič, chladič…) jde účinnost sítidla a celé osvětlovací soustavy do háje. Zrovna nedávno jsem počítal, že v lustru namísto 40W žárovek mám 21W úsporky (které maji nahrazovat 95-120W klasickou žárovku – to jsem si nevymyslel, to tvrdil prodejce) a stejně to svítí furt míň. Právě hlavně tam, kde by se uplatňovala část světla ze spodní poloroviny (ale už to neni tak hrozný, protože jsem vybíral typ s rozkročenou spirálou, kde nebude ten blbinec stínit). Světlo do horní poloroviny je jakžtakž. Takže tohle je to, na čem by měly výrobci zapracovat. Jestli bude 150 nebo 170 lm/W už bude detail (stejně tak jako jestli ten vstupní měnič bude mít 90 nebo 95% účinnost). Nejdřív to musí normálně svítit a nějakou dobu vydržet.
Comment by mluno — 25.7.2013 @ 15:19
Přiznám se, že jsem o výbojkách co mají 500lm/W nikdy neslyšel, to by přece musely svítit úplně zeleně?
Pro bílé světlo se uvádí teoretické maximum někde kolem 300-350 lm/W dle teploty chromatičnosti a CRI (alespoň 80). Výrobci se u LED nyní pohybují kolem 50% účinnosti, nebo i lehce přes, k 90% účinnosti máme ještě hodně daleko. Viděl jsem různé projekce, kde se mluvilo o dosažení 80-90% účinnosti kolem roku 2020.
Comment by jirik — 9.8.2013 @ 10:12
Vážený pane mluno. Četl jste si po sobě váš příspěvek ? V úvodu píšete o “vysokotlakých rtuťových výbojkách” a “500lm/W”. Viděl jste někdy takovou svítit ? Víte jaké má spektrum ? Domníváte se snad, že monochromatické ? Bohužel tomu tak není. Většinu své energie vyzáří na vlnových délkách pro oko nepoužitelných. Její měrný světelný výkon se pohybuje okolo 50lm/W a na spektrum se můžete podívat např. zde: http://oldweb.izip.cz/ds3/hypertext/JVAFF.htm
Pokud mi nějakou výbojku dodáte, tak ji změřím. Můžeme v rozboru vašeho postu pokračovat dále ?
Comment by Roman — 30.10.2013 @ 18:34