Защо директното сравнение на традиционните осветителни лумени (натрий, живак, метален халид) с каталожните лумени от LED осветлението не може да доведе до точни констатации.
Броят лумени, посочен в продуктовите каталози, не може да се използва за сравняване на LED осветление с конвенционално осветление, тъй като количеството лумени, което човешкото око възприема, зависи от вида на използваната осветителна технология. Три неща са причина за това:
1. LED осветлението осигурява по-широк спектър от светлина от традиционните крушки, които имат по-ограничен спектър.
2. Разнообразието в това как човешкото око реагира на различни нива на светлина не се взема предвид от обичайните методи за изчисляване на стойността на лумена.
3. Измерването на LED светлини включва цялото тяло и захранваща система, докато измерването на светлинния поток за конвенционалните лампи взема предвид само източника на светлина.
1. LED осветлението осигурява по-широк спектър от светлина от традиционните крушки, които имат по-ограничен спектър.
Конвенционалният подход за оценка на изходната светлинна мощност на лампата не допуска отражение на светлината от обекти. Но всъщност, в зависимост от цвета на повърхността, нещата отразяват светлината по различен начин. Например, ако се използва жълта светлина за осветяване на зелен предмет, целият светлинен лъч ще бъде погълнат от повърхността на обекта, придавайки на предмета тъмен вид. Когато зелен обект с такъв тип осветеност се постави върху черна повърхност, той става абсолютно невидим. В действителност, малко по-различен ефект се получава от светлината, отразяваща се от действителните неща. Например тревата изглежда зелена, но всъщност включва различни пигменти (като хлорофил, каротеноиди, ксантофили и др.), следователно, когато е осветена от жълта светлина, тя ще отразява част от светлинните лъчи и ще изглежда сива.
Тъй като натриевите лампи, използвани за улично осветление, имат ограничен светлинен спектър, те трябва да осигурят много светлина, за да осигурят адекватна видимост. Подобно на слънчевия спектър, LED осветлението има широк диапазон на светлина. В резултат на това разликите в цвета на обекта са по-отчетливи, подобрявайки контраста и подобрявайки видимостта в дадено пространство. Следователно LED осветлението използва много по-малко лумени, като същевременно осигурява подобрена оптична яснота.
2. Разнообразието в това как човешкото око реагира на различни нива на светлина не се взема предвид от обичайните методи за изчисляване на стойността на лумена.
Пръчиците и колбичките са двете основни категории фоторецептори, открити в нашите очи. Конусите са способни на цветно зрение (понякога наричано "фотопично зрение"), чувствителни са към ярка светлина и функционират нормално през деня. Въпреки това пръчиците реагират на светлинни стимули при трудни обстоятелства (с малко светлина). Това се нарича скотопично зрение (когато човек възприема безцветна среда, тъй като конусите, които откриват цвят, са латентни по време на нощно виждане).
Само фотопичното зрение се измерва с фотометри, използвани за откриване на интензитета на светлината. Въпреки това, в ситуации от реалния свят пръчките и конусите (известни също като „мезопично зрение“) ще бъдат използвани за обработка на светлината. Съотношението S/P е полезно в тази ситуация, защото позволява преобразуването на конвенционалните лумени в лумени, които наистина се виждат от човешкото око.
Съотношението на синьо-зеления към зелено-жълтия нюанс на светлината се нарича S/P. По-голяма стойност на съотношението и подобрена видимост се получават от по-голям дял синьо-зелени цветове. Светлинните източници с по-високо съотношение S/P подобряват зрението при по-нисък интензитет на светлината.
Таблицата предоставя илюстрация как да конвертирате конвенционалните лумени в лумени, които човешкото око наистина може да възприеме. Благодарение на значително повишената си ефективност, LED осветлението предлага подобрена видимост, като същевременно използва по-малко енергия.
3. Измерването на LED светлини включва цялото тяло и захранваща система, докато измерването на светлинния поток за конвенционалните лампи взема предвид само самия източник на светлина.
При стайна температура ефективността на конвенционалните натриеви, живачни и металхалогенни газоразрядни лампи е единственият фактор, който се взема предвид. При този метод не се взема предвид влиянието на фасунгата, в която е монтирана лампата. Натриевите лампи с високо налягане и някои видове LED осветление могат да бъдат много ефективни (до 100 лумена на ват, например). Коефициентът на енергийна ефективност обаче сам по себе си не отразява действителното количество светлина, което източникът на светлина действително осигурява за дадена употреба.
Ефективността на осветлението трябва да се оценява по отношение на лампата в осветителното тяло. Вместо да се измерва лумените, излъчвани от светлина, трябва да се измерват лумени, които достигат крайната цел. Такова измерване на ефективността на осветлението никога няма да съответства на лумените, произведени от източника на осветление. Нещата, които оказват влияние върху осветлението, поставено в осветителното тяло, са това, което причинява по-ниската ефективност:
Традиционните светлини излъчват светлина във всички посоки, която е известна като уловена светлина. Тези източници на светлина изискват достатъчно огледала в гнездата, които са направени да отразяват възможно най-много светлина и да я фокусират върху желаната цел. Всички светлинни лъчи обаче не могат да бъдат ефективно пренасочени.
- Защитни лещи: Осветителните тела обикновено разполагат с лещи, които освен че служат за защитна цел, също така помагат при фокусирането на светлинните лъчи върху желаната цел. Част от светлинния поток се губи, тъй като материалите, използвани за направата на лещи, нямат 100 процента светлинна пропускливост.
- Работна температура - В случай на температурни колебания, ефективността на няколко източника на светлина се намалява. При 25 градуса се измерва ефективността на източника. Въпреки това, особено за уличното осветление, действителната работна температура се различава значително от тестовата температура.
Източник на захранване: Повечето източници на светлина разполагат със захранване, което може да промени входното напрежение до специфичното напрежение на лампата. Повредата на захранването може да варира от 5 процента до 25 процента.
Друг елемент, който влияе върху крайната производителност на осветлението и е от решаващо значение за сравняване на LED осветлението с конвенционалното осветление, е влошаването на производителността с течение на времето. Традиционните източници на осветление, по-специално металхалогенните лампи, се характеризират със значително влошаване на производителността дори след кратка употреба:
Животът на натриевите лампи с високо налягане е 24 000 часа, но те губят повече от 30 процента от първоначалната си ефективност. Металхалогенните лампи имат експлоатационен живот от 6,000–15,000 часа и имат загуба на ефективност до 50 процента. С експлоатационен живот от 50 000–100 000 часа, LED осветлението претърпява 30 процента намаление на производителността след 50 000 часа употреба.
Гореспоменатото сравнение показва недвусмислено, че LED осветлението осигурява превъзходна производителност за значително по-дълъг период от време в сравнение с традиционния източник на осветление, което позволява да се отложи значително необходимостта от подмяна или ремонт на осветлението.
Казус от практиката: В щата Уисконсин в Съединените щати натриевите лампи с високо налягане, използвани на училищния паркинг, бяха заменени с LED крушки, които осигуряваха 8040 лумена. Предишното осветление осигури 19 000 лумена. Въпреки че зоната беше осветена с по-малко лумени след надстройката на осветлението, клиентите на паркинга казаха, че зоната е значително по-добре осветена.
В сравнение с района, осветен от натриеви лампи с високо налягане (19 000 лумена), лявата страна на паркинга има LED осветление (8040 лумена), което предлага превъзходна видимост.
