Эффективность осветительного прибора определяется количеством Люмен на 1 Ватт мощности, потребляемой прибором (Лм/Вт).
Всех очень интересует один вопрос: сколько Люмен с Ватта выдают наши светильники. Да и не только наши. Ответить точно на этот вопрос практически невозможно. Дело в том, что отдача светодиодного светильника зависит от многих факторов, некоторые из которых переменны. Это касается в первую очередь температуры окружающей светильник среды во время работы. Лучшая эффективность светодиодного светильника будет в первую минуту его работы после включения в холодном (до +23 ºС) состоянии. По мере прогрева кристалла светодиода отдача светильника снижается. Если светильник плохо продуман, имеет некачественные детали, плохо собран, то тепло от светодиодов передаётся на радиатор плохо, а это приводит к ещё большим потерям эффективности. Есть производители светодиодов, которые указывают световую отдачу в двух вариантах – в холодном и в прогретом. В технической документации даны таблицы, позволяющие определить световой поток, исходящий от светодиода при определённой температуре кристалла. Проблема в том, что очень сложно достоверно определить температуру кристалла у собранного и работающего светодиодного светильника.
Многие думают, что если в светодиодном светильнике стоят диоды с отдачей 145 Лм/Вт, то и светильник в целом имеет ту же отдачу. Это не верно. Вспомним, что для работы светодиодных модулей установлен трансформатор. Точнее стабилизирующий источник постоянного тока. У него есть свой КПД. Все отлично понимают, что не бывает КПД 100%. Как правило, КПД современных блоков питания у светодиодных светильников очень высок и составляет около 90%. То есть, если Вы проверите потребления светильника, и показания прибора будут, допустим, 60 Вт, то на диод из них уходит около 54 Вт (60*0.9). Значит, на блоке питания мы теряем 6 Вт. Это первое снижение эффективности светового потока светильника против светового потока светодиода. Далее вспомним, что светодиод, как правило, прикрыт каким-либо стеклом, рассеивателем, линзой и т.п. Очевидно, свет будет несколько теряться и при прохождении этой преграды. Потери зависят от типа защитного стекла и колеблются в широких пределах – примерно от 5 до 20%. То есть от потока светодиода надо отнять порядка 10%, которые будут обязательно потеряны на стекле. Итого мы уже теряем порядка 20% эффективности светильника в сборе против эффективности светодиода отдельно.
Ну и вспоминаем про прогрев кристалла, с которого мы начали. Если кристалл современного светодиода выйдет на температуру +50 .. +60 ºС, то светодиод потускнеет примерно на 7-10% от потока в холодном (до +23 ºС) состоянии. Разные производители светодиодов в своей документации указывают разные варианты расчёта отдачи светодиода в зависимости от температуры кристалла. У современных, качественных светодиодов и цветопередачей 70-80 отдача составляет порядка 140-150 Лм/Вт, при цветопередаче, близкой к 90, отдача упадёт до 120 Лм с одного Ватта. Подчёркиваю, у светодиода. Светильник, в котором он будет установлен, не сможет похвастаться такой отдачей в целом. Эффективность всей системы можно грубо рассчитать исходя из заявленных производителем данных. Для этого умножаем мощность светильника на 140, потом результат умножаем на потери в блоке питания (0.9) и домножаем на потери стекла, это не менее 0.95, а то и 0.9.
Для примера.
Светильник заявлен 60 Вт. 140*60*0,9=7560. Проверяем. На диод из 60 Вт приходит 54. Умножаем 54 на 140 и получаем те же 7560 Лм светового потока от светодиода. Не от светильника, а только от светодиода, включенного через блок питания. Стекло – теряем 5% как минимум. Вернее считать, что все 10%. 7560 умножаем снова на 0.9 и получаем 6804 Лм. Это приблизительный световой поток неплохого светодиодного светильника мощностью 60 Вт в холодном состоянии в первые дни его работы.
Дальнейшая его эффективность зависит от качества самого светодиода (от сопротивления при отводе тепла от кристалла на охлаждающую подложку) и от сопротивления при отводе тепла от подложки кристалла на радиатор. Не забываем про температуру окружающей среды, в которой будет эксплуатироваться светодиодный светильник. Перегревы будут вести к преждевременной деградации светодиода, потере эффективности всего осветительного прибора.
Ещё один важный момент при расчете светового потока светильника – какой ток подаётся на светодиод. Производитель указывает световую отдачу при номинальном токе. Но есть ещё и максимально допустимый ток, который, как правило, заметно выше номинального. При подаче тока, больше номинального, светодиод светит ярче, но эффективность снижается. Это называется форсирование. Некоторые производители форсируют светодиоды практически до максимально допустимых значений тока. Конечно, отдача в 148 Лм на Вт в таком случае не возможна. Плюс требуется особо хорошее охлаждение кристалла светодиода.
При производстве светильников типа УСМ компания ООО «Светодиодное Освещение» использует светодиоды фирмы Philips. Очень важно, что этот производитель в своих данных указывает световую отдачу от диода в полностью прогретом состоянии. При CRI 70 отдача с диода доходит до 148 Лм/Вт. Но световой поток светильника мы указываем честно, учитывая все потери. Поэтому для светильника, мощностью до 60 Вт мы заявляем 6500 Лм, хотя типовая отдача прогретого светодиода 148 Лм/Вт, при CRI 80 – 138 Лм/Вт. В прогретом состоянии светодиод в нашем светильнике потребляет порядка 52 Вт, значит, света выдаёт около 7700 Лм при CRI 70 или 7180 Лм CRI 80. Но мы не забываем про потери от подачи тока, чуть выше номинального (1400 мА вместо 1200 при максимуме 2400 мА),
и на рассеивателе. Поэтому у нас заявлен средний световой поток прогретого светильника, мощностью до 60 Вт, 6500 при CRI 70 и 6000 Лм при CRI 80. Температура света при этом 4000 – 5000 К. Это
гарантированный минимальный световой поток прогретого в течение часа светильника УСМ 60, на который в реальности Вы можете уверенно рассчитывать.
С уважением, Александр Толченов.
