Zašto direktno poređenje lumena tradicionalne rasvete (natrijum, živa, metalhalogenid) sa kataloškim lumenima iz LED rasvete ne može dati tačne nalaze.
Broj lumena koji je naveden u katalozima proizvoda ne može se koristiti za poređenje LED rasvjete sa konvencionalnom rasvjetom jer količina lumena koju ljudsko oko percipira ovisi o vrsti tehnologije osvjetljenja koja se koristi. Za ovo govore tri stvari:
1. LED rasvjeta pruža širi spektar svjetlosti od tradicionalnih sijalica, koje imaju ograničeniji spektar.
2. Raznolikost u načinu na koji ljudsko oko reaguje na različite nivoe svetlosti nije uzeta u obzir uobičajenim metodama za izračunavanje vrednosti lumena.
3. Merenje LED svetla uključuje kompletan sistem uređaja i napajanja, dok merenje svetlosnog toka za konvencionalne lampe uzima u obzir samo izvor svetlosti.
1. LED rasvjeta pruža širi spektar svjetlosti od tradicionalnih sijalica, koje imaju ograničeniji spektar.
Konvencionalni pristup procjeni izlazne svjetlosne snage lampe ne uzima u obzir refleksiju svjetlosti od objekata. Ali zapravo, ovisno o boji površine, stvari reflektiraju svjetlost na različite načine. Na primjer, ako se žuto svjetlo koristi za osvjetljavanje zelenog predmeta, cijeli svjetlosni snop će biti apsorbiran od površine objekta, dajući stvari tamnim izgledom. Kada se zeleni predmet s ovom vrstom osvjetljenja stavi na crnu površinu, postaje apsolutno nevidljiv. U stvarnosti, malo drugačiji efekat je rezultat odbijanja svetlosti od stvarnih stvari. Na primjer, trava izgleda zelena, ali zaista uključuje razne pigmente (kao što su hlorofil, karotenoidi, ksantofili, itd.), stoga će kada je osvijetljena žutom svjetlošću reflektirati dio svjetlosnih zraka i izgledati sivo.
Budući da natrijumske lampe koje se koriste za uličnu rasvjetu imaju ograničen spektar svjetlosti, moraju osigurati puno svjetla kako bi se osigurala adekvatna vidljivost. Slično sunčevom spektru, LED rasvjeta ima širok spektar svjetlosti. Kao rezultat toga, razlike u boji objekata su jasnije, što poboljšava kontrast i poboljšava vidljivost u datom prostoru. Stoga LED rasvjeta koristi daleko manje lumena, a istovremeno pruža poboljšanu optičku jasnoću.
2. Raznolikost u načinu na koji ljudsko oko reaguje na različite nivoe svetlosti nije uzeta u obzir uobičajenim metodama za izračunavanje vrednosti lumena.
Štapići i čunjevi su dvije osnovne kategorije fotoreceptora koji se nalaze u našim očima. Čunjići su sposobni za vid u boji (ponekad se nazivaju "fotopskim vidom"), osjetljivi su na jako svjetlo i normalno funkcionišu tokom dana. Štapovi ipak odgovaraju na svjetlosne podražaje u izazovnim okolnostima (sa malo svjetla). Ovo se naziva skotopičnim vidom (kada osoba percipira bezbojno okruženje jer čunjići koji detektuju boju miruju tokom noćnog vida).
Samo fotopski vid se meri fotometrima koji se koriste za detekciju intenziteta svetlosti. Međutim, u stvarnim situacijama, štapići i čunjevi (takođe poznati kao "mezopski vid") će se koristiti za obradu svjetlosti. Odnos S/P je koristan u ovoj situaciji jer omogućava konverziju konvencionalnih lumena u lumene koje stvarno vidi ljudsko oko.
Odnos plavo-zelene i zeleno-žute nijanse svetlosti naziva se S/P. Veću vrijednost omjera i poboljšanu vidljivost proizvodi veći udio plavo-zelenih boja. Izvori svjetlosti s višim omjerom S/P poboljšavaju vid pri nižim intenzitetima svjetlosti.
Tabela daje ilustraciju kako pretvoriti konvencionalne lumene u lumene koje ljudsko oko zaista može uočiti. Zbog svoje znatno povećane efikasnosti, LED rasvjeta nudi poboljšanu vidljivost uz manje energije.
3. Merenje LED svetla uključuje kompletan sistem uređaja i napajanja, dok merenje svetlosnog toka za konvencionalne lampe uzima u obzir samo izvor svetlosti.
Na sobnoj temperaturi, efikasnost konvencionalnih natrijumovih, živinih i metal-halogenih sijalica je jedini faktor koji se razmatra. Učinak grla u koji je postavljena lampa se ne razmatra u ovoj metodi. Natrijumske lampe visokog pritiska i neke vrste LED rasvete mogu biti veoma efikasni (na primer, do 100 lumena po vatu). Međutim, omjer energetske efikasnosti sam po sebi ne odražava stvarnu količinu svjetlosti koju izvor svjetlosti zapravo daje za datu upotrebu.
Efikasnost rasvjete treba procijeniti u odnosu na lampu u rasvjeti. Umjesto mjerenja lumena koje proizvodi svjetlo, treba mjeriti lumene koji dostižu konačni cilj. Takvo mjerenje efikasnosti rasvjete nikada neće odgovarati lumenima koje proizvodi izvor osvjetljenja. Stvari koje utječu na osvjetljenje postavljeno u uređaj su ono što uzrokuje lošiju efikasnost:
Tradicionalna svjetla emituju svjetlost u svim smjerovima, što je poznato kao zarobljeno svjetlo. Ovi izvori rasvjete zahtijevaju dovoljno ogledala unutar utičnica koja su napravljena da reflektiraju što je više moguće svjetlosti i fokusiraju je na željenu metu. Međutim, svi snopovi svjetlosti se ne mogu efikasno preusmjeriti.
- Zaštitna sočiva: Svetiljke obično imaju sočiva koja, osim što služe zaštitnoj svrsi, također pomažu u fokusiranju svjetlosnih zraka na željenu metu. Dio izlazne svjetlosti se gubi jer materijali koji se koriste za izradu sočiva nemaju 100 posto svjetlosnu propusnost.
- Radna temperatura - U slučaju temperaturnih fluktuacija, performanse nekoliko izvora svjetlosti su smanjene. Na 25 stepeni se meri efikasnost izvora. Međutim, posebno za uličnu rasvjetu, stvarna radna temperatura uvelike se razlikuje od temperature testiranja.
Izvor napajanja: Većina izvora svjetlosti ima napajanje koje može promijeniti ulazni napon na specifičan napon lampe. Oštećenje napajanja može varirati od 5 do 25 posto.
Daljnji element koji utiče na krajnje performanse rasvjete i koji je ključan za poređenje LED rasvjete sa konvencionalnom rasvjetom je degradacija performansi tokom vremena. Tradicionalni izvori rasvjete, posebno metal-halogene sijalice, odlikuju se značajnom degradacijom performansi čak i nakon kratke upotrebe:
Vijek trajanja natrijumovih sijalica pod visokim pritiskom je 24 000 sati, međutim one gube više od 30 posto svoje prvobitne efikasnosti. Metal halogenidne sijalice imaju vijek trajanja od 6,000–15,000 sati i imaju gubitak efikasnosti do 50 posto. Sa vijekom trajanja od 50 000–100 000 sati, LED rasvjeta pati od 30 posto smanjenja produktivnosti nakon 50 000 sati upotrebe.
Navedeno poređenje nedvosmisleno pokazuje da LED rasvjeta pruža superiorne performanse u znatno dužem vremenskom periodu od tradicionalnog izvora rasvjete, što omogućava da se u velikoj mjeri odloži potreba za zamjenom ili popravkom rasvjete.
Studija slučaja: U državi Wisconsin u Sjedinjenim Državama, visokotlačna natrijeva svjetla koja su se koristila na školskom parkingu zamijenjena su LED sijalicama koje su davale 8040 lumena. Prethodno osvjetljenje je davalo 19 000 lumena. Iako je prostor bio osvijetljen s manje lumena nakon nadogradnje rasvjete, korisnici parkirališta su rekli da je područje znatno bolje osvijetljeno.
U poređenju sa područjem koje je osvijetljeno natrijumskim lampama visokog pritiska (19 000 lumena), lijeva strana parkinga ima LED rasvjetu (8040 lumena), koja nudi vrhunsku vidljivost.
