Zakaj neposredna primerjava lumnov tradicionalne razsvetljave (natrij, živo srebro, kovinski halid) s kataloškimi lumni iz LED razsvetljave ne more dati natančnih ugotovitev.
Število lumnov, navedenih v katalogih izdelkov, ni mogoče uporabiti za primerjavo LED-razsvetljave z običajno razsvetljavo, saj je količina lumnov, ki jo zazna človeško oko, odvisna od vrste uporabljene svetlobne tehnologije. Za to so odgovorne tri stvari:
1. LED osvetlitev zagotavlja širši spekter svetlobe kot tradicionalne žarnice, ki imajo bolj omejen spekter.
2. Običajne metode za izračun vrednosti lumna ne upoštevajo različnih odzivov človeškega očesa na različne ravni svetlobe.
3. Merjenje LED luči vključuje celotno napeljavo in napajalni sistem, medtem ko meritev svetlobnega toka za običajne svetilke upošteva le vir svetlobe.
1. LED osvetlitev zagotavlja širši spekter svetlobe kot tradicionalne žarnice, ki imajo bolj omejen spekter.
Običajni pristop k ocenjevanju izhodne svetlobne moči svetilke ne upošteva odboja svetlobe od predmetov. Toda v resnici, odvisno od barve površine, stvari odbijajo svetlobo na različne načine. Na primer, če za osvetlitev zelenega predmeta uporabimo rumeno svetlobo, bo celoten svetlobni žarek absorbiral površina predmeta, zaradi česar bo stvar temna. Ko zelen predmet s to vrsto osvetlitve postavimo na črno površino, postane popolnoma neviden. V resnici je nekoliko drugačen učinek posledica svetlobe, ki se odbija od dejanskih stvari. Na primer, trava se zdi zelena, vendar v resnici vsebuje različne pigmente (kot so klorofil, karotenoidi, ksantofili itd.), zato bo ob osvetlitvi z rumeno svetlobo odbijala del svetlobnih žarkov in bo videti siva.
Ker imajo natrijeve sijalke, ki se uporabljajo za ulično razsvetljavo, omejen svetlobni spekter, morajo zagotoviti veliko svetlobe, da se zagotovi ustrezna vidljivost. Podobno kot sončni spekter ima LED razsvetljava širok razpon svetlobe. Posledično so barvne razlike predmetov bolj izrazite, kar izboljša kontrast in izboljša vidljivost v danem prostoru. Zato LED osvetlitev porabi veliko manj lumnov, hkrati pa zagotavlja izboljšano optično jasnost.
2. Običajne metode za izračun vrednosti lumna ne upoštevajo različnih odzivov človeškega očesa na različne ravni svetlobe.
Paličice in stožci sta dve primarni kategoriji fotoreceptorjev v naših očeh. Stožci so sposobni barvnega vida (včasih imenovanega "fotopski vid"), so občutljivi na močno svetlobo in podnevi delujejo normalno. Palice se kljub temu odzivajo na svetlobne dražljaje v zahtevnih okoliščinah (z malo svetlobe). To se imenuje skotopični vid (ko oseba zaznava brezbarvno okolje, ker stožci, ki zaznavajo barvo, med nočnim vidom miruje).
Samo fotopični vid se meri s fotometri, ki se uporabljajo za zaznavanje jakosti svetlobe. Vendar pa bodo v resničnih situacijah za obdelavo svetlobe uporabljene palice in stožci (znani tudi kot "mezopični vid"). Razmerje S/P je v tej situaciji uporabno, ker omogoča pretvorbo običajnih lumnov v lumne, ki jih resnično vidi človeško oko.
Razmerje med modro-zelenim in zeleno-rumenim odtenkom svetlobe se imenuje S/P. Večjo vrednost razmerja in izboljšano vidljivost zagotavlja večji delež modro-zelenih barv. Svetlobni viri z višjim razmerjem S/P izboljšajo vid pri nižjih jakostih svetlobe.
Tabela prikazuje, kako pretvoriti običajne lumne v lumne, ki jih lahko človeško oko resnično zazna. Zaradi svoje bistveno povečane učinkovitosti LED razsvetljava nudi izboljšano vidljivost ob manjši porabi energije.
3. Merjenje LED luči vključuje celotno napeljavo in napajalni sistem, medtem ko meritev svetlobnega toka za običajne svetilke upošteva le sam vir svetlobe.
Pri sobni temperaturi je učinkovitost običajnih natrijevih, živosrebrovih in metalhalogenidnih žarnic edini upoštevan dejavnik. Vpliv grla, v katerega je nameščena svetilka, pri tej metodi ni upoštevan. Visokotlačne natrijeve sijalke in nekatere vrste LED razsvetljave so lahko zelo učinkovite (na primer do 100 lumnov na vat). Vendar razmerje energijske učinkovitosti samo po sebi ne odraža dejanske količine svetlobe, ki jo vir svetlobe dejansko zagotavlja za dano uporabo.
Učinkovitost razsvetljave je treba oceniti glede na svetilko v napeljavi. Namesto merjenja lumnov, ki jih daje lučka, je treba meriti lumne, ki dosežejo končni cilj. Takšna meritev svetlobne učinkovitosti se nikoli ne bo ujemala z lumni, ki jih proizvaja vir svetlobe. Stvari, ki vplivajo na osvetlitev svetilke, povzročajo slabšo učinkovitost:
Tradicionalne luči oddajajo svetlobo v vse smeri, kar je znano kot ujeta svetloba. Ti viri svetlobe zahtevajo dovolj ogledal v vtičnicah, ki so narejene tako, da odbijejo čim več svetlobe in jo usmerijo na predvideni cilj. Vseh svetlobnih žarkov pa ni mogoče učinkovito preusmeriti.
- Zaščitne leče: svetilke imajo običajno leče, ki poleg zaščitnega namena pomagajo tudi pri fokusiranju svetlobnih žarkov na predvideni cilj. Del svetlobne moči se izgubi, ker materiali, uporabljeni za izdelavo leč, nimajo 100-odstotne svetlobne prepustnosti.
- Delovna temperatura - V primeru temperaturnih nihanj se učinkovitost več svetlobnih virov zmanjša. Pri 25 stopinjah se izmeri učinkovitost vira. Vendar se dejanska delovna temperatura močno razlikuje od preskusne temperature, zlasti pri ulični razsvetljavi.
Vir napajanja: Večina svetlobnih virov ima napajalnik, ki lahko spremeni vhodno napetost v specifično napetost svetilke. Poškodba napajalnika se lahko razlikuje od 5 odstotkov do 25 odstotkov.
Nadaljnji element, ki vpliva na končno učinkovitost razsvetljave in je ključnega pomena za primerjavo LED razsvetljave z običajno razsvetljavo, je poslabšanje delovanja skozi čas. Za tradicionalne svetlobne vire, zlasti kovinske halogenske sijalke, je značilno znatno poslabšanje delovanja tudi po kratki uporabi:
Življenjska doba visokotlačnih natrijevih luči je 24 000 ur, vendar izgubijo več kot 30 odstotkov prvotne učinkovitosti. Metalhalogenidne sijalke imajo življenjsko dobo 6,000–15,000 ur in imajo izgubo učinkovitosti do 50 odstotkov. Z življenjsko dobo 50 000–100 000 ur se produktivnost LED-osvetlitve zmanjša za 30 odstotkov po 50 000 urah uporabe.
Zgoraj omenjena primerjava nedvoumno dokazuje, da LED razsvetljava zagotavlja vrhunsko delovanje v bistveno daljšem časovnem obdobju kot tradicionalni vir razsvetljave, kar omogoča močno odložitev potrebe po zamenjavi ali popravilu razsvetljave.
Študija primera: V zvezni državi Wisconsin v Združenih državah so visokotlačne natrijeve luči, ki so bile uporabljene na šolskem parkirišču, zamenjali z LED žarnicami, ki so zagotavljale 8040 lumnov. Prejšnja osvetlitev je zagotovila 19 000 lumnov. Čeprav je bilo območje po nadgradnji razsvetljave osvetljeno z manj lumnov, so stranke parkirišča povedale, da je bilo območje precej bolje osvetljeno.
V primerjavi z območjem, ki je osvetljeno z visokotlačnimi natrijevimi sijalkami (19 000 lumnov), ima leva stran parkirišča LED osvetlitev (8040 lumnov), ki omogoča vrhunsko vidljivost.
