De efficiëntie van lampen is de laatste jaren aanzienlijk toegenomen door het gebruik van witte LED’s op het gebied van architecturale verlichting. Verkopers beweren dat we een gigantische sprong voorwaarts kunnen verwachten in lichtrendement. Dergelijke beweringen kunnen niet serieus worden genomen. Waar hangt de lichtefficiëntie van af en hoe efficiënt kan een witte LED eigenlijk zijn?
Fabrikanten concurreren de laatste jaren met elkaar op het gebied van de lichtopbrengst van hun LED producten. Er is echter geen aandacht besteed aan het bereiken van overeenstemming over een uniforme definitie van “lichtrendement” en “bedrijfsomstandigheden”. Vaak vinden we interpretaties die niet begrijpelijk zijn voor de planner of ontwerper.
DIAL heeft de theoretische maximale lichtopbrengst van verschillende spectra wiskundig bepaald.
Theoretische maximale lichtopbrengst van witte LED’s
Er zijn ongeveer 7 miljoen receptoren in het netvlies van het menselijk oog: rode, groene en blauwe receptoren. Deze nemen kleur waar en worden kegeltjes genoemd. De meeste van deze receptoren (ongeveer 60%) zijn echter groene receptoren. Daarom nemen mensen de lichtkleur groen als veel helderder waar dan rood en blauw, hoewel de fysieke stralingskracht hetzelfde is.
Voor het menselijk oog, dat aan helderheid is aangepast, ligt de maximale relatieve spectrale gevoeligheid bij een golflengte van 555 nm. De hoogste perceptie van helderheid die door het menselijk oog wordt ervaren, wordt opgewekt met groen licht op de golflengte van 555 nm. De grootste lichtefficiëntie die theoretisch bij 555 nm kan worden bereikt, bedraagt in totaal 683 lm/W. In dit verband verwijst de deskundige naar het “fotometrisch stralingsequivalent Km”. In de praktijk kan deze waarde echter niet worden bereikt, omdat dit zou betekenen dat 1 W fysisch stralingsvermogen verliesvrij kan worden omgezet in zichtbaar licht.
Natuurlijk is monochromatisch groen licht niet geschikt voor de meeste verlichtingsdoeleinden, zelfs als het het meest efficiënt zou zijn. De planner gebruikt graag wit licht met verschillende kleurtemperaturen en een optimale kleurweergavekwaliteit. Maar het eenvoudig “vullen” van de spectrale verdeling met meer golflengten in het zichtbare veld (380-780 nm) zal leiden tot een daling van de theoretische maximale lichtefficiëntie.
Dientengevolge bestaat er geen eenduidige numerieke waarde voor de maximale lichtefficiëntie van witte LED’s. De maximale lichtopbrengst is afhankelijk van de spectrale verdeling.
De afhankelijkheid van de lichtopbrengst van het spectrum
De volgende tabel toont de theoretische maximale lichtopbrengst van verschillende spectra zoals mathematisch bepaald door DIAL: