Vi udreder begreberne
LED eller lysdioder er det største teknikskifte siden glødelampen og har revolutioneret belysningsbranchen de seneste 10 år. Skiftet og udviklingen er foregået langt hurtigere og bredere, end hvad nogen kunne forudse eller endog drømme om. I dag ved vi, at LED er fremtidens lyskilde. Allerede nu findes der LED, der producerer mere lys/watt end de bedste lysrør og metalhalogener..
Fordelene ved LED er store og mange samtidig med, at ulemperne er få. Argumenter som 90 % energibesparelse og en levetid, der er mere end 50 gange længere, taler sit tydelige sprog. I dag findes LED med et lysudbytte og en farvegengivelse, der er så godt, at det er muligt og kan betale sig at udskifte de fleste typer lyskilder og armaturer med LED-erstatninger, fra mindste lyskilde derhjemme til alle de mest almindelige kontor- og gadelysarmaturer.
Vi nærmer os en total overgang til LED-løsninger, og branchen forudser, at LED-armaturer kommer til at stå for mere end 95 % af det europæiske marked inden 2020.
Teknikken har skabt uanede muligheder, men også en del problemer, for som altid med nu teknik, findes der mange faldgruber. Heldigvis findes der nu en standard, der definerer, hvordan man skal redegøre for fakta om LED og LED-armaturer. Vi angiver altid armaturfakta såsom levetid, lumenværdi og effektforbrug opmålt på et komplet armatur under normale driftsforhold, præcis som standarden foreskriver. Husk at spørge andre om det gør det samme, så du ikke sammenligner æbler og bananer!
Oplysningerne på de følgende sider er et forsøg på at beskrive, hvordan LED-teknikken fungerer og forklare nogle af de fagudtryk, som branchen anvender. Informationen bygger på den viden og de praktiske erfaringer om LED, som vi her hos Hide-a-lite har indsamlet gennem mere end 10 år. Den er skrevet om LED i almindelighed og især om de produkter i vores sortiment. Ud over armaturstandarder stammer fakta fra brochurerne Värt att veta om LED, LED för belysning inom- och utomhus og LJUSA mallen, som er udgivet af Belysningsbranchen & Ljuskultur. De anbefales også til fordybning i emnet.
Alle oplysninger i denne tekst skal opfattes som værende overordnede og vejledende. Ønsker du mere specifikke oplysninger, henviser vi til de respektive produkters brugsanvisning på www.hidealite.dk.
LED - Lyset
Lyset, som skabes, er monokromatisk, og farven bestemmes af den dominerende væglængde.LED findes i farverne rød, orange, gul og blå. LED-lyset er hel fri for IR- og UVstråling.
Hvid LED
Hvidt lys skabes ved at blande de tre grundfarver: rød, grøn og blå (additiv farveblanding) eller ved, at en blå LED tilføres et gult eller orange lyspulver (fosfor), der forvandler en del af strålingen til gult lys, så resultatet bliver et hvidt lys præcis som i lysrør og lavenergilyskilder (konvertering). Fosforkonvertering er den absolut mest almindelige metode, først og fremmest fordi den er billigere, men også fordi at den giver en bedre og mere jævn farvegengivelse.
Belysningens udvikling
Hvide LED sorteres i dag i tre hovedgrupper:
Varm hvid: <3300k hvid:="" 3300-5300k="" kold="" hvid:="">5300K
Egenskaber - diodens funktion og opbygning
Som beskyttelse mod ydre påvirkninger, og for at kunne tilsluttes elektrisk, placeres dioden i en pakning, med en udstrålingsvinkel på 140-160 grader, som giver en enklere lysstyring end de rundstrålende lyskilder. For at kunne fungere monteres dioden på et kredskort, der muliggør en enkel elektrisk kontakt, og som samtidig afleder varmen. LED har ikke sin egen elektriske modstand, hvilket indebærer, at en strømbegrænser skal bygges ind i den elektriske kreds. Den kræver jævnstrøm med den rette polaritet via en driver, eftersom den kun leder strømmen i en retning fra plus til minus. Strømstyrken gennem dioden afgør, hvor meget lys der produceres.
LED-Moduler
Lysfarve/farvetemperatur
En lyskildes farvetemperatur måles i kelvingrader (K) og beskriver en lyskildes farve fra varme røde farver til kolde blå sammenlignet med den farve, en metaltråd (sort krop) får ved opvarmning til forskellige temperaturer. Fra rød ved lavere temperaturer via hvid til blå ved højere temperaturer. Stearinlys har en lystemperatur på ca. 1.500 K, glødetrådslamper 2.700 K, 12 V halogenlamper 3.300 K, jvf. hvide LED.
Farvegengivelse (CRI)
Farvegengivelse angives som Ra-indeks og angiver, hvor godt en lyskilde gengiver farver på en skala fra 0-100 % sammenlignet med en referencelyskilde og er en middelværdi af 8 standardfarver. Sammenlignet med lysrør, hvor 830 står for 80 % af farvegengivelsen (Ra) og en farvetemperatur på 3.000 K.
Hvide LED har generelt en rigtig god farvegengivelse. Varm hvid og hvid har en Ra-værdi på mellem 80-95 og kold hvid ligger noget lavere nemlig mellem 70-85 og kan dermed måle sig med de fleste almindelige lyskilder.
Farvegengivelsen for LED opleves oftest som betydelig bedre end, hvad Ra-værdien angiver. Et godt råd er at stole mere på det blotte øje, og prøvebelys gerne på stedet sammen med kunden.
----
MacAdam 1-3 SDCM
Egnet til miljøer med høje krav til sammenhænge i form af store hvide vægflader
MacAdam 3-5 SDCM
Egnet til de fleste indendørsmiljøer
MacAdam 5-7 SDCM
Primært til udendørsmiljøer
Lyskvalitet
Farvetemperatur (CT)
I CIE-systemet, der anvendes til at definere farvetemperatur findes en sort linje/kurve, Sortlegemekurven (Planks kurve), som angiver præcist med hvilken lysfarve, en glødetråd lyser/stråler ved en angiven temperatur i kelvingrader (K). Glødelyskilder, der varmes op til samme temperatur, lander på præcis samme plads på kurven og lyser med samme farvetemperatur og farvetone.Korreleret farvetemperatur (CCT) og farvetone
Sortering/binning hvid LED
Farvetolerance SDCM
Ved at vælge armaturer med lidt farvespredning kan man med LED skabe belysningsløsninger, hvor man ikke kan se forskellen i lysfarven mellem de forskellige armaturer, og hvor denne egenskab bevares i hele levetiden.
CIE-farvetrianglen
Farvetrianglen med sortkroppens strålingskurve ind indlagt sammen med de hjælpelinjer, der anvendes til at fastsætte en lyskildes korrelerede farvetemperatur. En lysfarve kan fastlægges med X og Y-koordinater.
Bemærk: Størrelsen og orienteringen varierer mærkbart afhængig af dens placering i farvetrianglen. Bemærk at for tydelighedens skyld er ellipserne i dette diagram 10 gange større end den virkelige størrelse.
Lysmængde/lysudbytte
Lysudbyttet er en måde at måle, hvor energieffektiv en lyskilde er, og angives i lumen per watt (lm/W).
I dag finder der LED med et lysudbytte på mere end 150 lm/W, og som allerede er mere energieffektive end andre lyskilder. Dioder i varm hvid har normalt et lysudbytte, der er 15-25 % lavere end kold hvid, eftersom der filtreres mere lys væk i lyspulveret (fosfor). Eftersom LED har et retningsbestemt lys er virkningsgraden desuden ofte betydelig bedre end, hvad lumenværdien angiver sammenlignet med de traditionelle lyskilder. I et sammenligneligt armatur med kompakte lysrør kan tabet i armaturet ligge helt oppe på 40-60 % af lysmængden, mens det for LED oftest ligger på mellem 10-20 % tab..
Temperaturens indvirkning
Diodens levetid og lysudbytte påvirkes for størstedelen af varmen. De faktorer, der påvirker varmen i dioden, er strømstyrken, varmeafledningen og omgivelsestemperaturen. Eftersom LED ikke afgiver varme i form af IR-stråling og kun en del af energien bliver til lys, skal den varme, der skabes, føres bort til de omgivende armaturdele, som dernæst køles ned. Øget varme påvirker LED-ydelsen både på kort og langt sigt. Kortsigtet med farveforandring og reduceret lysudbytte. Langsigtet med et hurtigt lystab og dermed kortere levetid..
Den forventede levetid påvirkes af faktorer såsom:
• LED-type og kvalitet (fremstilling)
• Hvilken strømstyrke den drives med
• Miljø og omgivelsestemperatur, hvor produktet installeres
• Driverens kvalitet
• Armaturkonstruktion og materialevalg
Levetid (lystab) LED-armaturer
Ifølge internationale standarder rapporteres LED-armaturernes levetid med to værdier, LED-modulets levetid og driverens levetid. Begge værdier er nødvendige for at få en sammenlignelig opfattelse af levetiden.
Fra watt til lumen
Vi er vant til at vælge lyskilde baseret på sokkelstørrelse og antal watt. Men med LED kan to produkter
med samme watt afgive forskellige mængder af lys, afhængigt af hvordan det er konstrueret, og hvordan
det er drevet. Når du vælger LED, så se på, hvor meget lys lyskilden producerer (lm). Nedenfor kan du se en
forklarende sammenfatning fra den energimyndighederne, som sammenligner ældre lyskilder med LED:
Alle værdier er omtrentlige. Forskellen skyldes at de forskellige typer giver lidt forskellige værdier. Forskellen
kan dog normalt ikke opfattes med det blotte øje. Lumen for reflektorlamper gælder i en lyskegle med 90°
udstrålingsvinkel.
LED-moduler
Levetiden for LED-moduler angives i antal timer (t), når mindst en procent af lysmængden er tilbage (vedligeholdelsesfaktor) med en L-værdi (LX). LED beregnet til belysningsformål skal have mindst 70 % af lysmængden tilbage (L70), om end højere værdier som (L80) og (L90) kan angives.
Som supplement angives også en B-værdi (bortfaldsprocent), som angiver den del af en population, som maksimalt forventes at ligge under denne værdi (By). B10 indebærer at 10 % vil underskride (LX) og B50 at halvdelen, 50 % vil gøre det. B50 beskrives i standarden som Median Useful Life eller middellevetid.
Lighting Europe anbefaler, at B-værdien udelades som indikatorer for lysfald for at lette sammenligningen mellem forskellige LED-armaturer, da en analyse har vist, at forskellen mellem basisværdien B50 og B10 er så lille, at nøjagtigheden stadig er tilstrækkelig høj.
L70 50,000hbetyder, at 50 % (B50) vil lyse med mindst 70 % af den lysmængde, produktet havde som nyt efter 50.000 timer.
L80 50,000h betyder, at 50 % (B50) vil lyse med mindst 80 % af den lysmængde, produktet havde som nyt efter 50.000 timer.
Da lysfaldet påvirkes negativt og meget hurtigt hvis varmen omkring dioden øges, suppleres målingen med omgivelsestemperaturen (Ta) og bør stemme overens med den som gælder under normale driftsforhold. Hvis der ikke angives nogen værdi, gælder oplysningerne ved normal rumtemperatur 25°C.
L70 50,000h Ta 25°C indebærer at mindst 50 % vil lyse med mindst 70 % af den oprindelige lysmængde ved en omgivelsestemperatur på 25°C efter 50.000 timer.
Vi angiver altid lysmængden og levetiden målt på armaturet ved faktiske driftsforhold og aktuel rumtemperatur.
LED-armaturer/driver
Driverudfald indgår ikke i den standardiserede redegørelse af LED-armaturets levetid. For komplette LED armaturer rapporteres enhedens levetid separat og gives i timer med et udfald i procent på 50.000t / 10 %, hvilket betyder at maksimalt 10 % af driverne vil stoppe med at fungere i den angivne levetid (0,2 % pr. 1000t). Driverens levetid påvirkes af dens konstruktion, komponenternes kvalitet og omgivelsestemperatur ved drift.
Anbefalingerne er baseret på dokumentet "Evaluating performance of LED based luminaires", udgivet af LightingEurope, som understøttes af de internationale produktstandarder IEC 62722-2-1 – LED luminaires for general lighting og IEC 62717 – LED modules for general lighting.
Sådan installeres LED
Som ved alle installationer er det vigtigt, at man anvender den rette ledningstype og -dimension, for at installationen
fungerer godt og er sikker. Når det gælder LED-installationer, findes der yderligere forhold, man bør overveje:
Anvend kun en driver, der er beregnet til drift af LED. Næsten alle LED er polaritetsafhængige, eftersom vi
arbejder med jævnstrøm DC, så det gælder om at holde styr på + og -. Konstantstrømsdioder, som drives med f.eks.
350 mA eller 700 mA skal desuden altid seriekobles fra + til -
De fleste LED-moduler er farvekodede. Tilsluttes dioderne med forkert polaritet, vil de ikke lyse og kan tage
permanent skade. (+) Rød, brun eller iflg. mærkning. (-) Sort eller iflg. mærkning.
Effekt
Præcise værdier findes i produktbladet for det respektive produkt. For LED, som drives med konstantspænding, beregnes effekt (W) og strømstyrke (A) på samme måde som ved almindelig »lavvoltsbelysning«.
Driver
For at garantere god drift og lang levetid på LED-produkterne er det vigtigt, at man altid bruger en driver, der er beregnet til LED af god kvalitet, så de beskyttes mod overspænding, overstrøm, overlast og kortslutning. Anvender man andre drivere end dem som Hide-a-lite leverer eller anbefaler, skal de altid omfatte følgende beskyttelse.
To typer dioder
Konstant spænding
Indbygget strømreducering, der drives med f.eks. 10 V, 12 V eller 24 V, som LEDstrips, lyskæder og LED til dekorative formål. Her gælder det, at parallelkobling og dimensionering styres af den samlede effekt.
Uden indbygget strømreducering, der drives med f.eks. 350 mA og 700 mA, som LED-downlights med høj lysmængde til belysning. Her gælder seriekobling og dimensioneringen styres af den samlede sekunderærspændingen/effekten.
To typer drivere
Konstant spænding
Elektroniske DC transformerer, f.eks. 10 V, 12 V eller 24 V DC.
Konstant strøm
Elektroniske konstantstrømskonverter, f.eks. 350 mA og 700 mA. Begge typer drivere findes i dag både som ikke-dæmpbare og dæmpbare med de fleste teknikker til lysregulering.
I dag findes en hel del LED-produkter på markedet med integrerede drivere til direkte tilslutning til 230 V, f.eks. erstatningslyskilder med GU10 eller E27-sokkel. De kan ikke altid lysreguleres, men i dag findes der mange produkter på markedet, som kan lysreguleres med de traditionelle standarddæmpere.
Lysregulering af LED-belysning
Lysregulering med den rette teknik fører til energibesparelser, forlænget levetid og øget belysningskomfort. De dæmpbare LED-drivere, der anbefales, anvender enten en teknik, som kaldes pulsbreddemodulation (PWM), alternativt strømreduktion, som også kaldes amplitudemodulering (AM).
PWM-dæmpning indebær, at man afbryder strømmen til dioden og dermed tænder og slukker den med en frekvens. Frekvensen bør ikke ligge under 300 Hz ved regulering for at undgå flimmer.
AM-dæmpning indebær, at man sænker strømstyrken til dioden, teknikken reducerer risikoen for flimmer. Begge teknikker indebær normalt, at lysniveauet sænkes uden farveforandring, kan styres med de fleste standardsystemer til lysregulering, fasedæmpning, faseimpuls, DALI, DSI, DMX, 1-10 V mm.
Ledningslængder
Halveret strømstyrke/effekt eller fordoblet ledningsareal = mere end fordoblet ledningslængde.
Ved en belastning på 15 W og et ledningsareal på 0,5 mm2, kan ledningslængden være 8 m for 12 V og 25 m for 24 V.
For dæmpbare drivere øges risikoen for EMC-forstyrrelser og her skal man være ekstra grundig med at følge producentens anbefalinger og vælge drivere af høj kvalitet. En god måde at reducere eller undgå forstyrrelser er ved at anvende skærmet og/eller parsnoet kabel.
Økonomiske fordele
Miljømæssige fordele
Den høje energieffektivitet og lange levetid betyder, at den samlede miljøpåvirkning bliver lille, eftersom energianvendelsen er lav, og at færre lyskilder skal udskiftes og håndteres for genbrug. Nataktive insekter bliver heller ikke forstyrret af LED-lys.
• LED-lyset er monokromatisk og har en anden karakter end de traditionelle lyskilder.
• Relativt dyre i indkøb, men med sit lave energiforbrug og lange levetid betaler de sig oftest på et par år
• Hvide LED har stadigvæk farveafvigelser og farveskift, som må tages med i betragtning
Vigtigt at overveje
Lysdioders levetid påvirkes primært af varmen (omgivelsestemperaturen). Sørg for, at afkølingen og ventilationen er så god som mulig, og følg altid producentens minimumsanbefaling. Brug altid drivere af god kvalitet beregnet til LED-moduler.
Sørg for at kontrollere, at polariteten er korrekt ved tilslutning. Tilslutter man dioderne med forkert polaritet, lyser de ikke, og de kan tage permanent skade, ofte blot i løbet af nogle sekunder.
Vores produkter har en smallere sortering end standarden for branchen for at garantere en så lille afvigelse som muligt. Trods dette findes der en risiko for afvigelser, der kan opdages af det blotte øje. Derfor er det vigtigt, når der stilles store krav i forhold til regelmæssighed, at udføre en prøvebelysning.
Sørg altid for at kontrollere, hvordan producenten angiver levetiden, om den er relateret til et lystab og ved normale driftsforhold, så I sammenligner æbler med æbler. Der findes fortsat en del leverandører, der angiver LED‹s levetid til 100.000 timer eller mere uden at relatere til standardens krav til maksimalt lystab.
Al information i denne dokumentation skal kun opfattes som almen og vejledende. Præcis information om de respektive produkter findes på produktblade og monteringsanvisninger på vores hjemmeside, www.hidealite.dk.
Sammenlignet med traditionelle lyskilder har LED mange fordele:
Ekstremt små og tynde
Lyset har ingen IR- eller UV-stråling
LED fungerer godt og bedre i kolde miljøer, i køleskabe øgeslevetiden markant i forhold til i almindelig stuetemperatur
Meget langt levetid
Ikke følsom over for stød og vibrationer
Let at drive, starter direkte med fuld effekt og kan lysreguleres enkelt og flimmerfrit fra 0-100 %.
Påvirkes ikke negativt af, at man tænder og slukker. Det øger tværtimod levetiden.
LED har høj lysstyrke, og lyset kan styres enkelt med plastlinser eller små reflektorer med lille tab
Indeholder ikke kviksølv eller andre tungmetaller
Drives med lavspænding - enklere og sikrere installation
