V oblasti architektonického osvětlení se za posledních pár let účinnost LED výrazně zvýšila. Většina obchodníků tvrdí, že můžeme očekávat další obrovský skok v před v účinnosti LED. Takové tvrzení, ale nelze brát vážně. Na čem závisí světelná účinnost a jak efektivní ve skutečnosti mohou být bíle LED?
V posledních letech si výrobci navzájem konkurují ve světelné účinnosti svých výrobků. Nicméně, není věnována žádná pozornost dohody jednotné definici „světelná účinnost“ a „provozní podmínky“. Často najdeme výklady, které jsou nesrozumitelné jak pro projektanta, tak pro designéra.
Top osvětlení matematicky stanovila teoretické maximum světelné účinnosti pro různá spektra.
Teoretický maximální měrný výkon bílých LED diod
V sítnici lidského oka je asi 7 milionů receptorů – červené, zelené a modré. Většina z nich cca 60% jsou zelené receptory. Proto lidské oko vnímá zelenou barvu jako mnohem jasnější než červenou nebo modrou i když fyzický světelný tok je stejný. Lidské oko adoptované na maximální relativní spektrální citlivost je při vlnové délce 555 nm. Nejvyšší vnímání jasu lidským okem je tvořen zeleným světlem o vlnové délce 555 nm. Největší světlená účinnost, která může být teoreticky dosažena při 555 nm je 683 lm/W. Nicméně v praxi nemůže být této hodnoty dosaženo, protože není možné převést 1W fyzické zářivé energie bez ztrát na viditelné světlo. A samozřejmě není vhodné používat zelené světlo pro oblast osvětlení. Návrháři používají bílé světlo v různých barevných teplotách a různých CRI. Teoretické maximum dále klesá s využitím dalších vlnových délek viditelné oblasti 380 - 780 nm. V důsledku toho neexistuje jediná číselná hodnota pro maximální světelnou účinnost bílých LED diod. Maximální světelná účinnost závisí na spektrální distribuci.
Závislost měrného výkonu na spektru
Následující tabulka ukazuje maximální teoretickou světelnou účinnost, při různých spektrech jak je stanovena matematicky.
Z tabulky je patrné, že pro typické spektrum bílé LED dosahuje teoretické světelné účinnost cca 320 lm/W. Nicméně předpokládá se ztráta při konverzi fyzického vyzařování energie na vlnových délkách spektra, bude pak skutečná realizovatelná světelná účinnost světelného modulu mnohem nižší. V budoucnu může být dosažitelné účinnosti v rozmezí 200 – 250 lm/W. V tomto ohledu jsou LED jednoznačně v dostatečném předstihu před běžnými žárovkami. Zatímco účinnost přeměny energie žárovek je od 10 po 20%, velmi účinné LED v současné době dosahují hodnot 40 a 50%. Nicméně je to stále jen 50%, takže zbylých 50% výkonu je ztraceno formou tepla.
Nečekejme další obrovské inovace ve výkonu
V nadcházejících letech není pravděpodobné, že dojde ke zvýšení účinnosti srovnatelné s tím, co se stalo v prvních letech, kdy bílé LED vstoupily do výroby. Křivka maximální světelné účinnosti nově vyvinutých produktů se pomalu ustálila, ale stále se zlepšuje.
Není pochyb o tom, že LED je efektivní zdroj světla. Nicméně, dokonce i LED podléhá fyzikálním omezením, pokud jsem o světelnou účinnost. Teoretická maximální světelná účinnost je vždy závislá na požadovaném spektru. V dnešní době již nelze očekávat, žádné velké pokroky. Tvrzení, že za pár led budou bílé LED s účinností 500 lm/W je špatné a fyzicky nemožné.
Obrázky DIAL.de