18 - 12 - 2017

Marinus van der Woerd

Steeds meer behoefte aan een LED Performance label

Het energielabel bestaat al een tijdje maar het zegt weinig over de werkelijke levensduur van een led product en daar is waar het met ledverlichting juist om te doen is.

LP sDe specificaties die grotendeels de levensduur en lichtkwaliteit bepalen zijn niet uit de lucht gegrepen. Ze zijn samen te vatten in een Led Performance label maar vreemd genoeg is er dat er nog niet. Het betreft de volgende 5 eigenschappen:

  1. Levensduur, in uur

  2. “L” factor, de totale lichtterugval aan het eind van de levensduur

  3. “B” factor, percentage van de installatie dat een terugval heeft groter dan de “L” factor

  4. Kleurweergave (CRI)

  5. Kleurtolerantie (MacAdam, SDCM)

Ze zijn eenvoudig te classificeren in een score van 1 tot 5 (1 is laag, 5 is hoog) op basis van de door de producenten reeds gehanteerde en gepubliceerde waarden. Zo zien we levensduur verwachtingen die lopen van 20 t/m 80.000 uur, L factoren tussen 70 en 90, B tussen 50 en 10, CRI’s tussen 70 en 90 en SDCM’s tussen 6 en 2.

Je kan zeggen dat een led product met een fatsoenlijke lichtkwaliteit en levensduur minimaal het “B” label heeft. Dan hebben we het over een levensduur van 50.000 uur, L80/B10, CRI80 en SDCM3. 

 

 Download hier de LED performance label  

 

Lichtterugval: L80/B10 de nieuwe standaard, L70/B50 het zwaktebod

Voor het antwoord op de vraag “wat kan/mag ik nu eigenlijk verwachten van een led product moet je kijken naar de periode voor de led. Lichtterugval is niet iets nieuws, dat geldt voor bijna elke lichtbron. Voor kantoren hield men rekening met een terugval van ca. 15-20% en dat kan je in led vergelijken met L80/B10, zie ook [inst]ALLICHT no.6 2014. Vanuit dat oogpunt kan je L80/B10 voor deze toepassing de standaard noemen.

Bij L70/B50 hebben we het over een theoretische lichtterugval van 30% aan het eind van de levensduur waarbij 50% van de armaturen zelfs nog meer terugvalt dan 30% en daarmee scoort zo’n product slechter dan bv. een fluorescentie oplossing en dat geeft te denken. Dit zijn de meest voorkomende L en B combinaties:

  • L90/B10: 10% lichtterugval, 10% valt meer terug dan 10% (+/+)

  • L80/B10: 20% lichtterugval, 10% valt meer terug dan 20% (0/+)

  • L80/B20: 20% lichtterugval, 20% valt meer terug dan 20% (0/0)

  • L70/B50: 30% lichtterugval, 50% valt meer terug dan 30% (-/-)

De relatie levensduur en de L en B factor

De levensduur en de L en B factor zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden en worden bepaald door de led producenten. Ze gebruiken daarvoor de LM80 methode waarbij ze de lichtterugval vaststellen bij minimaal 3 (Junction) temperaturen van de led. Elke 1000 uur wordt de terugval gemeten en na 6500 uur mogen de grafieken worden bepaald door de waarden te extrapoleren m.b.v. de TM21 analysemethode. COB case

Armatuur producenten gebruiken om praktische redenen het Case (Tc) controle/referentie punt direct naast de led en is 10-15°C koeler dan de Junction temperatuur.

Tj vs lifeLed producenten adviseren om de Junction temperatuur onder de 85°C te houden en een armatuur producent heeft daarvoor een 2-tal middelen: 1 een hele goede koeling en 2, de led niet tot het uiterste belasten. Toch gaat iedereen daar anders mee om en zien we in de markt bv. 50.000 uur L70/B50, L80/B20 of B10 maar ook L90/B10. Deze grafiek maakt duidelijk welk effect een hogere Junction- en dus ook Case temperatuur heeft op de levensduur.

 De grafiek is van één van de grootse fabrikanten van COB’s (Chip On Board) zoals hierboven afgebeeld. Als de temperatuur op de Junction 70°C wordt dan is de lichtterugval van deze led na 50.000 uur 30% (L70), kan je de temperatuur op 45°C houden dan is de terugval slechts 10% (L90).


20161216 LedPerformanceScore 004 bewerkt 2

Dat de verschillen zo groot zijn is vaak wel te zien maar vooral te voelen aan de producten zelf. De 3 downlights hiernaast geven allemaal ca. 1000 lumen. Ze gebruiken 3 verschilende technieken: sideled, backled en de grootste gebruikt een lenstechniek en heeft bijna 4x zoveel koelmassa dan de 2 kleinere. Dat zie je ook terug in de levensduur die wordt opgeven: 50.000 uur L90/B10. 

Het effect van de koeling is ook vast te leggen in een referentie getal, de Cooling ratio index. Dit is de verhouding tussen de netto lumenstroom (Lm), koelmassa (m) en het systeemvermogen (P) oftewel: Cr=Lm/(m/P), hoe lager de uitkomst des te gunstiger dat is voor de levensduur en lichtterugval.

Levensduur: het samenspel van led en driver

De led driver is minstens zo belangrijk als de kwaliteit van de led en de koeling. Er zijn een groot aantal bekende Europese merken die hele goede drivers maken zelfs tot 100.000 uur. Nu lijkt 50.000 uur al heel lang maar dat betekend een levensduur van:

  • 20 jaar bij kantoortoepassing, 5 dagen in de week en 10 uur per dag

  • 12 jaar bij winkeltoepassing, 6 dagen in de week en 12 uur per dag)

  • 6 jaar bij zorg- en hoteltoepassing, 7 dagen in de week en 24 uur per dag

Een ziekenhuis of hotel waar het licht 24 uur en 7 dagen in de week brandt is een levensduur van 80.000 uur een niet ongebruikelijke eis en met liefst zo min mogelijk lichtterugval (L90/B10). Een led installatie die dan 9-10 jaar goed blijft functioneren heeft daar absoluut de voorkeur.

De kleurweergave (CRI) en de kleurtolerantie (MacAdam step, SDCM)

De CRI (voorheen Ra), geeft aan of een lichtbron in staat is alle kleuren goed weer te geven zoals wij ze zien bij daglicht. Voor fluorescentie was de “standaard” in kantoren CRI80 en dat mogen we dus ook van een led product verwachten.

De kleurtolerantie is met led een stuk belangrijker geworden en dat heeft te maken met de hoge mate van “uitval” in het productieproces van led’s. Er is een ideale lijn (black body) waarbij de led’s ook exact de kleur hebben die de bedoeling was, bv. warm wit 3000K. Er komen echter meer led’s uit de productie die onder of boven deze lijn liggen. Er is dus een bepaalde tolerantie en dat wordt aangegeven in stappen (steps). Hoe lager de step, des te kleiner de kleurverschillen.Black body

Belangrijk is dat vanaf step 4 je kleurverschil met het oog kunt waarnemen en hoe slechter de koeling hoe groter de kleurverschillen worden. Soms is dat niet van belang, denk dan een parkeer- of straatverlichting of in sommige industrieën en kan je zelfs tot step 5-6 gewoon toepassen. Is deze kleurverschuiving wel storend bv. in kantoren, restaurants, hotels, winkels, scholen en zorginstellingen dan is step 3 de ondergrens.  

Tot slot, durf te vragen

Niet elke producent is even scheutig met het publiceren van deze eigenschappen terwijl ze wel degelijk bekent zijn. Stel van te voren vast welke kwaliteit/label er minimaal nodig is, dat kan via een Excel bestandje op de Solar info site en vraag de producent om bovenstaande eigenschappen. We zullen naar een dergelijk prestatielabel moeten zodat ook eindgebruikers een juiste afweging kunnen maken en appels met appels kunnen vergelijken.

 

LinkedIn Volgs ons op Twitter Facebook Google

 

Download hier het Excel bestand om uw LED product te toetsen.

LP score

Klik hier voor het bestand. (2Mb)