لماذا المقارنة المباشرة لومن الإضاءة التقليدية (الصوديوم والزئبق والهاليد المعدني) مع لومن كتالوج من إضاءة LED لا يمكن أن تنتج نتائج دقيقة.
لا يمكن استخدام عدد اللومن المُدرج في كتالوجات المنتجات لمقارنة إضاءة LED بالإضاءة التقليدية نظرًا لأن كمية اللومن التي تراها العين البشرية تعتمد على نوع تقنية الإضاءة المستخدمة. هناك ثلاثة أشياء تفسر هذا:
1. توفر إضاءة LED نطاقًا أوسع من الضوء مقارنة بالمصابيح التقليدية ، التي تتميز بنطاق محدود بدرجة أكبر.
2. لا يتم أخذ التنوع في كيفية استجابة العين البشرية لمستويات مختلفة من الضوء في الاعتبار بالطرق المعتادة لحساب قيمة اللومن.
3. يشمل قياس مصابيح LED التركيبات الكاملة ونظام إمداد الطاقة ، في حين أن قياس التدفق الضوئي للمصابيح التقليدية يعتبر مصدر الضوء فقط.
1. توفر إضاءة LED نطاقًا أوسع من الضوء مقارنة بالمصابيح التقليدية ، التي تتميز بنطاق محدود بدرجة أكبر.
لا تسمح الطريقة التقليدية لتقدير طاقة ضوء خرج المصباح بانعكاس الضوء من الأشياء. لكن في الواقع ، اعتمادًا على لون السطح ، تعكس الأشياء الضوء بطرق مختلفة. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام ضوء أصفر لإضاءة عنصر أخضر ، فسيتم امتصاص شعاع الضوء بالكامل بواسطة سطح الكائن ، مما يعطي الشيء مظهرًا داكنًا. عندما يتم وضع جسم أخضر بهذا النوع من الإضاءة على سطح أسود ، فإنه يصبح غير مرئي تمامًا. في الواقع ، ينتج تأثير مختلف قليلاً عن انعكاس الضوء عن الأشياء الفعلية. على سبيل المثال ، يبدو العشب أخضر ولكنه يحتوي بالفعل على مجموعة متنوعة من الأصباغ (مثل الكلوروفيل ، والكاروتينات ، والزانثوفيل ، وما إلى ذلك) ، لذلك عندما يضيء بالضوء الأصفر ، فإنه سيعكس جزءًا من أشعة الضوء ويظهر باللون الرمادي.
نظرًا لأن مصابيح الصوديوم المستخدمة في إنارة الشوارع لها طيف ضوئي محدود ، فإنها تحتاج إلى توفير الكثير من الضوء من أجل ضمان الرؤية الكافية. على غرار طيف الشمس ، تتمتع إضاءة LED بنطاق واسع من الضوء. نتيجة لذلك ، تكون اختلافات لون الكائن أكثر وضوحًا ، مما يؤدي إلى تحسين التباين وتحسين الرؤية في مساحة معينة. لذلك ، تستخدم إضاءة LED وحدات لومن أقل بكثير مع توفير وضوح بصري محسن.
2. لا يتم أخذ التنوع في كيفية استجابة العين البشرية لمستويات مختلفة من الضوء في الاعتبار بالطرق المعتادة لحساب قيمة اللومن.
العصي والمخاريط هما الفئتان الأساسيتان من المستقبلات الضوئية الموجودة في أعيننا. المخاريط قادرة على رؤية الألوان (يشار إليها أحيانًا باسم "الرؤية الضوئية") ، وهي حساسة للضوء الساطع ، وتعمل بشكل طبيعي خلال النهار. ومع ذلك ، تستجيب القضبان للمنبهات الضوئية في ظل الظروف الصعبة (مع القليل من الضوء). يشار إلى هذا باسم الرؤية العكسية (عندما يدرك الشخص بيئة عديمة اللون لأن الأقماع التي تكتشف اللون تكون نائمة أثناء الرؤية الليلية).
يتم قياس الرؤية الضوئية فقط بواسطة أجهزة قياس الضوء المستخدمة لاكتشاف شدة الضوء. ومع ذلك ، في مواقف العالم الحقيقي ، سيتم استخدام القضبان والمخاريط (المعروفة أيضًا باسم "الرؤية المتوسطة") لمعالجة الضوء. تعد نسبة S / P مفيدة في هذه الحالة لأنها تتيح تحويل اللومن التقليدي إلى لومن يمكن رؤيته حقًا بالعين البشرية.
تسمى نسبة اللون الأزرق والأخضر إلى اللون الأخضر والأصفر للضوء S / P. يتم إنتاج قيمة نسبة أكبر وإمكانية رؤية محسنة بنسبة أكبر من الألوان الزرقاء والخضراء. تعمل مصادر الضوء ذات نسبة S / P الأعلى على تحسين الرؤية عند شدة الإضاءة المنخفضة.
يقدم الجدول توضيحًا لكيفية تحويل اللومن التقليدي إلى لومن يمكن للعين البشرية إدراكه حقًا. نظرًا لكفاءتها المتزايدة بشكل كبير ، توفر إضاءة LED رؤية محسنة مع استخدام طاقة أقل.
3. يشمل قياس مصابيح LED التركيبات الكاملة ونظام تزويد الطاقة ، في حين أن قياس التدفق الضوئي للمصابيح التقليدية يأخذ في الاعتبار مصدر الضوء نفسه فقط.
في درجة حرارة الغرفة ، تعتبر كفاءة مصابيح تفريغ الصوديوم والزئبق والهاليد المعدني هي العامل الوحيد في الاعتبار. لا يتم اعتبار تأثير المقبس الذي تم تركيب المصباح فيه في هذه الطريقة. قد تكون مصابيح الصوديوم عالية الضغط وبعض أنواع مصابيح LED ذات كفاءة عالية (حتى 100 لومن لكل واط ، على سبيل المثال). ومع ذلك ، فإن نسبة كفاءة الطاقة في حد ذاتها لا تعكس الكمية الفعلية للضوء التي يوفرها مصدر الضوء بالفعل لاستخدام معين.
يجب تقييم كفاءة الإضاءة فيما يتعلق بالمصباح في التركيب. بدلاً من قياس ناتج اللومن بواسطة الضوء ، يجب على المرء قياس اللومن الذي يصل إلى الهدف النهائي. مثل هذا القياس لكفاءة الإضاءة لن يتطابق أبدًا مع اللومن الناتج عن مصدر الإضاءة. الأشياء التي لها تأثير على الإضاءة الموضوعة في التركيبات هي التي تسبب ضعف الكفاءة:
تبعث الأضواء التقليدية الضوء في جميع الاتجاهات ، وهو ما يُعرف بالضوء المحاصر. تتطلب مصادر الإضاءة هذه مرايا كافية داخل مآخذ تم تصميمها لعكس أكبر قدر ممكن من الضوء وتركيزه على الهدف المقصود. ومع ذلك ، لا يمكن إعادة توجيه جميع الحزم الضوئية بكفاءة.
- العدسات الواقية: تتميز وحدات الإنارة عادةً بالعدسات التي ، بالإضافة إلى أنها تخدم غرضًا وقائيًا ، تساعد أيضًا في تركيز أشعة الضوء على الهدف المقصود. يُفقد جزء من ناتج الضوء لأن المواد المستخدمة في صنع العدسات لا تتمتع بنفاذية الضوء بنسبة 100 بالمائة.
- درجة حرارة التشغيل - في حالة تقلبات درجات الحرارة ، ينخفض أداء العديد من مصادر الإضاءة. عند درجة 25 ، يتم قياس كفاءة المصدر. ومع ذلك ، تختلف درجة حرارة التشغيل الفعلية بشكل كبير عن درجة حرارة الاختبار ، خاصة بالنسبة لإضاءة الشوارع.
مصدر الطاقة: تتميز غالبية مصادر الإضاءة بمصدر طاقة يمكنه تغيير جهد الدخل إلى جهد المصباح المحدد. قد يختلف تلف مصدر الطاقة من 5 بالمائة إلى 25 بالمائة.
هناك عنصر آخر يؤثر على الأداء النهائي للإضاءة وهو حاسم لمقارنة إضاءة LED بالإضاءة التقليدية وهو تدهور الأداء بمرور الوقت. تتميز مصادر الإضاءة التقليدية ، ولا سيما مصابيح الهاليد المعدنية ، بتدهور كبير في الأداء حتى بعد الاستخدام القصير:
تبلغ مدة خدمة مصابيح الصوديوم عالية الضغط 24 000 ساعة ، إلا أنها تفقد أكثر من 30 بالمائة من كفاءتها الأصلية. تبلغ مدة خدمة مصابيح الهاليد المعدنية 6 ، 000 - 15 ، 000 ساعة ولها فاقد في الكفاءة يصل إلى 50 بالمائة. مع عمر خدمة يبلغ 50 000 - 100 000 ساعة ، تعاني إضاءة LED من انخفاض في الإنتاجية بنسبة 30 بالمائة بعد 50 000 ساعات من الاستخدام.
توضح المقارنة المذكورة أعلاه بشكل لا لبس فيه أن إضاءة LED توفر أداءً فائقًا على مدى فترة زمنية أطول بكثير من مصدر الإضاءة التقليدي ، مما يسمح للشخص بتأخير الحاجة إلى استبدال الإضاءة أو إصلاحها بشكل كبير.
دراسة حالة: في ولاية ويسكونسن بالولايات المتحدة ، تم استبدال مصابيح الصوديوم عالية الضغط التي تم استخدامها في ساحة انتظار المدرسة بمصابيح LED التي وفرت 8040 شمعة. قدمت الإضاءة السابقة 19 000 لومن. على الرغم من إضاءة المنطقة بمصابيح أقل بعد ترقية الإضاءة ، قال عملاء مواقف السيارات إن المنطقة كانت مضاءة بشكل أفضل.
مقارنة بالمنطقة المضاءة بمصابيح الصوديوم عالية الضغط (19 000 لومن) ، فإن الجانب الأيسر من ساحة الانتظار به إضاءة LED (8040 لومن) ، والتي توفر رؤية فائقة.
