Výkonnostní údaje a životnostní charakteristiky LED svítidel

Způsob vyhodnocování údajů o výkonu svítidel LED je stále složitý a je obtížné porovnávat jablko s jablkem. Výkon profesionálních LED svítidel je nyní mnohem vyšší, stejně jako široká znalost shromážděná pomocí reálných aplikací. Je načase přehodnotit definice počáteční výkonnosti a životnostních údajů a učinit nezbytné úpravy a zjednodušení. Toto je v  je zájem všech zúčastněných stran v odborných organizacích, protože pomáhá srovnávat parametry svítidel mezi sebou.

V raném stádiu nebyly k dispozici standardy o měření a porovnávání výkonu svítidel LED. Kvalita profesionálních LED technologií se v posledních letech rychle zlepšila a nashromáždil se dostatek zkušeností z jejich aplikace, avšak různé údaje o produktech a složitosti nebyly změněny. Většina zákazníků je stále zmatená v tom, které svítidlo LED si vybrat. Hlavním úkolem je, jak zjednodušit hodnocení údajů o výkonu různých výrobců, aniž by došlo k ohrožení kvality při přípravě projektů osvětlení nebo zadávací dokumentace.

Hlavní příčiny složité orientace v parametrech LED svítidel:

1. Použití různých definic pro popis stejného parametru výkonu. Dobrým příkladem je specifikace světelného toku na různých úrovních komponentů: LED čip, LED modul, LED svítidlo.
2. Aplikační detaily mohou znamenat obrovský rozdíl v počátečním výkonu a životnosti. Údaje o výkonu svítidla často nejsou relevantní pro aplikace, kde se budou používat. Známý příklad je rozdílná výkonnost a životnost systému LED při různých teplotách okolí, které nejsou pro aplikace relevantní.

Definice životnosti

Úbytek světelného toku svítidla na bázi LED může být postupný nebo náhlý. V souladu s tím existují dvě významné užitečné životnostní hodnoty týkající se degradace výstupu.

1. Postupná degradace výstupu světelného toku se týká snižování světelného toku jednotlivých LED čipů. Popisuje, jaká část počátečního výstupu světelného toku svítidla je dodána po uplynutí stanovené doby. Pokles výstupu světelného toku může být kombinací jednotlivých LED, které poskytují méně světla, některé LED čipy nedávají vůbec žádné světlo a degradací dalších optických prvků. V současné době neexistují standardy pro hodnocení degradace dalších optických prvků jiných než LED čipů.
2. Náhlé zhoršení výkonu světelného toku popisuje situaci, kdy svítidlo na bázi LED již nedává žádné světlo, protože systém selhal. To se děje např. při poruše driveru.

Postupná degradace světelného toku

Pokles světelného toku je vyjadřován tzv. LB faktory. Například L89B10 znamená, že 10% čipů degradovalo na méně než 89% svého počátečního světelného toku, ale stále pracovalo.

Úroveň degradace nesmí být vyšší než udržovací činitel použitý pro návrh osvětlovacích soustav. Za účelem jednoznačného porovnání údajů o životnosti výrobců zavedl IEC Median Useful Life (Lx). Medián užitečného života je doba, kdy 50% (B50) čipů LED svítidla je degradováno. Uvedené LB faktory je vždy nutné uvádět pro konkrétní teplotu okolí a také dobu provozu, po které se svítidlo dostane na tuto úroveň.

Výhody přístupu B50: Jednoduché porovnání nároků na životnost, pokud všichni výrobci použijí B50. Úroveň spolehlivosti tvrzení je vysoká, i když počet naměřených (a vypočtených) LED čipů je nízký. Degradace obvykle sleduje běžné distribuční křivky.

Existuje běžná praxe, že degradace je předem nastavena (pro L70, L80 a L90) a odpovídající časové období. Pokud jsou vybrány stejné hodnoty Lxx a Tq (teploty okolí), je možné mezi sebou svítidla porovnat.

Nejdelší praktická průměrná životnost instalace je 100 000 hodin. U profesionálních LED svítidel je doba spojená s L70 (nebo dokonce L80) mnohem delší než průměrná životnost instalace. Neexistuje žádný užitek pro uživatele tím, že výrobce deklaruje něco nad průměrnou životností instalace. Ještě důležitější je, že období prohlašující, že fixuje hodnotu Lx, nedovolí snadný přístup k hodnotě Lx na konci životnosti instalace. Doporučením do budoucna je, že doba by měla být stanovena na základě obvyklých životnostních hodnot instalace (25 000, 50 000, 75 000 nebo 100 000 hodin) a Lx hodnota by měla být odpovídajícím způsobem určena. To by umožnilo přímý přístup k činiteli údržby, který se má použít při návrhu osvětlení

Náhlá degradace světelného toku

Selhání jedné z hlavních komponent, jako je například driver nebo selhání připojení, obecně vede ke ztrátě výstupního světla, takže k úplnému selhání svítidla na bázi LED. Metrika IEC životnosti také specifikuje dobu do náhlé poruchy (Cy), která bere v úvahu poruchové režimy hlavních součástí konstrukce svítidel na bázi LED. Doba do náhlého selhání vyjadřuje věk, ve kterém je určité procento (y) svítidel LED mimo provoz. Hodnota náhlého selhání (AFV) je procento svítidel s LED diodami, které nedokáží pracovat v průměru životnosti (Lx). Současné normy IEC zcela neopisují, jaké chybné režimy hlavních součástí mají být zahrnuty do výpočtů náhodného selhání. Podle historických údajů i našich interních statistik se většina náhlých poruch v praxi vyskytuje ve vztahu k ovládacímu zařízení LED.

Závěr

Údaje o počáteční výkonnosti a životnosti LED svítidla jsou složité a současná praxe neposkytuje relevantní srovnání. Z důvodu jednoduchosti, možnosti porovnání a významu pro aplikaci osvětlení autor doporučuje následující pravidla pro publikování, pokud neexistují speciální osvětlovací aplikace:

• publikujte počáteční datovou sadu výkonů podle IEC 62722-2-1
• určete vždy Medián užitečného života
• publikujte faktor poklesu světelného toku na určitou dobu, která se týká aplikací osvětlení, kde má svítidlo používat
• vyberte jedno nebo více období z následujícího seznamu: 25 000 hodin; 50 000 hodin; 75 000 hodin; 100 000 hodin
• zadejte míru selhání ovládacího zařízení (Cy) pro střední životnost

Prameny:

Část 2-1: Zvláštní požadavky na svítidla LED, ISBN 978-2-8322-1942-3 2.

EN 13201-5: 2015 Osvětlení silnic – Část 5

Příručka „Hodnocení účinnosti svítidel založených na LED“ od společnosti LightingEurope v publikaci