Quelle est la différence entre l'efficacité de la LED et du luminaire?

1) Unité de mesure

- La lumière (symbole: lm) est l'unité du système international de mesure pour mesurer le flux lumineux, une mesure du flux lumineux émis par la source.

- Le lumen par watt (symbole: lm / W) est l'unité du système international de mesure pour mesurer le flux lumineux par watt de consommation électrique de la source émettrice.

2) Efficacité des LED

L'efficacité de la LED peut s'exprimer à la fois en lumens et en lumens watt, il faut tenir compte du fait que si elle est exprimée en lumens watt, on ne peut pas savoir directement s'il s'agit d'une seule LED d'un watt de puissance ou d'un ensemble de LED qui en ajouter au total un watt de puissance.
Par exemple, une seule LED de  ≈0.33 watts de puissance a une efficacité lumineuse de 58lm ou 174lm / W, car nous aurons besoin de trois unités pour consommer un watt de puissance (0,33W * 3 = 1W), donc 58lm * 3 unités = 174lm / W

L'efficacité lumineuse d'une LED est un paramètre de qualité. Si nous connaissons l'efficacité de la LED et avons la fiche technique, nous pouvons connaître la contrainte que la LED peut être soumise dans le luminaire.

L'efficacité de la LED dépend directement du courant électrique auquel elle est soumise, pour le même modèle et la même marque de LED, le fabricant nous fournit une courbe d'efficacité lumineuse en fonction du courant électrique que nous fournissons à la LED. La même LED CHIP à un courant plus élevé, une plus grande efficacité mais une plus grande contrainte et une détérioration due à la température. Par conséquent, si une LED peut fonctionner entre 10 et 200 mA et que nous la faisons fonctionner en dessous du courant typique (1: 1), nous n'obtiendrons pas l'efficacité lumineuse maximale, mais nous augmenterons la durabilité de la LED.

Image -1- (OSRAM DURIS® S5 LED, GW PSLR31.EM ≈136lm, implémenté dans notre cloche MaxCam LED).

Notre MaxCam LED est une LED conçue pour prolonger sa durée de vie, chacune de ses puces LED est alimentée à un courant approximatif de 60mA, bien en dessous du courant typique (150mA) qu'Osram utilise dans son graphique comme facteur 1: 1

Dans le cas de la cloche LED MAxCam, le facteur est de 0,43

Efficacité MaxCam LED = 136 * 0,43 = 58,48 lm, puisque nous avons besoin de trois LED pour 1 watt de puissance, nous pouvons l'exprimer comme 58,48 * 3 =≈175lm/W.

Test réel d'une seule LED de notre MaxCam LED, où les calculs théoriques exposés peuvent être corroborés:

Connaissant la puissance de la LED (fiche technique du fabricant de la LED) et l'efficacité de la LED, nous pouvons effectuer le calcul à l'envers et savoir à quel point de la courbe de travail la LED fonctionne, donc avoir une idée de la qualité et la durabilité du luminaire par rapport à la durée de vie de la source lumineuse.

3) Efficacité du luminaire

L'efficacité lumineuse du luminaire ou du système lumineux, nous donne une valeur en lm ou lm / W qui sera la véritable contribution de tous les éléments qui composent le luminaire, mécanique et électronique obtenu au moment du test, mais en aucun cas il ne nous fournira une valeur solide pour évaluer la qualité du luminaire.

Prenons comme exemple que dans notre MaxCam LED, nous alimentions la LED à 100mA au lieu de 60mA, nous sommes toujours en dessous du courant typique qu'Osram établit comme un facteur 1: 1 de 150mA, en échange, le résultat de l'efficacité lumineuse du luminaire est considérablement augmenté en dépit de sa durée de vie.

Efficacité MaxCam LED (100mA) = 136 * 0.70 = 95.2lm, comme nous avons besoin de trois LED pour 1 watt de puissance, nous pouvons l'exprimer comme 95.2 * 3 =≈285lm/W.
Si à cette valeur on applique entre 20 et 25% de pertes dues à l'implantation de la LED dans le luminaire, on obtient une efficacité du système lumineux ou luminaire de 214lm/W !!.

Etude de cas

Il est dit qu’une cloche LED extra plate avec un diffuseur OPAL, avec le même modèle et la même marque LED, fournit plus de lumière que notre cloche LED et est moins chère.

Si la cloche est fabriquée avec le même modèle et la même marque de LED, mais qu’elle produit plus de lumière cela peut être dû à deux paramètres:
1) Moins de pertes d'efficacité du luminaire (Sans objet: un diffuseur OPAL a beaucoup plus de pertes).
2) Le courant de travail de la LED est plus grand, (Correspond: une plus grande efficacité qui compense les pertes du diffuseur OPAL).

Pourquoi est il moins cher ?
1) Il est extra plat, ils ont réduit les coûts en réduisant la quantité de réfrigérateur (aluminium), contrairement à ce qui serait nécessaire, augmentez le réfrigérateur car il y a plus de chaleur à dissiper.
2) Il est sans conducteur, ce qui signifie qu'il n'a pas de driver ou d'alimentation, plus exposé aux perturbations électriques et avec scintillement haute fréquence.

Étant un luminaire à LED avec un réfrigérateur à profil bas, il dissipe moins de chaleur et, en travaillant avec une intensité de courant plus élevée, la durée de vie du luminaire est réduite en chauffant plus et en n'ayant pas un bon refroidissement.
En conséquence, la cloche LED extra plate la plus économique, avec diffuseur OPAL, une plus grande efficacité lumineuse du système lumineux ou du luminaire avait une garantie de seulement deux ans, contrairement à nos cloches LED qui ont toutes une garantie de cinq ans.

Conclusions:

1- L'efficacité du système lumineux ou luminaire ne nous donne une valeur qu'à un "moment initial".
2- L'efficacité du système d'éclairage ne garantit ni ne fournit aucune donnée qui nous permette d'évaluer la qualité de la conception et de la mise en œuvre.
3- Un luminaire avec une efficacité du système lumineux, apparemment plus grande et le même modèle LED mis en œuvre subira plus de stress et de détérioration en raison de la température.
4- L'efficacité de la LED et ses caractéristiques techniques nous permettent d'avoir une idée de la qualité et de la durabilité du produit.