Kāpēc tradicionālā apgaismojuma lūmenu (nātrija, dzīvsudraba, metālu halogenīdu) tieša salīdzināšana ar LED apgaismojuma kataloga lūmeniem nevar sniegt precīzus secinājumus.
Produktu katalogos norādīto lūmenu skaitu nevar izmantot, lai salīdzinātu LED apgaismojumu ar parasto apgaismojumu, jo cilvēka acs uztvertais lūmenu daudzums ir atkarīgs no izmantotās apgaismojuma tehnoloģijas veida. To nosaka trīs lietas:
1. LED apgaismojums nodrošina plašāku gaismas spektru nekā tradicionālās spuldzes, kurām ir ierobežotāks apgaismojums.
2. Ar parastajām lūmena vērtības aprēķināšanas metodēm netiek ņemta vērā dažādība, kā cilvēka acs reaģē uz dažādiem gaismas līmeņiem.
3. LED apgaismojuma mērījumi ietver pilnu armatūru un barošanas sistēmu, savukārt parasto lampu gaismas plūsmas mērīšanā tiek ņemts vērā tikai gaismas avots.
1. LED apgaismojums nodrošina plašāku gaismas spektru nekā tradicionālās spuldzes, kurām ir ierobežotāks apgaismojums.
Parastā pieeja lampas izejas gaismas jaudas noteikšanai neparedz gaismas atstarošanu no objektiem. Bet patiesībā, atkarībā no virsmas krāsas, lietas atspoguļo gaismu dažādos veidos. Piemēram, ja tiek izmantota dzeltena gaisma, lai apgaismotu zaļu priekšmetu, objekta virsma absorbēs visu gaismas staru, piešķirot lietai tumšu izskatu. Kad zaļš objekts ar šāda veida apgaismojumu tiek novietots uz melnas virsmas, tas kļūst absolūti neredzams. Patiesībā, gaismai atstarojoties no faktiskajām lietām, rodas nedaudz atšķirīgs efekts. Piemēram, zāle šķiet zaļa, bet tajā tiešām ir daudz dažādu pigmentu (piemēram, hlorofilu, karotinoīdus, ksantofilus u.c.), tāpēc, apgaismojot dzeltenā gaismā, tā atstaro daļu gaismas staru un izskatīsies pelēka.
Tā kā ielu apgaismojumā izmantotajām nātrija lampām ir ierobežots gaismas spektrs, tām ir jānodrošina daudz gaismas, lai nodrošinātu atbilstošu redzamību. Līdzīgi kā saules spektram, LED apgaismojumam ir plašs gaismas diapazons. Tā rezultātā objektu krāsu atšķirības ir izteiktākas, uzlabojot kontrastu un uzlabojot redzamību noteiktā telpā. Tāpēc LED apgaismojums izmanto daudz mazāk lūmenu, vienlaikus nodrošinot uzlabotu optisko skaidrību.
2. Ar parastajām lūmena vērtības aprēķināšanas metodēm netiek ņemta vērā dažādība, kā cilvēka acs reaģē uz dažādiem gaismas līmeņiem.
Stieņi un konusi ir divas galvenās fotoreceptoru kategorijas, kas atrodamas mūsu acīs. Konusi spēj redzēt krāsu redzi (dažreiz saukta par "fotoredzi"), ir jutīgi pret spilgtu gaismu un darbojas normāli dienas laikā. Stieņi tomēr reaģē uz gaismas stimuliem sarežģītos apstākļos (ar maz gaismas). To sauc par skotopisku redzi (kad cilvēks uztver bezkrāsainu vidi, jo nakts redzamības laikā konusi, kas nosaka krāsu, neaktivizējas).
Ar fotometriem, ko izmanto gaismas intensitātes noteikšanai, mēra tikai fotopisko redzi. Tomēr reālās situācijās gaismas apstrādei tiks izmantoti stieņi un konusi (pazīstami arī kā "mezopiskā redze"). S/P attiecība ir noderīga šajā situācijā, jo tā ļauj pārvērst parastos lūmenus lūmenos, kurus patiešām redz cilvēka acs.
Gaismas zili zaļās un zaļi dzeltenās nokrāsas attiecību sauc par S/P. Lielāku attiecību vērtību un uzlabotu redzamību nodrošina lielāka zili zaļo krāsu daļa. Augstākas S/P attiecības gaismas avoti uzlabo redzi pie zemākas gaismas intensitātes.
Tabulā ir parādīts, kā parastos lūmenus pārvērst lūmenos, ko cilvēka acs var patiesi uztvert. Ievērojami palielinātās efektivitātes dēļ LED apgaismojums nodrošina labāku redzamību, vienlaikus patērējot mazāk enerģijas.
3. LED apgaismojuma mērījumi ietver pilnu armatūru un barošanas sistēmu, savukārt parasto lampu gaismas plūsmas mērīšanā tiek ņemts vērā tikai pats gaismas avots.
Istabas temperatūrā parasto nātrija, dzīvsudraba un metālu halogenīdu gāzizlādes spuldžu efektivitāte ir vienīgais faktors. Šajā metodē netiek ņemta vērā ligzdas ietekme, kurā lampa ir uzstādīta. Augstspiediena nātrija spuldzes un daži LED apgaismojuma veidi var būt ļoti efektīvi (piemēram, līdz 100 lūmeniem uz vatu). Tomēr energoefektivitātes koeficients pats par sevi neatspoguļo faktisko gaismas daudzumu, ko gaismas avots faktiski nodrošina konkrētam lietojumam.
Apgaismojuma efektivitāte jānovērtē saistībā ar lampu armatūra. Tā vietā, lai mērītu gaismas izvadītos lūmenus, ir jāmēra lūmeni, kas sasniedz galīgo mērķi. Šāds apgaismojuma efektivitātes mērījums nekad nesakritīs ar apgaismojuma avota radītajiem lūmeniem. Lietas, kas ietekmē armatūras apgaismojumu, izraisa sliktāku efektivitāti:
Tradicionālās gaismas izstaro gaismu visos virzienos, ko sauc par iesprostoto gaismu. Šiem apgaismojuma avotiem ir nepieciešams pietiekami daudz spoguļu ligzdās, kas ir izgatavoti tā, lai atspoguļotu pēc iespējas vairāk gaismas un fokusētu to uz paredzēto mērķi. Tomēr visus gaismas starus nevar efektīvi novirzīt.
- Aizsarglēcas: gaismekļiem parasti ir lēcas, kas papildus aizsardzības mērķim arī palīdz fokusēt gaismas starus uz paredzēto mērķi. Daļa gaismas jaudas tiek zaudēta, jo lēcu izgatavošanai izmantotajiem materiāliem nav 100 procentu gaismas caurlaidības.
- Darba temperatūra - Temperatūras svārstību gadījumā tiek samazināta vairāku gaismas avotu veiktspēja. Pie 25 grādiem mēra avota efektivitāti. Tomēr, īpaši ielu apgaismojumam, faktiskā darba temperatūra ievērojami atšķiras no testa temperatūras.
Barošanas avots: lielākajai daļai gaismas avotu ir barošanas avots, kas var mainīt ieejas spriegumu uz lampas specifisko spriegumu. Strāvas padeves bojājumi var svārstīties no 5 līdz 25 procentiem.
Vēl viens elements, kas ietekmē apgaismojuma maksimālo veiktspēju un ir ļoti svarīgs, lai salīdzinātu LED apgaismojumu ar parasto apgaismojumu, ir veiktspējas pasliktināšanās laika gaitā. Tradicionālajiem apgaismojuma avotiem, jo īpaši metālu halogenīdu spuldzēm, ir raksturīga ievērojama veiktspējas pasliktināšanās pat pēc īsas lietošanas:
Augstspiediena nātrija spuldžu kalpošanas laiks ir 24 000 stundas, taču tie zaudē vairāk nekā 30 procentus no sākotnējās efektivitātes. Metālu halogenīdu lampu kalpošanas laiks ir 6,000–15,000 stundas, un to efektivitātes zudums ir līdz 50 procentiem. Ar 50 000–100 000 stundu kalpošanas laiku LED apgaismojuma produktivitāte samazinās par 30 procentiem pēc 50 000 stundu lietošanas.
Iepriekš minētais salīdzinājums nepārprotami parāda, ka LED apgaismojums nodrošina izcilu veiktspēju ievērojami ilgākā laika periodā nekā tradicionālais apgaismojuma avots, ļaujot ievērojami aizkavēt apgaismojuma nomaiņas vai remonta nepieciešamību.
Gadījuma izpēte: Viskonsinas štatā Amerikas Savienotajās Valstīs augstspiediena nātrija gaismas, kas tika izmantotas skolas autostāvvietā, tika aizstātas ar LED spuldzēm, kas nodrošināja 8040 lūmenus. Iepriekšējais apgaismojums nodrošināja 19 000 lūmenus. Lai gan pēc apgaismojuma modernizācijas teritorija tika apgaismota ar mazāku lūmenu, autostāvvietas klienti teica, ka teritorija bija ievērojami labāk apgaismota.
Salīdzinot ar reģionu, ko apgaismo augstspiediena nātrija lampas (19 000 lūmeni), autostāvvietas kreisajā pusē ir LED apgaismojums (8040 lūmeni), kas nodrošina izcilu redzamību.
