[úvaha] Pravda o LED náhradách halogénových žárovek

Toto je zatiaľ prvý článok nie z môjho „pera“ ani mojej hlavy. Nemám problém zverejniť aj iné názory, ak je to zaujímavá téma. Možno trošku kontraproduktívne k mojim výmenám halogénových žiaroviek za ich LED náhrady. Ale náhrady halogénových svetiel novšou LED technológiou je viditeľná na každom kroku. Ako to teda v skutočnosti je?

Úvaha o LED všeobecně

Tohle je krásný příklad lží prodejců:

Spolu 12 000lm na vozovce! UPOZORŇUJEME, že uvádíme REÁLNÝ údaj světelného toku na rozdíl od ,,konkurence“.

Zdroj: https://www.autoledky.cz

Stránka dále tvrdí:

12 000 lm celkem => 6 000 lm na 1 LED žárovku
S příkonem 20,2 W, který uvádějí, je to 300 lm/W

Z fyzikálního hlediska je to nesmysl. Museli by brát energii pravděpodobně z vesmírné radiace. Tato lež se dá svést na nevědomost. Pojďme si tedy vysvětlit, proč je to nesmysl jen z informací, které nám sám prodejce poskytl a se základním vzorem fyziky.

Uvádějí, že používají čipy Lumiled Z ES, 8ks.

Z oficiálních stránek Lumiled lze snadno tyto čipy nalézt.

https://www.lumileds.com/products/high-power-leds/luxeon-z-es

I když nebudu řešit barevnou teplotu ani nic jiného a vezmu jednodušše ty nejsvítivější, tak maximální hodnota činní 138 lm/W s proudem 700 mA. (Pro příklad logaritmické křivky účinnosti – 156 lm/W s proudem 350 mA – čím více roste příkon, tím méně roste účinnost).
OK, tak to máme 138 lm/W a uvádějí příkon 20,2 W. Po vynásobení to je 2747 lm. Sada má tedy 5494 lm. To už je méně než polovina udávaná výrobcem.

JENŽE… výrobce uvádí 138 lm/w při odběru 700 mA. 8 čipů s odběrem 700 mA na 3 V je na jeden čip příkon 2,1 W. 8 čipů pak má tedy příkon 16,8 W. Z toho plyne svítivost 2318 lm. Pokud je „překrmí“ z 16,8 W na 20,2 W, účinnost zase klesne. Vyplývá to i z dokumentace. Po zpětném výpočtu zjistíme, že každý čip „krmí“ 841 mA. Řekněme, že nějaké ztráty způsobí driver (převodník z 12 V na 3 V), ale ty jsou minimální. Takže i kdyby braly 830 mA, účinnost klesne třeba na 130 lm/W (a to je ještě optimistický předpoklad, může klesnout více). Tím už dosáhnou jen

130 * 20,2 = 2626 lm [lm/W * W=lm].

Zaokrouhleme to a vyjde nám s jedním základním vzorcem fyziky, že ty LED H7, které „mají 12 000 lm“ na silnici mají v reálu maximálně 2650 lm na jednu žárovku a tím pádem 5300 lm na silnici. Jenže, jak víme, je problém s chlazením. V případě nedostatečného chlazení se čip nadměrně zahřívá a tím klesá jeho životnost i účinnost. Když klesne „jen“ o 5 lm/W (což je opět optimistický předpoklad) dostaneme 125 lm/W. Tedy

125 * 20,2 = 2525 lm [lm/W * W = lm].

Zaokrouhleme to na 2500 lm a dostaneme hodnoty lepší, než kterými se pyšní low-xenonové výbojky v Rapidu.

Dohromady 5000 lm na silnici je skvělá hodnota, obzvláště ve světlometu, kde je rozdělené dálkové a potkávací světlo, jako je právě ve Fabii 3 s projektorovými světlomety, nebo ve Fabii 3 po Faceliftu s reflektorovými světlomety. Dokonce i v Bi-halogenových světlometech ve Fabii 2 před faceliftem už tok bude dostatečný pro solidní osvětlení prostoru před vozem i v dálce.

A k tomuto výsledku jsem se dostal jen na základě informací, které prodejci sami uvádějí. K výpočtu stačil vzorec ze základní školy. Koho tedy oblbují? Kde vzali dalších 7000 lm, resp. 3500 lm na „žárovku“? Pravděpodobně ze vzduchu.
Uvedením čipů, sami sebe udávají ze lži i tomu, kdo nemá odborné znalosti o účinnosti LED. To mi přijde hodně odvážné.

Doplňující informace o LED:

Je fyzikálně nemožné z 1 W elektrické energie, dostat více než cca 300 lm světelného toku. Hodně zjednodušeně: 1 W prostě nemá tolik elektrických částic, které by mohly být vyzářeny ve formě světla. Navíc je to jen výsledek fyzikálních výpočtů. 300 lm/W lze dosáhnout jen za 100% účinnosti. V takovém případě by LED, ani jiný světelný zdroj, nevytvářel absolutně žádné teplo protože by muselo platit:

elektrický příkon = světelný výkon.

Všechna energie by tak byla přeměněna na světlo. To je, jak jistě chápete v reálu nedosažitelné. Co je mi známo je, že maximální učinnost je 200 lm/W a to v laboratorních podmínkách, s ideálním chlazením, bez luminoforu atd. Tím pádem ani této hodnoty v reálném provozu nelze dosáhnout.

Např. o čipech se svítivostí 135 lm/w už i čeští výrobci a prodejci svítidel tvrdí, že jsou kvalitní a má smysl je prodávat na trhu pod jejich značkou a tvořit s nimi projekty osvětlení budov a výrobních prostor, vyhovující hygienickým předpisům.

Pokud si tedy chcete vypočítat svítivost LED žárovky, stačí vynásobit příkon účinností, která je následující:

• Pro kvalitně působící sady až 130 lm/W
• Pro méně kvalitní 100 lm/W
• Pro levné sady z číny i 40-50 lm/W

Například levné a oblíbené sady C6 mají jen 900 lm, což změřila fotometrická laboratoř NBB Bohemia (lze dohledat na netu). Bohužel je to méně než u halogenu s tím, že čipy mají větší plochu, resp. ohnisko než vlákno a tím mají větší rozptyl. Z toho plyne že s největší pravděpodobností budou oslňovat, jelikož světlo přichází k zrcadlu i z jiných míst, než od halogenu a tak se i jinam odrazí. Oslňovat tedy logicky nebudou ty, které mají čipy přesně a pouze na místě, kde je u halogenu vlákno.

Nevěřte tedy nesmyslným hodnotám, kterými nás krmí prodejci. Jsou to bohužel většinou jen lži.

Bohužel i přes přijatelný světelný tok jakýkoliv LED sad pro halogenové světlomety, stále nejsou žádné schváleny pro provoz na silničních komunikacích.

---

Týmto článkom sa nijako nechcem dotknúť vyššie spomínanej firmy, ani dostať do sporov s inými výrobcami. Ide čiste o teoretické riešenia, výpočty a úvahy. Osobne si zatiaľ v aute LED žiarovky nechávam.