एल ई डी कितने कुशल हैं?

Question

आम तौर पर मैं प्रति वाट लुमेन से संबंधित दक्षता देखता हूं, लेकिन ऑप्टिकल ऊर्जा को बाहर निकालने के लिए विद्युत ऊर्जा के संदर्भ में एल ई डी की वास्तविक विशिष्ट दक्षता क्या है? किस प्रकार के रूपांतरण लागू होते हैं?

Comments

कोई विशिष्ट नहीं है, यह निर्माताओं, रंगों, आउटपुट पावर और ऑपरेशन के बीच व्यापक रूप से भिन्न होता है।

— प्लाज्माएच

@PlasmaHH हां - लेकिन मैं रंगों, आउटपुट शक्तियों आदि के साथ कुछ डेटा को मापदंडों के रूप में पसंद करूंगा। उदाहरण के लिए, सबसे कुशल रंग एलईडी क्या है? क्या IR या UV दृश्यमान से अधिक कुशल है

— डिर्क ब्रुअर

'मैं कहीं पढ़ता हूं' (जो हमेशा एक बुरी शुरुआत है) कि सैद्धांतिक अधिकतम चमकदार दक्षता, जब सफेद प्रकाश लुमेन के लिए उपयोग किए जाने वाले फोटोमेट्रिक भार का उपयोग करके गणना की जाती है, प्रकाश के लिए ऊर्जा के 100% रूपांतरण पर 250 lumens / वाट है। अगर सच है, तो इसका मतलब है कि सबसे अच्छा एल ई डी का 100 लुमेन / वाट बहुत अच्छा है, और छोटे सुधार की गुंजाइश है, लेकिन कोई बड़ा कारक नहीं है। मोनोक्रोमैटिक स्रोतों को बेहतर आंकड़े देने चाहिए।

— नील_यूके

@DirkBruere: यह करने के लिए कुछ गंभीर शोध प्रयास है, मुझे संदेह है कि कोई भी इसे यहां करेगा।

— प्लाज़्मा एचएच

जैसा कि आर्सेनल ने उल्लेख किया है, शीर्ष प्रदर्शन व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सफेद एल ई डी में लगभग 200 लुमेन / वाट "दक्षता" है और कुछ हद तक इनपुट विद्युत ऊर्जा का 50% से अधिक प्रकाश के रूप में एलईडी छोड़ देता है। [!!!!]

— रसेल मैकमोहन

Answer 1

चीजों को स्पष्ट करने के लिए आइए परिभाषित करें कि हम किस बारे में बात कर रहे हैं।

दो शब्द हैं जो बहुत बार मिश्रित होते हैं:

• चमकदार दक्षता:

चमकदार दक्षता एक आयामहीन मात्रा है जो चमकदार प्रभावकारिता से प्राप्त होती है। यह केवल स्रोत की चमकदार प्रभावकारिता और विकिरण की अधिकतम संभव चमकदार प्रभावकारिता का भागफल है।

• चमकदार प्रभावकारिता:

यह वह मूल्य है जिसे आप अधिक बार देखते हैं। इसमें आमतौर पर प्रति वाट लुमेन की इकाई होती है। और प्रति शक्ति को चमकदार प्रवाह देता है, जो यह देखने के लिए एक उपयोगी मात्रा है कि हम किसी दिए गए शक्ति के साथ कितना प्रकाश प्राप्त करेंगे।

इसके साथ ही हमें थोड़ा सावधान भी रहना होगा। क्योंकि शक्ति स्रोत या विद्युत शक्ति का उज्ज्वल प्रवाह हो सकता है। तो पूर्व को विकिरण की चमकदार प्रभावकारिता कहा जा सकता है, और एक स्रोत या समग्र चमकदार प्रभावकारिता की उत्तरार्द्ध चमकदार प्रभावकारिता।

---

अब समस्या यह है कि हम सभी रंगों को समान रूप से अच्छी तरह से नहीं देख सकते हैं। और लुमेन वास्तव में हमारी आंख की प्रतिक्रिया के आधार पर भारित होते हैं:

_{^{पब्लिक डोमेन, लिंक}}

तो इसके साथ, आप ऊपरी सीमा के कुछ मान बना सकते हैं (यूनिट कैंडेला के पुनर्परिभाषित के आधार पर )। यह विकिरण की चमकदार प्रभावकारिता होगी ।

कौन से:

• 555 एनएम पर ग्रीन लाइट: 683 एलएम / डब्ल्यू
• CRI = 95 के लिए अधिकतम 5800K: 310 lm / W (छंटे हुए काले शरीर के रेडिएटर पर आधारित)
• सीआरआई = 95 के लिए अधिकतम 2800 कश्मीर: 370 एलएम / डब्ल्यू

अधिक जानकारी के लिए यहां देखें ।

यदि आप रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI) को कम करते हैं, तो आप उच्च मान प्राप्त कर सकते हैं। लेकिन 683 lm / W से अधिक नहीं।

---

तो एल ई डी कितने कुशल हैं?

यहां हमारे पास किसी स्रोत की चमकदार प्रभावकारिता के मूल्य हैं ।

वैसे दक्षता की एक दौड़ है। क्री ने 5150K पर 303 एलएम / डब्ल्यू की प्रयोगशाला एलईडी के साथ एक प्रेस विज्ञप्ति जारी की। सीआरआई का उल्लेख नहीं किया गया था, मुझे लगता है कि यह 95 से कम है, लेकिन ऊपर दिए गए आंकड़ों के आधार पर ऐसा लगता है कि इसमें 80% से 90% तक की चमकदार क्षमता होगी।

बेशक आपके उपलब्ध औसत एलईडी कम है। 100 lm / W लगभग 25% से 30% और नए 200 lm / W चिप्स हाल ही में घोषित (अगस्त 2017 तक) 50% से 60% तक पहुंच जाएंगे।

ध्यान दें कि उपरोक्त फोटोपिक दृष्टि (दिन-दृष्टि) के लिए है, चीजें स्कॉप्टिक दृष्टि से बदलती हैं, लेकिन यह आमतौर पर इतना दिलचस्प नहीं है।

---

यदि आप वास्तव में इसकी चपेट में आना चाहते हैं, तो आपको एलईडी का स्पेक्ट्रम लेना होगा और यह पता लगाना होगा कि उस स्पेक्ट्रम के लिए सबसे अधिक सैद्धांतिक अधिकतम क्या है (भार वक्र के आधार पर) और फिर आप मूल्य की गणना कर सकते हैं।

जैसा कि प्रत्येक एलईडी में एक अलग स्पेक्ट्रम होता है, इस डेटा को आसानी से प्राप्त करना कठिन होता है।

---

_{^{मुझे आशा है कि मैंने यहां कोई गलती नहीं की है, क्योंकि मैं हमेशा विषय को थोड़ा भ्रमित करता हूं, चाहे मैं कितनी भी बार इसे दोहराऊं।}}

Comments

इसलिए यदि आपकी बंद एलईड 25-50% के बीच कुशल है, और आपकी ऑफशोर एलईड पर्पोर्ट को 5-10 वॉट बिजली का उपयोग करने के लिए बंद करती है, और शैल्फ गरमागरम बल्बों की पर्चियों के लिए 50-100 वाट इलेट्रिकिटी का उपयोग करें। प्रकाश), क्या इसका मतलब है कि तापदीप्त बल्ब 2.5-5% कुशल थे?

— सिडनी

@ सादी हां, उसके आसपास कुछ। तापदीप्त बल्ब लगभग 2500 K से 3000 K पर 10 से 15 lm / W के बीच कुछ डालते हैं, 370 lm / W चमकदार प्रभावकारिता के ऊपर के मान के साथ, आप लगभग 3% से 4% चमकदार दक्षता के साथ समाप्त होते हैं। हाँ, बहुत बुरा है।

— आर्सेनल

उम्मीद है कि जीवनकाल में कुल बिजली की खपत से क्री चिप्स की कीमत मान ली जाती है, तो यह परिणाम अनिवार्य रूप से प्रकाश की लागत को कम करने के लिए मानव जाति द्वारा 700 साल के प्रयास को पूरा करता है: ourworldindata.org/light -the सबसे अच्छा संभव परिणाम केवल है 10% सुधार।

— user14717

रंग एलईडी के बारे में एक अनुवर्ती प्रश्न और एक उम्मीद के मुताबिक सही उत्तर यहां पाया जा सकता है: Electronics.stackexchange.com/questions/325949/…

— शस्त्रागार

Answer 2

जैसा कि टिप्पणियों में उल्लेख किया गया है, यह निर्भर करता है।

पुराने एल ई डी में अक्सर नए प्रकार की तुलना में कम दक्षता होती है।

कुछ बल्बों में एलईडी के लिए आवश्यक डीसी वोल्टेज को मुख्य वोल्टेज में बदलने के लिए अधिक कुशल इलेक्ट्रॉनिक्स होते हैं।

लेकिन दिए गए एलईडी लाइट बल्ब के लिए आप एक अनुमान लगा सकते हैं कि अक्सर तापदीप्त प्रकाश (प्रकाश उत्पादन की समान मात्रा के साथ) द्वारा आवश्यक बिजली की मात्रा बॉक्स पर मुद्रित होती है। विकिपीडिया के अनुसार तापदीप्त प्रकाश बल्ब की औसत दक्षता 2.2% है।

आइकिया "LEDARE" E-27 600 लुमेन प्रकाश बल्ब को एक उदाहरण के रूप में लेते हैं:

तापदीप्त बल्ब के लिए समतुल्य शक्ति: 48 W वास्तविक शक्ति का उपयोग: 8.6 W

तो इसका मतलब है कि यह बल्ब 48 / 8.6 = 5.6 होने का दावा करता है

एक गरमागरम बल्ब की तुलना में कई गुना अधिक कुशल है, जिसके परिणामस्वरूप:

5.6 * 2.2% = 12.3% दक्षता।

इस Ikea Ledare दीपक के लिए।

ध्यान दें कि यह कुल दक्षता है इसलिए इलेक्ट्रॉनिक्स की दक्षता खुद एल ई डी की दक्षता है।

उचित एलईडी ड्राइवर इलेक्ट्रॉनिक्स की दक्षता 85 - 99% होनी चाहिए (यह मेरा व्यक्तिगत अनुमान है!) इसलिए एल ई डी की वास्तविक दक्षता मेरे द्वारा गणना की गई 12.3% की तुलना में थोड़ी अधिक होगी।

यह मानते हुए कि आइकिया द्वारा दिए गए सभी नंबर निश्चित रूप से सही हैं।

Comments

धन्यवाद। हालाँकि, मैं पूरे प्रकाश फिटिंग के बजाय वास्तविक एलईडी में ही अधिक दिलचस्पी रखता हूं

— डिर्क ब्रुयर

Answer 3

प्रकाश की 1 लुमेन उत्पन्न करने के लिए आपको 1 / 683W की शक्ति की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है कि दक्षता कहीं 12% है। इसी तरह होता है:

सबसे पहले, मान लें कि हमारे पास एक प्रकाश है जो सभी दिशाओं के लिए समान रूप से विकिरण करता है। परिभाषा के अनुसार, 1 कैंडेला 1 / 683W (550nm मोनोक्रोमैटिक प्रकाश) है। 1 कैंडेला 1 स्टेरियन एंगल से विकिरण करता है, जो पूर्ण गोलाकार सतह क्षेत्र का 1/4 8 (8%) है। तो, आपको सभी दिशाओं में 1 कैंडेला का उत्पादन करने के लिए 4, / 683W की आवश्यकता है और कुल चमकदार प्रवाह 4 l = 12,6 lm है।

कौन सी शक्ति 1 lm के बराबर है? आप इसे 4π / 683W को 4 the से विभाजित करके प्राप्त करते हैं और अंतिम परिणाम (4 by / 683W) / 4 6 = 1 / 683W है। अनिवार्य रूप से, आपको 1 लुमेन चमकदार प्रवाह (1 / 4π = 0,08 कैंडेला से सभी 1 स्टेरियन कोण) बनाने के लिए 1 / 683W की शक्ति की आवश्यकता होती है।

उपरोक्त आकृति का उपयोग करते हुए आपको 900 लुमेन / 1,83W की जरूरत है ताकि 900 लुमेन चमकदार प्रवाह का उत्पादन किया जा सके।

मेरा असली प्रकाश बल्ब, एक स्थानीय स्टोर से खरीदा गया, राज्य में 900 एलएम और 11 डब्ल्यू की बिजली। मुझे लगता है कि यह सभी दिशाओं के लिए समान रूप से प्रकाश विकिरण करता है। पिछले आंकड़ों का उपयोग करते हुए, बल्ब की विद्युत दक्षता 1,32 W / 11 W = 0,12 है जो 12% दक्षता के बराबर है।

Comments

आप यह मानने में काफी त्रुटि का परिचय दे रहे हैं कि आप प्रकाश बल्ब मोनोक्रोमैटिक ग्रीन लाइट का उत्सर्जन कर रहे हैं। जैसा कि मेरे उत्तर में कहा गया है कि अधिकतम लुमेन प्रति वाट प्रकाश तापमान और रंग प्रतिपादन सूचकांक पर निर्भर करता है। @ 2700K, जो घरेलू बल्बों के लिए एक विशिष्ट मूल्य है, आप 370 एलएम / डब्ल्यू के मूल्य के साथ समाप्त होते हैं, इसलिए आपका बल्ब 22% कुशल होगा।

— शस्त्रागार