기존 조명 루멘(나트륨, 수은, 금속 할로겐화물)과 LED 조명의 카탈로그 루멘을 직접 비교하여 정확한 결과를 얻을 수 없는 이유.
인간의 눈이 인지하는 루멘의 양은 사용된 조명 기술의 유형에 따라 다르기 때문에 제품 카탈로그에 나열된 루멘의 수는 LED 조명을 기존 조명과 비교하는 데 사용할 수 없습니다. 세 가지가 이를 설명합니다.
1. LED 조명은 더 제한적인 기존 전구보다 더 넓은 스펙트럼의 빛을 제공합니다.
2. 루멘 값을 계산하는 일반적인 방법에서는 인간의 눈이 다양한 수준의 빛에 반응하는 방식의 다양성을 고려하지 않습니다.
3. 기존 램프의 광속 측정은 광원만 고려하는 반면 LED 조명의 측정에는 전체 설비 및 전원 공급 시스템이 포함됩니다.
1. LED 조명은 더 제한적인 기존 전구보다 더 넓은 스펙트럼의 빛을 제공합니다.
램프의 출력 광 전력을 추정하는 기존의 접근 방식은 물체에서 반사되는 빛을 허용하지 않습니다. 그러나 사실 표면의 색상에 따라 물체는 다른 방식으로 빛을 반사합니다. 예를 들어 노란색 조명을 사용하여 녹색 항목을 비추면 전체 광선이 물체 표면에 흡수되어 물체가 어둡게 보입니다. 이러한 유형의 조명을 가진 녹색 개체를 검은색 표면에 놓으면 완전히 보이지 않게 됩니다. 실제로는 실제 사물에 빛이 반사되어 약간 다른 효과가 나타납니다. 예를 들어 잔디는 녹색으로 보이지만 실제로는 다양한 색소(예: 엽록소, 카로티노이드, 크산토필 등)를 포함하므로 노란색 빛을 비추면 광선의 일부를 반사하여 회색으로 나타납니다.
가로등에 사용되는 나트륨 램프는 광 스펙트럼이 제한되어 있어 충분한 가시성을 확보하기 위해 많은 빛을 제공해야 합니다. 태양의 스펙트럼과 마찬가지로 LED 조명은 빛의 범위가 넓습니다. 결과적으로 개체 색상 차이가 더 뚜렷해져서 대비가 향상되고 주어진 공간에서 가시성이 향상됩니다. 따라서 LED 조명은 훨씬 적은 루멘을 사용하면서도 향상된 시각적 선명도를 제공합니다.
2. 루멘 값을 계산하는 일반적인 방법에서는 인간의 눈이 다양한 수준의 빛에 반응하는 방식의 다양성을 고려하지 않습니다.
간상체와 원뿔체는 우리 눈에서 발견되는 광수용체의 두 가지 기본 범주입니다. 추체는 색각(때때로 "사진 시력"이라고도 함)이 가능하고 밝은 빛에 민감하며 낮에는 정상적으로 기능합니다. 그럼에도 불구하고 간상체는 도전적인 상황(빛이 거의 없음)에서 빛 자극에 반응합니다. 이를 암순시(야간 시력 동안 색을 감지하는 추체가 휴면 상태이기 때문에 사람이 무색 환경을 인지할 때)라고 합니다.
빛의 강도를 감지하는 데 사용되는 광도계에 의해 광시(photopic vision)만 측정됩니다. 그러나 실제 상황에서는 간상체와 원뿔체("박명시"라고도 함)가 빛을 처리하는 데 사용됩니다. S/P 비율은 기존의 루멘을 육안으로 실제로 볼 수 있는 루멘으로 변환할 수 있기 때문에 이러한 상황에서 유용합니다.
빛의 청록색과 녹색-황색 색조의 비율을 S/P라고 합니다. 더 큰 비율 값과 개선된 가시성은 더 큰 비율의 청록색 색상으로 생성됩니다. S/P 비율이 높은 광원은 낮은 광도에서 시력을 향상시킵니다.
이 표는 기존의 루멘을 인간의 눈이 진정으로 인지할 수 있는 루멘으로 변환하는 방법을 보여줍니다. 효율성이 크게 향상되어 LED 조명은 에너지를 덜 사용하면서 향상된 가시성을 제공합니다.
3. 기존 램프의 광속 측정은 광원 자체만 고려하는 반면 LED 조명의 측정에는 전체 설비 및 전원 공급 시스템이 포함됩니다.
실온에서 기존의 나트륨, 수은 및 메탈 할라이드 방전 램프의 효율이 고려되는 유일한 요소입니다. 램프가 장착된 소켓의 영향은 이 방법에서 고려되지 않습니다. 고압 나트륨 램프와 일부 유형의 LED 조명은 매우 효율적일 수 있습니다(예: 와트당 최대 100루멘). 그러나 에너지 효율 비율 자체는 주어진 용도에 대해 광원이 실제로 제공하는 실제 빛의 양을 반영하지 않습니다.
조명의 효율성은 조명기구의 램프와 관련하여 평가되어야 합니다. 조명의 루멘 출력을 측정하는 대신 최종 목표에 도달하는 루멘을 측정해야 합니다. 이러한 조명 효율 측정은 조명원에서 생성된 루멘과 결코 일치하지 않습니다. 조명기구에 놓인 조명에 영향을 미치는 요인은 효율성 저하의 원인입니다.
전통적인 조명은 모든 방향으로 빛을 발산하는데, 이를 갇힌 빛이라고 합니다. 이러한 광원은 가능한 한 많은 빛을 반사하고 의도한 대상에 초점을 맞추도록 만들어진 소켓 내에 충분한 거울이 필요합니다. 그러나 모든 광선을 효율적으로 방향을 바꿀 수는 없습니다.
- 보호 렌즈: 조명기구는 일반적으로 보호 목적 외에도 광선을 의도한 대상에 집중시키는 데 도움이 되는 렌즈를 특징으로 합니다. 렌즈를 만드는 데 사용되는 재료가 100% 광 투과성을 갖지 않기 때문에 광 출력의 일부가 손실됩니다.
- 작동 온도 - 온도 변동의 경우 여러 광원의 성능이 저하됩니다. 25도에서 소스 효율이 측정됩니다. 그러나 특히 가로등의 경우 실제 작동 온도는 테스트 온도와 크게 다릅니다.
전원: 대부분의 광원에는 입력 전압을 램프의 특정 전압으로 변경할 수 있는 전원 공급 장치가 있습니다. 전원 공급 장치 손상은 5%에서 25%까지 다양합니다.
조명의 궁극적인 성능에 영향을 미치고 LED 조명을 기존 조명과 비교하는 데 중요한 또 다른 요소는 시간 경과에 따른 성능 저하입니다. 기존의 광원, 특히 메탈 할라이드 램프는 짧은 사용 후에도 상당한 성능 저하가 특징입니다.
고압 나트륨 조명의 사용 수명은 24 000시간이지만 원래 효율의 30% 이상을 잃습니다. 메탈 할라이드 램프의 수명은 6,000–15,000시간이고 효율 손실은 최대 50%입니다. 수명이 50 000~100 000시간인 LED 조명은 50 000시간 사용 후 생산성이 30% 감소합니다.
앞서 언급한 비교는 LED 조명이 기존 조명 소스보다 훨씬 더 긴 시간 동안 우수한 성능을 제공하여 조명을 교체하거나 수리할 필요성을 크게 지연시킬 수 있음을 분명히 보여줍니다.
사례 연구: 미국 위스콘신 주에서는 학교 주차장에서 사용하던 고압 나트륨 조명을 8040루멘을 제공하는 LED 전구로 교체했습니다. 이전 조명은 19 000 루멘을 제공했습니다. 조명 업그레이드 후 해당 지역의 조명이 더 낮아졌음에도 불구하고 주차장 고객들은 해당 지역의 조명이 훨씬 더 밝아졌다고 말했습니다.
고압 나트륨등(19 000루멘)이 비추는 지역에 비해 주차장 좌측은 LED조명(8040루멘)으로 시인성이 우수합니다.
