Straipsnyje pateikiama informacija rinkta 2024 metų pabaigoje, skaitant šį straipsnį vėlesniu laiku ši informacija gali būti pasikeitusi.
Didžiausias įmanomas žmogaus akiai matomos spinduliuotės šaltinio šviesos efektyvumas (kai šviesos bangos ilgis ~555 nm, žiūrint fotopinės regos sąlygomis) yra 683 lm/W. Tai nėra balta šviesa, o siaura žalia spektro dalis.
Baltai šviesai sukurti reikia platesnio spektro (dažniausiai – mėlyno LED ir fosforo mišinys arba kelių spalvų LED kombinacija), teorinis šios „idealios“ baltos šviesos efektyvumo maksimumas yra gerokai mažesnis nei 683 lm/W. Priklausomai nuo pageidaujamos spalvinės temperatūros ir CRI, teorinis maximumas siekia maždaug 300–350 lm/W (kai kur minima iki ~400 lm/W, jei CRI gali būti gana žemas).
Visi aukščiausi pasiekti efektyvumo skaičiai, kuriuos nurodo įvairūs gamintojai (Cree, Nichia, Samsung ir kt.), apsiriboja pačiu LED lustu, matuojamu optimaliausioje temperatūroje, maitinimo režime ir siaurame spalvos/CRI diapazone. Tokiuose eksperimentiniuose tyrimuose yra užfiksuoti >300 lm/W rodikliai (Cree laboratorijose buvo pasiekta ~303 lm/W, vėliau skelbta apie ~316 lm/W, o atskiros publikacijos mini ir kiek didesnes vertes).
Kai kalbama apie visą šviestuvą (t. y. LED lustą + maitinimo šaltinį (driver) + antrinę optiką + korpuso šiluminį valdymą), realiai laboratorijose fiksuoti didžiausi sistemos efektyvumai retai viršija ~250 lm/W. Didžiausią praktinę reikšmę turintys komerciniai šviestuvai šiuo metu rinkoje įprastai siekia ~200–220 lm/W.
Realūs gauti skaičiai yra ženkliai mažesni už teorinį galimą maksimalų efektyvumą dėl:
- Šviesos spektro ir CRI
- Norint pasiekti labai aukštą spalvų atgavos indeksą (CRI), tenka naudoti platesnį fosforo mišinį ar daugiau atskirų spalvų LED. Tai neišvengiamai mažina bendrą efektyvumą (lm/W).
- Šiluminiai nuostoliai
- LED lustai laboratorijose matuojami idealiai aušinamose sąlygose, dažnai žemomis srovėmis. Praktiškai šviestuvo korpuse esant aukštesnei temperatūrai diodo efektyvumas krenta.
- Maitinimo šaltinio (driver) ir optikos nuostoliai
- Net geriausi driveriai (maitinimo šaltiniai) turi tam tikrą našumo (angl. efficiency) praradimą. Taip pat ir lęšiai, difuzoriai, reflektoriai šiek tiek sumažina išgaunamos šviesos kiekį.
- Darbinis srovės režimas
- Norint turėti didelę šviesos srautą iš nedidelio kiekio LED, juos tenka maitinti didesne srove, o tai mažina efektyvumą. Laboratorijose, priešingai, norint „išspausti“ rekordinius lm/W, dažnai naudojamos nedidelės srovės, užtikrinančios aukštesnį diodo veiksmingumą.
Aukštas šviestuvo efektyvumas savaime ilgaamžiškumo nemažina; dažniau net priešingai – jei šviestuvas kruopščiai suprojektuotas, jis gali tarnauti ilgiau. Veikimo trukmę dažniausiai lemia bendras šiluminis dizainas, komponentų kokybė ir darbiniai režimai.
Kitos rūšies (nei LED) šviestuvų efektyvumai:
|
Lempos tipas |
Teorinis maksimumas |
Laboratorianiai pasiekimai |
Rinkos realybė |
|
Kaitrinės |
~50–60 lm/W |
~35–40 lm/W |
~10–20 lm/W |
|
Halogeninės |
~50–60 lm/W |
~40 lm/W |
~15–25 lm/W |
|
Liuminescencinės |
~200–300 lm/W |
~140–160 lm/W |
~80–110 lm/W (linijinės) |
|
Aukšto slėgio natrio (HPS) |
~300–500 lm/W (*) |
~200 lm/W |
~90–150 (kai kur ~160) lm/W |
|
Žemo slėgio natrio (LPS) |
~500–600 lm/W (*) |
~250+ lm/W |
~180–200 lm/W |
|
Metalo halogeninės |
~200–250 lm/W |
~150–160 lm/W |
~70–110 lm/W |
|
Gyvsidabrio |
~120–150 lm/W |
~70–80 lm/W |
~30–60 lm/W |
|
Indukcinės |
~200 lm/W |
~150 lm/W |
~80–140 lm/W |
|
LED (balta šviesa) |
~300–400 lm/W |
>300 lm/W (lusto lygmeniu) |
~140–220 lm/W (šviestuve) |
Lietuva neskiria didelio dėmesio į LED šviestuvų efektyvumo didinimą. Nuo 2014 iki 2024 metų per dešimtmetį vidutinis šviestuvų efektyvumas pakilo nuo 70 iki 110 lm/W. Rinkoje 2025 metų pradžioje galima rasti šviestuvų (lempų) kurių efektyvumas 180-200 lm/W, bet didžioji dalis parduodamų šviestuvų yra apie ~100 lm/W.