Uitgebreid uitgelegd: Lichtrendement van lichtbronnen

De lichtopbrengst van lichtbronnen - Een essentiële meetwaarde voor het bepalen van energie-efficiëntie.

Lichtrendement - De efficiëntie van een lichtbron

Energielabels zijn erg handig om een globaal idee te krijgen van de energie-efficiëntie van een elektrisch apparaat of een gloeilamp, maar bij nader inzien zijn deze classificaties niet erg zinvol. Vooral de verschillende labels kunnen klanten snel misleiden. Tot maart 2021 golden classificaties van A+++ tot D, daarna werden alle apparaten geclassificeerd van A tot G. Niet elke fabrikant houdt zich hier echter aan, omdat A+ nog steeds beter klinkt dan energie-efficiëntieklasse D. Een oude A+++ zou volgens de huidige classificatie A of B zijn, en de voormalige A is nu slechts E of zelfs F. Dat is echter niet het onderwerp van dit artikel, dus we zullen ons concentreren op de echt interessante waarde die een veel betere en nauwkeurigere vergelijking oplevert: de lichtopbrengst van een lichtbron. Zoals altijd stap voor stap uitgelegd.

Wat betekent lichtrendement?

De lichtopbrengst geeft aan hoe efficiënt een lichtbron werkt, dat wil zeggen hoeveel licht deze produceert in verhouding tot het elektriciteitsverbruik. Om dit te meten, wordt de hoeveelheid licht uitgedrukt in lumen (lm) en het energieverbruik in watt (W). De resulterende waarde wordt lumen per watt (lm/W) genoemd. De lichtopbrengst is dus een objectieve waarde waarmee verschillende lichtbronnen met elkaar kunnen worden vergeleken. Deze informatie helpt u energiezuinige lampen te herkennen en een weloverwogen keuze te maken, zowel thuis, op kantoor als in openbare gebouwen. Een hoge lm/W-waarde betekent dus meer licht en een lager stroomverbruik. Hoe hoger deze waarde, hoe efficiënter de lamp. Helaas is de lichtopbrengst geen verplichte specificatie, waardoor fabrikanten van minder efficiënte lichtbronnen deze niet graag op de productverpakking vermelden. Aangezien de lichtopbrengst echter eenvoudig kan worden berekend door lumen te delen door watt, kunt u deze indien nodig gemakkelijk zelf bepalen. De lichtstroom (lumen) en het stroomverbruik (watt) zijn volgens de EU-regelgeving verplichte informatie. Toch vermelden sommige fabrikanten deze informatie vrijwillig, vooral voor bijzonder efficiënte producten.

Verschillen in lichtopbrengst tussen verschillende lichtbronnen

Verschillende lichtbronnen hebben een verschillende lichtrendement, wat betekent dat sommige lampen meer licht produceren met minder energieverbruik dan andere. Dit betekent dat er ofwel een lager wattage kan worden gebruikt met hetzelfde aantal lichtbronnen, ofwel dat er minder lampen nodig zijn om dezelfde hoeveelheid licht te verkrijgen met een vergelijkbaar wattage van een enkele lichtbron. De waarden kunnen aanzienlijk variëren.

Een klassiek voorbeeld is de gloeilamp, die een warme, aangename lichtomgeving creëert, maar in vergelijking met modernere lampen relatief weinig licht geeft en veel energie verbruikt. Een typische gloeilamp heeft een lichtrendement van ongeveer 12 lumen per watt (lm/W). Dit betekent dat ze slechts een kleine hoeveelheid licht produceren per watt verbruikt vermogen. Halogeenlampen zijn een verbeterde vorm van de gloeilamp en geven iets meer licht bij een vergelijkbaar energieverbruik. Ze halen ongeveer 15-25 lm/W. Ook hier is de energie-efficiëntie nog aanzienlijk lager dan bij moderne lichtbronnen, maar ze hebben een langere levensduur en een betere kleurweergave. Fluorescentielampen, waaronder spaarlampen en fluorescentielampen die algemeen bekend staan als neonbuizen, zijn aanzienlijk efficiënter en bereiken een lichtrendement van ongeveer 50-70 lm/W. Ze zijn een veelgebruikt alternatief in veel huishoudens omdat ze meer licht geven bij een lager stroomverbruik, maar sommige mensen vinden het licht minder aangenaam.

LED-lampen zijn momenteel de meest efficiënte lampen die verkrijgbaar zijn. Ze bieden een lichtopbrengst van ongeveer 80 tot 120 lm/W en meer, waardoor ze een zeer energiezuinige keuze zijn. Concreet betekent dit dat LED-spots tot tien keer meer licht geven dan verouderde gloeilampen. LED's zijn niet alleen zuiniger, maar ook duurzamer en hebben een betere kleurweergave dan veel oudere soorten lampen.

Overzicht van de lichtopbrengst van typische lichtbronnen

• LED-lamp Ca. 80 – 120 lm/W (en meer)
• Fluorescentielamp Ca. 50 – 70 lm/W
• Halogeenlamp Ca. 15 – 25 lm/W
• Gloeilamp Ca. 12 lm/W

NOTITIE: LED's – zoals onze OUTDOOR LED-spots – zijn over het algemeen de beste keuze als het gaat om een hoge lichtopbrengst en een laag stroomverbruik.



De afbeeldingen die het effect van verschillende lumenwaarden illustreren, zijn AI-gegenereerd.

Hoe wordt de lichtopbrengst gemeten?

De lichtrendement wordt berekend aan de hand van de gemeten waarde van de lichtstroom. Deze wordt gemeten met behulp van speciale apparaten, zogenaamde integratiesferen of goniometers. Deze registreren hoeveel licht een lamp in alle richtingen uitstraalt. De meting wordt uitgevoerd onder gestandaardiseerde omstandigheden om vergelijkbare waarden te verkrijgen. Het is belangrijk dat bij de meting niet alleen rekening wordt gehouden met de maximale helderheid, maar met het totale zichtbare licht dat in alle richtingen wordt uitgestraald. Beide meetmethoden zijn onderworpen aan strikt gedefinieerde omgevingsfactoren om betrouwbare en reproduceerbare metingen te verkrijgen. Deze omvatten onder andere de kamertemperatuur, de netspanning en de brandduur van de lamp.

Lichtstroom meten met de Ulbricht-bol

De Ulbricht-bol, ook wel integratiesfeer genoemd, is een bolvormig meetinstrument met een volledig diffuus reflecterende coating, meestal wit, aan de binnenkant. De lichtbron wordt in de bol geplaatst of bij een opening gepositioneerd. Door de diffuse reflectie van het licht op de binnenwand wordt het licht gelijkmatig verdeeld, zodat het onafhankelijk is van de richting van de lichtbron. Een speciale sensor meet vervolgens de totale hoeveelheid licht die binnen de bol wordt gereflecteerd. Deze meetmethode is bijzonder geschikt voor kleine tot middelgrote lichtbronnen die gelijkmatig licht uitstralen en meet de totale lichtstroom van de bron.

Lichtstroommeting met de goniofotometer

Een goniophotometer wordt gebruikt om zowel de lichtstroom als de ruimtelijke verdeling van de lichtstraling te meten. Het meet de lichtstroom vanuit verschillende hoeken rond de lichtbron. Hiervoor wordt de lichtbron op een draaiende arm gemonteerd of tegelijkertijd door meerdere meetsensoren vanuit verschillende posities gedetecteerd en gemeten. De afzonderlijke lichtintensiteitswaarden uit alle richtingen worden vervolgens bij elkaar opgeteld om met behulp van een complexe formule de totale lichtstroom te berekenen. Deze methode is bijzonder nauwkeurig en wordt vooral gebruikt voor grotere of asymmetrisch stralende armaturen, zoals straatlantaarns of schijnwerpers voor stadionverlichting.

NOTITIE: De lichtstroom is een verplichte specificatie voor lichtbronnen die in de EU op de markt worden gebracht en kan worden gebruikt om de lichtopbrengst van de lichtbron te berekenen indien de fabrikant deze waarde niet vrijwillig verstrekt.

Wat beïnvloedt de lichtopbrengst?

De lichtopbrengst van een lichtbron wordt in verschillende mate beïnvloed door een aantal factoren. Sommige daarvan kunnen de efficiëntie verbeteren, terwijl andere een negatief effect hebben op de efficiëntie van de lamp. Sommige parameters houden rechtstreeks verband met het ontwerp en de constructie van de lichtbron zelf, terwijl andere de werkelijk waargenomen helderheid kunnen beïnvloeden. Dit betekent bijvoorbeeld dat een identieke lamp aanzienlijk helderder zal lijken in een witte kamer dan in dezelfde kamer met donkerdere muren.

Factoren die van invloed zijn op de lichtbron zelf zijn onder meer de spanning, de omgevingstemperatuur, de kleurtemperatuur en het aantal bedrijfsuren. De factoren die geen invloed hebben op de lichtopbrengst, maar wel op een of andere manier de helderheid van de lichtbron beïnvloeden, zijn zeer talrijk, waardoor dezelfde lichtbron zeer verschillende helderheidseffecten kan produceren. De belangrijkste factoren, waarvan sommige zeer opvallend zijn, zijn de afstand van de lichtbron of lamp, de helderheid van de omgeving en het gebruik van lampenkappen, reflectoren of diffusers, die het licht diffuser en breder doen lijken.

Factoren die van invloed zijn op de gemeten lichtopbrengst

• Licht kleur Hoe lager de kleurtemperatuur, hoe hoger de lichtopbrengst
• Temperatuur Stijgende temperaturen kunnen de hoeveelheid licht verminderen
• Spanning De lichtbron wordt gedimd door de spanning te verlagen
• Vergrijzing De lichtstroom kan afnemen naarmate het aantal bedrijfsuren toeneemt

Factoren die de werkelijke helderheid beïnvloeden

• Afstand Hoe groter de afstand, hoe minder licht
• Omgeving Donkere muurverf vermindert de helderheid van de ruimte
• Reflectoren Meer directe stralingshoeken geven vorm aan de lichtopbrengst
• Optiek De vorm van de lens kann licht verstrooien of concenteren

Met deze blogpost over gloeilampen willen we wat meer duidelijkheid verschaffen over de efficiëntie van gloeilampen, want hoewel het standaard energielabel goed bedoeld is, is het uiteindelijk niet erg informatief. We hopen dat het nu wat duidelijker is hoe een dergelijke classificatie tot stand komt en waarom gloeilampen in verschillende omgevingen helderder of dimmer lijken. Zoals altijd kunt u ons een e-mail sturen als u vragen heeft over dit onderwerp. Wij ontvangen graag feedback of als u deze post wilt delen, want elke tekst kost veel tijd en moeite, maar het is werk waar wij met passie aan werken.

Als u op de hoogte wilt blijven, wilt weten wat ons bezighoudt en wat er in onze online winkel gebeurt, volg ons dan op Instagram en Facebook. We waarderen iedere like.

Jullie Sascha van S-Polytec