Efficacité et efficacité énergétique des ampoules LED

Les concepts d’efficience et d’efficacité des ampoules LED sont souvent confondus, et cela principalement pour deux raisons ; D’une part, il y a une similitude dans les deux mots et d’autre part, ce sont des termes liés, où l’efficacité de la LED dépend de son efficacité.

L’efficacité énergétique d’une LED indique le rapport entre l’énergie électrique consommée et le flux lumineux émis. Tandis que l’efficacité d’une LED mesure « dans quelle mesure » une source lumineuse LED produit de la lumière visible et est exprimée en lumens par watt (lm/W). Le maximum théorique est de 350 lm/W ce qui équivaudrait à 100 %.

Comme l’efficacité énergétique dépend de l’efficacité, sa valeur est donnée en pourcentage. Pour déterminer l’efficacité d’une LED, la consommation d’énergie et le flux lumineux émis doivent être mesurés, puis comparés à l’efficacité maximale théorique.

Existe-t-il une LED 100% efficace?

L’une des premières questions qui se posent serait: Quelle est l’efficacité maximale qu’une ampoule LED peut atteindre? Pour y répondre, il faut commencer par regarder l’efficacité de l’ampoule en question, en se rappelant que l’efficacité lumineuse maximale théorique est de 350lm/W.

Par exemple; Si nous avions une source de lumière LED avec un flux lumineux de 1050 lumens et une consommation de 3 watts, nous aurions affaire à une ampoule LED avec une efficacité de 350 lm/W (1050lm / 3W) et, par conséquent, ce serait une source lumineuse à l’efficacité 100% énergétique Cependant, dans la pratique, de telles ampoules LED sont utopiques.

L’efficacité réelle des sources lumineuses LED actuelles est de 30% à 40%. En dehors de cela, une efficacité de 100% ne serait pas possible en pratique, car il existe de nombreux composants dans une ampoule LED où des pertes se produisent sous forme de chaleur et d’autres effets électriques.

Quelle est l’efficacité maximale d’une ampoule LED?

Pour obtenir l’efficacité la plus élevée possible pour le luminaire ou l’ampoule LED, les diodes électroluminescentes les plus efficaces possibles doivent être installées. Par exemple, la LED319A haute puissance de Nichia atteint une efficacité lumineuse stupéfiante de 164 lm/W. Si nous faisons une règle de 3, nous obtenons que si 100% est 350lm/W, alors 164lm/W nous donne une efficacité d’un peu moins de 47%.

Cette efficacité de 47% est le record actuel de la production de masse, car de meilleures efficacités peuvent être obtenues dans les laboratoires.

Dans tous les cas, ce n’est que l’efficacité de la diode électroluminescente. Une ampoule LED contient également un pilote LED et d’autres composants par lesquels l’efficacité globale est réduite.

Les ampoules LED actuelles ont une efficacité d’environ 30 à 40 %, de sorte que la majeure partie de l’énergie utilisée est émise sous forme de chaleur plutôt que de lumière.

L’efficacité d’une ampoule LED peut-elle être augmentée?

Si nous voulons augmenter l’efficacité énergétique d’une source lumineuse, nous devons comprendre que l’efficacité globale comprend tous les composants que contient une ampoule.

La température interne atteinte par les ampoules LED a une grande influence sur la baisse d’efficacité, et est souvent sous-estimée. Plus la température de fonctionnement d’une ampoule LED est basse, meilleure est son efficacité et donc son rendement.

Une bonne gestion thermique à l’intérieur de la source lumineuse pour dissiper la chaleur résiduelle de la diode LED dans l’environnement est donc importante:

• Achetez toujours des ampoules auprès de fabricants réputés. Il est conseillé d’éviter d’acheter des ampoules bon marché en provenance de Chine.
• Il existe des ampoules conçues pour être installées dans des accessoires fermés et d’autres qui ne le permettent pas. Si vous utilisez la mauvaise ampoule dans une lampe fermée, son efficacité énergétique chutera rapidement.
• N’installez jamais d’ampoules à proximité de sources de chaleur, car cela empêchera non seulement l’ampoule de dissiper la chaleur, mais elle s’accumulera à l’intérieur, ce qui entraînera une baisse d’efficacité.
• Essayez de vous assurer que les ampoules sont toujours proches du courant, afin de dissiper plus facilement la chaleur dans l’environnement.

Où se produisent les pertes d’efficacité dans une ampoule LED?

Une ampoule LED contient plusieurs composants où des pertes peuvent se produire, et dans la plupart des cas, ce sont les suivantes:

• électronique du pilote
• Diode(s) électroluminescente(s)
• Optique

L’électronique du pilote ou l’alimentation convertit la tension secteur de 230 V en tension de fonctionnement requise pour la LED. Ces circuits électroniques sont construits différemment selon les fabricants et ont des rendements de 70 à 90 %.

Les LED installées dans l’ampoule ont la plus grande influence sur l’efficacité globale. Le facteur décisif ici est la quantité de lumière qui peut être obtenue du semi-conducteur et transmise à l’environnement. Les LED blanc chaud disponibles sur le marché sont généralement équipées de diodes électroluminescentes d’un rendement de l’ordre de 25 à 35 %.

L’optique (lentilles, filtres de couleur, etc.) à l’intérieur d’une ampoule LED influence également l’efficacité globale. Des lentilles diffusantes spéciales pour atteindre un certain angle d’ouverture ont une très bonne efficacité par rapport à celle des LED elles-mêmes.

Comment est calculée l’efficacité d’une ampoule LED?

L’efficacité globale d’une ampoule LED est calculée en multipliant les efficacités individuelles de tous les composants qu’elle contient.

Vous souhaitez calculer l’efficacité d’une ampoule LED? Réglez d’ abord l’efficacité lumineuse (lumens par watt) par rapport au maximum physiquement possible (350 lm/W) pour les LED blanc froid.

Comparaison de l’efficacité et de l’efficacité lumineuse

Les ampoules et luminaires LED sont de loin les sources lumineuses les plus efficaces de notre époque. Cependant, il faut un certain temps avant que toutes les anciennes technologies d’éclairage soient entièrement converties en LED.

Si vous êtes sur le point de convertir de vieilles ampoules en LED, la comparaison suivante de l’efficacité de diverses technologies d’éclairage vous aidera. Fondamentalement, l’efficacité est toujours légèrement meilleure à des puissances plus élevées.

Efficacité des ampoules à incandescence

L’efficacité des ampoules à incandescence bien connues n’est que de 5% de l’énergie électrique utilisée. Les 95 % restants sont rejetés dans l’environnement sous forme de chaleur. C’est pourquoi même les ampoules à incandescence à faible puissance et à faible luminosité deviennent très chaudes pendant le fonctionnement.

De plus, l’efficacité lumineuse d’une ampoule à incandescence est comprise entre 10 lm/W et 15 lm/W, selon la classe de puissance. Ils ont entre 2,85 et 4,25% d’efficacité

Efficacité de l’ampoule halogène

Les lampes halogènes ont une efficacité d’environ 10 %. Les 90% restants sont rayonnés sous forme de chaleur dans l’environnement.

L’efficacité lumineuse d’une ampoule halogène est comprise entre 15 lm/W et 20 lm/W, selon la classe de puissance. Par conséquent, l’efficacité n’est que légèrement meilleure que celle d’une ampoule à incandescence. Ils ont entre 4,25 et 5,75% d’efficacité

Efficacité des ampoules basse consommation

Après tout, l’ampoule à économie d’énergie atteint une efficacité allant jusqu’à 25%. Ici, seulement 75 % de l’énergie électrique est convertie en chaleur.

L’efficacité lumineuse est de 40 lm/W à 60 lm/W. L’efficacité par rapport à l’ampoule à incandescence est d’au moins un facteur de quatre à cinq. Ils ont entre 11,50 et 17,15% d’efficacité

Tableau de comparaison de l’efficience et de l’efficacité

Comparaison de l’efficacité et de l’efficacité lumineuse de différentes sources lumineuses

conclusion

Avec une efficacité de 30% à 40%, les ampoules LED sont aujourd’hui parmi les sources lumineuses les plus efficaces au monde. Vous savez maintenant comment calculer l’efficacité d’une ampoule LED avant de l’acheter. Vous pouvez donc vous assurer d’acheter une ampoule LED performante à haute efficacité lumineuse.