Science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Absolute versus relatieve efficiëntie:hoe efficiënt zijn blauwe LED's eigenlijk?

Bij het bespreken van de efficiëntie van lichtemitterende diodes (LED's), met name blauwe LED's, is het essentieel om het verschil tussen absolute en relatieve efficiëntie te begrijpen. Deze twee termen bieden verschillende perspectieven op de efficiëntie van deze apparaten.

Absolute efficiëntie:

Absolute efficiëntie verwijst naar de algehele efficiëntie van een LED bij het omzetten van elektrische energie in zichtbaar licht. Het wordt berekend door de totale lichtstroom (gemeten in lumen) die door de LED wordt uitgezonden, te delen door het totale elektrische vermogen (gemeten in watt) dat door de LED wordt verbruikt. Het absolute rendement wordt gewoonlijk uitgedrukt als een percentage.

Als een LED bijvoorbeeld 100 lumen licht uitzendt terwijl hij 10 watt elektrisch vermogen verbruikt, zou zijn absolute efficiëntie zijn:

Absoluut rendement =(100 lumen / 10 watt) * 100 =10%

In dit geval zet de LED 10% van de elektrische energie die hij verbruikt om in zichtbaar licht, terwijl de resterende 90% verloren gaat als warmte of andere vormen van energie.

Relatieve efficiëntie:

Bij relatieve efficiëntie worden de prestaties van een LED daarentegen vergeleken met een referentielichtbron, meestal een gloeilamp. Deze wordt berekend door de lichtstroom van de LED te delen door de lichtstroom van een gloeilamp die dezelfde hoeveelheid elektrisch vermogen verbruikt. Het relatieve rendement wordt uitgedrukt als een percentage of een verhouding (bijvoorbeeld LED-efficiëntie/gloeilampefficiëntie).

Als een LED bijvoorbeeld 100 lumen licht uitzendt terwijl hij 10 watt aan elektrisch vermogen verbruikt, en een gloeilamp 10 lumen licht uitzendt terwijl hij dezelfde 10 watt verbruikt, zou de relatieve efficiëntie van de LED zijn:

Relatieve efficiëntie =(100 lumen / 10 lumen) =10

In dit geval is de LED 10 keer efficiënter dan de gloeilamp bij het omzetten van elektrische energie in zichtbaar licht.

Welke efficiëntiestatistiek moet u gebruiken:

De keuze welke efficiëntiemaatstaf moet worden gebruikt, hangt af van de context en het doel van de discussie. Absolute efficiëntie geeft een maatstaf voor de algehele conversie-efficiëntie van een LED, terwijl relatieve efficiëntie helpt om de prestaties van verschillende lichtbronnen te vergelijken.

Over het algemeen is absolute efficiëntie een nuttiger maatstaf bij het evalueren van de algehele prestaties en energie-efficiëntie van een LED. Relatieve efficiëntie kan echter nuttig zijn bij het vergelijken van de verlichtingsopbrengst van verschillende technologieën of bij het nemen van beslissingen over verlichtingsupgrades of -vervangingen.

Blauwe LED's Efficiëntie:

Blauwe LED's blijven qua efficiëntie historisch gezien achter bij andere LED-kleuren. Dit komt voornamelijk door de hogere energie die nodig is om blauw licht te produceren in vergelijking met andere kleuren. De vooruitgang op het gebied van halfgeleidermaterialen en het ontwerp van apparaten heeft de efficiëntie van blauwe LED's de afgelopen jaren echter aanzienlijk verbeterd.

Hoewel de absolute efficiëntie van blauwe LED's nog steeds lager is in vergelijking met andere kleuren, hebben ze indrukwekkende niveaus bereikt. De modernste blauwe LED's kunnen een absoluut rendement van ongeveer 60-80% bereiken, wat betekent dat ze een aanzienlijk deel van de elektrische energie die ze verbruiken, omzetten in blauw licht.

Op het gebied van relatieve efficiëntie hebben blauwe LED's nog een inhaalslag te maken ten opzichte van andere kleuren. Ze hebben echter aanzienlijke verbeteringen aangebracht en presteren nu verschillende ordes van grootte beter dan gloeilampen.

Over het geheel genomen hebben blauwe LED's een lange weg afgelegd op het gebied van efficiëntie, en ze blijven verbeteren naarmate de technologie vordert.