LBC factor

Vergelijken van LED armaturen met LBC factor

Onderstaande tekst is de Nederlandse vertaling van het document Evaluating performance of LED based Luminaires, Lighting Europe.

Er zijn (nog) geen universele standaarden om LED armaturen, vooral de prestaties van LED armaturen, te vergelijken. De grootste uitdaging voor de professionele markt is om hier een standaard voor te creëren. Vandaag de dag worden, vaak onwetend, appels met peren vergeleken. De LBC factor biedt uitkomst.

Het vergelijken van prestaties van LED armaturen is ingewikkeld om twee redenen:

1. Het gebruik van verschillende technische definities en variabelen. Bijvoorbeeld het inconsistent, door elkaar gebruiken van data van de LED’s en van de LED armatuur.
2. Technische ontwerpkeuzes kunnen een enorm verschil in prestaties creëren. Bijvoorbeeld LED buizen met interne of een externe driver.

Vaak worden alle parameters zoals lumen per Watt, stroomverbruik (W), CRI etc. gemeten bij een Ta (omgevingstemperatuur) van 25°C. Daar bestaat overeenstemming over in de markt. Maar, deze dataset kan wel verkeerd worden gepresenteerd. Voorbeelden van mispresentatie;

1. Lumenoutput van de LED wordt gecommuniceerd in plaats van de lumenoutput van de armatuur.
2. Data op basis van de 25°C wordt gebruikt en niet de data van de specifieke armatuur die door ontwerp bijvoorbeeld hoger kan liggen.
3. Stroomverbruik van LED wordt gecommuniceerd en niet het verbruik van de gehele armatuur (inclusief LED driver en met noodverlichting bijvoorbeeld).
4. Onjuiste vergelijking van efficiëntie van armaturen door het gebruik van interne of externe driver of aansturing d.m.v. sensoren. (interne/externe bewegingssensor bijvoorbeeld).
5. Een combinatie van onjuiste input power en lumenoutput waarden waardoor de efficiëntie hoger lijkt.

Vergelijken van levensduur en LC factor

Er zijn twee relevante levensduurbepalingen, ‘gradual’ (geleidelijke) en ‘abrupte’ lumenoutput degradatie:

1. Geleidelijke degradatie (L) geeft weer hoeveel lumenoutput nog beschikbaar is na de weergegeven periode. Het getal is een percentage. Bijvoorbeeld 100.000 L80. Dit betekent dat na 100.000 uur nog 80% van de oorspronkelijke lumenoutput wordt geleverd. Dit kan een combinatie zijn van LED’s die minder produceren én LED’s die helemaal geen licht meer produceren.
2. Abrupte degradatie beschrijft de situatie waarbij de LED armatuur helemaal geen licht meer geeft omdat het systeem (door bijvoorbeeld een noodzakelijk defect component) niet meer werkt. Dit wordt weergeven als ‘C’. 100.000 L80C10 betekent dat er 10% kans is op abrupte degradatie (lees: uitval) tijdens de 100.000 uur.

Belangrijk om te weten dat alles op basis van extrapolatie wordt berekend. Het is dus altijd een verwachting en geen exacte meting. De IEC standaarden worden geadviseerd te vermelden, maar daarbij wordt niet beschreven hoe deze gemeten moeten worden. De consequentie is nu dat de kwaliteit van deze extrapolaties erg uiteenloopt en een significant risico bestaat op appel met peer vergelijkingen.

Gerenommeerde verlichtingsproducenten zullen deze twee waarden (Median Useful Life and associated Abrupt Failure Value) baseren op historische data en kennis, component- en warmteontwikkeling testen. Normaliter gaan levensduurvermeldingen daarom altijd gepaard met omgevingstemperatuur, aantal branduren en het aantal aan/uit schakelingen.

Geleidelijke degradatie van LED

De geleidelijke outputdegradatie op een bepaald moment wordt ‘Usefull Life’ genoemd en wordt weergegeven als LxBy (bijvoorbeeld L70B50). Deze weergave staat voor de leeftijd waarbij een gegeven percentage van de LED’s (y) niet meer de lumenbehoudsfactor (LB factor) kan halen (x). Om de uitkomsten goed te kunnen begrijpen en te standaardiseren introduceerde de IEC de Median Useful Life (50%). Dat betekent dus het moment dat 50% van de LED’s gedegradeerd zijn in lumenoutput. In het begin was B50 de standaard en werd niet benoemd achter de L factor (L70B50 werd voorheen gecommuniceerd als L70).

Naast de mediaanwaarde (B50) zijn in de markt ook schijnbaar andere B waardes ontstaan. B10 bijvoorbeeld en zelfs B0. Er bestaat geen enkele wetenschappelijke onderbouwing voor of overeenstemming over hoe deze parameter gemeten of toegepast moet worden.

Wanneer dezelfde methodologie wordt gebruikt als voor het berekenen van de B50 blijkt uit een gedetailleerde analyse van verschillende productdata, afkomstig van fabrikanten aangesloten bij Lighting Europe, dat bij een geprojecteerde levensduur van 100.000 uur, het verschil in lumenoutput degradatie tussen B10 en B50, 1% is, in het voordeel van B50. Dit verschil kan als verwaarloosbaar worden beschouwd. Lighting Europe adviseert dan ook stellig om geen andere waarde dan de B50 te gebruiken.

Statistisch gezien weergeeft de B50 met voldoende precisie de degradatie en het gedrag van LED in een armatuur weer. Lighting Europe adviseert het promoten en weergeven van de Median Useful Lifetime als Lx, zonder de B50 toevoeging.

Abrupte degradatie van LED en LBC factor

Een belangrijke parameter die meegenomen moet worden in de verwachting van een hoge levensduur is de betrouwbaarheid. Een LED armatuur gaat namelijk net zo lang mee als het component met de kortste levensduur. Er zijn diverse kritische componenten in een LED armatuur die de betrouwbaarheid beïnvloeden.

1. LED behuizing & verbindingen
2. Actieve & passieve koeling
3. Mechanische verbindingen en pakkingsafdichtingen
4. Elektronica
5. Optische materialen

Degradatie van optische materialen leiden eerder tot een geleidelijke degradatie dan tot een abrupte degradatie. Het falen van een van de andere 4 punten kan zorgen voor een totaal defect armatuur. Deze aspecten worden niet meegenomen wanneer de LB factor wordt berekend. De kans op abrupt falen word weergeven als C. Dit maakt de LBC factor als volgt; L..B..C10 staat voor het percentage waarbij 10% totaal is uitgevallen.

Waarom levensduur niet altijd een kritische factor is

Het lijkt erop alsof een race voor de langste levensduur is ontstaan op basis van de LB factor. We moeten ons er bewust van zijn dat de toepassing van de LED armaturen ook moet worden meegenomen. Lighting Europe is er van overtuigd dat om levensduur te kunnen vergelijken, ook de toepassing moet worden meegenomen.

Geconcludeerd kan worden dat de grote meerderheid van de indoor toepassingen de gemiddelde installatietijd niet over de 50.000 uur gaat. Voor buitenarmaturen geldt dat de gemiddelde levensduur niet over 100.000 uur gaat. Lighting Europe gelooft dat het aantal uur niet de basis moet zijn voor de keuze van een LED armatuur in professionele omgevingen. Daarom adviseert Lighting Europe geen levensduurclaims van meer dan 100.000 uur te hanteren, tenzij daar voor hele specifieke toepassingen om gevraagd wordt.