Ledlamp

Ledlamp met bajonetvoet

Ledlamp met Edison-schroefdraad

Een ledlamp is een vorm van solid state lighting (SSL), opgebouwd uit een groep van leds (licht-emitterende diodes). De karakteristieken van de toegepaste leds in de lamp bepalen samen met de stralingshoek de lichtstroom, lichtsterkte en kleurweergave.

Wit licht

Wit licht in ledlampen werd oorspronkelijk gemaakt door met behulp van een UV-led een fluorescerende laag ('fosfor') te belichten. Inmiddels zijn er ook varianten die direct wit licht uitstralen. Om zacht wit licht te krijgen worden weer andere stoffen gebruikt die een warm-witte kleur emitteren, zoals goud.

Model

Ledlampen komen in verschillende modellen voor, waaronder de vorm van een gewone gloeilamp met eventueel een grote Edison-fitting (E27). Er zijn ook modellen met een kleine Edison-fitting (E14), GU5.3-steekvoet (bipin voet) of GU10-bajonetvoet.

Bij ledlampen zijn de lichtstroom (in lumen), de lichtsterkte (in candela) en de stralingshoek (in graden) gerelateerd.

Stralingshoek

Bij een kleinere stralingshoek wordt de lichtsterkte (helderheid) groter terwijl de lichtstroom (hoeveelheid licht) niet verandert.

Bijvoorbeeld: een 4000 mcd 30° led straalt net zoveel licht uit als een 1000 mcd 15° led. De stralingshoek is gehalveerd in zowel de breedte als de hoogte, de lichtsterkte is daarmee viermaal zo sterk (zie ook MR16).

Lichtstroom

Lichtstroom	Vergelijking stroomverbruik
	ledlamp	spaarlamp	gloeilamp	halogeenlamp
50 lm	1,2 W		7 W
100 lm			15 W
150 lm				18 W
200 lm	2 W	5 W	25 W
300 lm	3 W			28 W
400 lm	6 W	8 W	40 W
500 lm	8 W
600 lm		11 W		42 W
700 lm		12 W	60 W
800 lm	12,5 W	15 W
850 lm				52 W
900 lm		16 W	75 W
1100 lm		18 W
1300 lm		20 W	100 W	70 W
1500 lm		23 W
1800 lm		27 W
1900 lm				105 W
2100 lm		33 W	150 W

Lichtstroom is een maat voor de hoeveelheid energie die een lichtbron in alle richtingen uitzendt. De eenheid van lichtstroom is de lumen. De lichtstroom van een gloeilamp van 40 watt is bijvoorbeeld 415 lm.

Lichtsterkte

De verlichtingssterkte van een lichtbron is de hoeveelheid licht die de bron afgeeft. Deze wordt voor leds uitgedrukt in millicandela (mcd). 1000 millicandela is gelijk aan 1 candela.

Millicandela's naar lumen

Om bij benadering de hoeveelheid lumen uit te rekenen wordt het aantal candela's gedeeld door het deelgetal dat bij de stralingshoek van de lamp hoort (zie MR16). Voorbeeld: een lamp met een verlichtingssterkte van 590 cd (590.000 mcd) en een stralingshoek van 40° geeft 590/2,64 = 223,48 lumen.

Stralingshoek	Delen door
5°	167,22
10°	41,82
15°	18,50
20°	10,48
25°	6,71
30°	4,67
35°	3,44
40°	2,64
45°	2,09

Kleurtemperatuur

Naast het lichtrendement (lm/W) kan de kleurtemperatuur aangegeven worden in Kelvin of Mired (1 miljoen gedeeld door de kleurtemperatuur in Kelvin) en de kleurweergave-index.

Kleurtemperatuur	Kelvin	Mired
Extra warmwit	< 2700 K	370 M
Warmwit	3000 - 3200 K	333 - 345 M
Neutraal wit	5000 K	250 M
Koelwit	> 8000 K	200 M

Micromol

Waar de lichtmeter gecorrigeerd wordt voor de sensitiviteitscurve van het menselijk oog wordt voor planten een andere aanduiding gebruikt. Voor de bepaling van fotosynthese wordt het aantal fotonen in het gebied van 400 tot 700 nanometer dat door de bladeren geabsorbeerd wordt gemeten. Dit wordt Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) genoemd en uitgedrukt in micromol aan fotonen per m² per seconde. De photosynthetic photon flux (PPF) wordt in de tuinbouw gemeten met een foton-fluxsensor.

Voordelen

Levensduur

Een ledlamp kan theoretisch ongeveer 50.000 branduren meegaan (afhankelijk van het merk werkt een normale gloeilamp gemiddeld 1.000 branduren, een spaarlamp tussen de 8.000 en 15.000 branduren en een tl-buis tussen de 12.000 en 17.000 branduren en tot 66.000 met elektronische voorschakelapparatuur). In de praktijk blijkt een ledlamp 20.000 tot 40.000 branduren mee te gaan. Vooral de eerdere modellen uit 2005-2007 kennen vroegtijdig uitval, anno 2009 zijn deze kinderziektes zo goed als verholpen. De lichtterugval in de lichtopbrengst over de gehele termijn is minder dan 30%. Een ledlamp wordt nauwelijks warm en is tril- en schokbestendig. Daarentegen kunnen de gloei- en spaarlamp de warmte die ze genereren verdragen, dit in tegenstelling tot de ledlamp die niet tegen te hoge temperaturen kan. Dit is de reden dat momenteel verkrijgbare ledlampen die equivalent zijn aan bijvoorbeeld de 60W gloeilamp, altijd een aluminium koellichaam hebben om de warmte van de leds af te leiden. Een ledlamp kan goed tegen snel in- en uitschakelen. Ledlampen konden tot voor kort niet gedimd worden, maar de eerste dimbare modellen zijn inmiddels op de markt.

Energieverbruik

De huidige ledlamp geeft zo'n 50% van z'n opgenomen energie af in licht. Bij een fluorescentielamp (spaarlamp of tl-buis) is dit zo'n 35% en bij een gloeilamp 10%. De rest wordt afgegeven in warmte aan de omgeving.

Kosten

Totale kosten, gebaseerd op 25.000 branduren (ca. 7 jaar lang, 10 uur per dag)
soort lamp	aanschafkosten	+	(stroomverbruik × stroomprijs)	=	totale kosten
gloeilamp	25 × € 0,45	+	25 W × 25.000 h × € 0,21 / kWh	=	€ 142,00
tl-buis	3,5 × € 3,00	+	4 W × 25.000 h × € 0,21 / kWh	=	€ 31,54
spaarlamp	3 × € 6,00	+	5 W × 25.000 h × € 0,21 / kWh	=	€ 60,00
ledlamp	1 × € 21,00	+	5 W × 25.000 h × € 0,21 / kWh	=	€ 63,00

Kostenvergelijking
	gloeilamp	tl-buis	spaarlamp	ledlamp
gloeilamp	100%	22%	42%	44%
tl-buis	450%	100%	190%	200%
spaarlamp	237%	53%	100%	105%
ledlamp	225%	50%	95%	100%
afgerond op hele procenten

Lees dit diagram als volgt:

de kosten van het gebruik van tl-buizen zijn 22% van die van het gebruik van gloeilampen;

de kosten van het gebruik van gloeilampen zijn 450% van die van het gebruik van tl-buizen.

Inschakeltijd

Bij een fluorescentielamp (spaarlamp of tl-buis) kan het 10 tot 50 seconden duren voordat de lamp de volledige lichtopbrengst geeft. Ledlampen hebben hiervoor slechts een fractie van een seconde nodig.

Ledlampen voor in de auto

Naast ledlampen voor in huis zijn er tegenwoordig ook led-vervangingslampen voor in de auto. Ook deze gaan vele malen langer mee en worden niet warm. Bovendien is de kans op een kapotte lamp vele malen kleiner.

Nadelen

Ledlampen zijn duur in aanschaf. Ze verdienen zichzelf gelukkig wel binnen een paar jaar terug.

Ledlampen produceren nogal fel licht en het wordt daarom ook afgeraden om direct in een ledlamp te kijken.

Eerdere generaties ledlampen hadden een kleinere stralingshoek, waardoor ze ongeschikt werden bevonden om bijvoorbeeld een hele ruimte te verlichten. Tegenwoordig zijn er volop ledlampen te koop met een stralingshoek van 360°.

Ook de kleurtemperatuur liet in het begin te wensen over. Ledlampen werden koud en niet sfeervol bevonden. Tegenwoordig zijn er ledlampen met verschillende kleurtemperaturen verkrijgbaar, variërend van koel- tot (extra) warmwit.

Ook de kleurweergave-index, die aangeeft of alle kleuren -bij verlichting door een lichtbron- op een natuurlijke manier worden weergegeven is bij ledlampen nog niet altijd optimaal, er zijn veel goedkope lampen op de markt met een incompleet kleurenspectrum. Voor de acceptatie van ledverlichting bij gebruik binnenshuis is dit een belangrijke factor.

Onderzoek

Met nano-imprint lithography wordt het lichtgevende oppervlak van het polymeer vergroot. Er wordt onderzoek gedaan naar het verhogen van het productietempo.

Toekomst

Dankzij de lage kosten en lange levensduur zullen ledlampen in de nabije toekomst waarschijnlijk veel van de andere lampsoorten gaan vervangen. Anno 2009 kunnen ledlampen de minder zware types halogeenlampen, gloeilampen en tl-buizen vervangen zonder verlies in lichtopbrengst en in lichtkleur. In de komende jaren zullen ook zware lampen (meer dan 60 watt) vervangen kunnen worden door ledlampen.

Steeds meer steden gaan over op ledverlichting. De besparingen op energie en onderhoud zorgen er met de huidige generatie ledlampen voor dat investeringen snel kunnen worden terugverdiend. Amersfoort, Breda en Kampen zijn enkele voorbeelden, maar ook een wereldstad als Rome.

Zie ook

• Frequentiespectrum
• Kleurmeting
• Lux (natuurkunde)
• Oled

Bronnen, noten en/of referenties