Rozdělení světelných zdrojů a jejich světelný tok v lumenech

Při každé debatě o svícení (nejen v podzemí) a při diskusi o výhodách a nevýhodách jednotlivých druhů zdrojů světla je často použito nějaké relativní porovnávání. Například příměrem, že dioda Luxeon 5W svítí jako žárovka o nějakém konkrétním příkonu. Hned potom následují spekulace, jak vypadá produkované světlo a čím to je, že některé zdroje světla svítí podobně silně i při menším odběru energie.

Mezi základní jednotky s kterými se setkáváme ve vztahu ke zdrojům světla patří svítivost a světelný tok. Svítivost má základní jednotku candela [cd] a vyjadřuje množství světla vysvíceného v určitém prostorovém úhlu. Pro ošemetnost jejího použití se v současné době používá spíše světelný tok, jehož základní jednotkou je lumen [lm]. Světelný tok v lumenech totiž udává¹, kolik daný zdroj vyzáří všesměrově.

Rozdělení světelných zdrojů podle principu jejich funkce :

• žárové zdroje (žárovky)
  • klasické žárovky
  • halogenové žárovky
  • kryptonové žárovky
  • xenonové žárovky
• výbojové vysokotlaké zdroje (výbojky)
  • xenonové výbojky
  • halogenidové výbojky
• výbojové nízkotlaké zdroje (zářivky)
  • trubicové zářivky
  • kompaktní (úsporné) zářivky
    • 12 V stejnosměrného napětí
    • 230V střídavého napětí
• světlo emitující diody LED
  • Vysokosvítivé LED diody
  • vysokopříkonové LED moduly (typu Luxeon, Cree, Cosmo aj.)
• chemické světlo
  • svítící tyčinky
  • pyrotechnické louče a slože

Nejčastější mýlka světlochtivých průzkumníků podzemí vzniká zejména při diskusi o "xenonu". Xenonové svícení používané v automobilismu je založené na použití xenonových vysokotlakých výbojek. Světlo produkované výbojkami vzniká ze zapáleného elektrického výboje v malé baňce naplněné plynem. Často je tento "pravý" výbojový xenon záměrně reklamou zaměňován za xenonové žárovky, což jsou klasické žárové zdroje světla, u nichž byl xenon použit pouze jako plyn k naplnění baňky s klasickým žárovkovým vláknem. Je to tedy "vylepšená žárovka" s bělejším světlem, která však stále okolo 90 procent energie příkonu mění na teplo a její účinnost je stále kolem 20 lm/W.

Měření "výkonu" svítilen

Nejrůznější testy výrobců čelovek a světel jsou vždy zaměřeny spíše na snahu porazit ostatní, než objektivně popsat, jak silně daná svítilna svítí. Proto se můžeme dočítat o "fantastických čelovkách",  které dosvítí na vzdálenost sto metrů. Výrobce ale příliš rád neuvádí, že se jedná firemní testovací hodnoty a tedy o maximální vzdálenost, na kterou se ještě světlo z čelovky odrazí od čtverce z reflexní folie o rozměru 25*25 cm. S praktickým využitím světla má tento důkaz pramálo společného. Mnohem popisnější se jeví informace o světelném toku, který dokáže čelovka vyprodukovat. Tato informace bývá zcela běžně uváděna výrobcem daného zdroje světla.

Nejlepším způsobem, jak se zorientovat v efektivnosti daného zdroje světla, je pohled na jeho účinnost. Ta je vyjádřitelná jako množství lumenů světelného toku, které vyprodukuje každý spálený watt elektrické energie.

Světelný tok v přepočtu Lumen/Watt  vypovídá celkem srozumitelně o tom, jak efektivní je daný zdroj světla v porovnání s jiným.  Například na halogenových žárovkách Narva 12V se krom napětí, příkonu a barevné teploty dočteme i údaj o světelném toku v lumenech (lm). Pomocí hodnot světelného toku se tedy dá srovnat 100W halogenová žárovka  s 35W xenonovou vysokotlakou výbojkou. Oba zdroje světla totiž vyprodukují cca. 2300 lumenů při zcela rozdílném příkonu. Výbojka je mnohem účinnější.

Níže uvedená tabulka obsahuje průměrné hodnoty lm/w  získané z interntových stránek výrobců žárovek a výbojek a ze samotných prodejních obalů těchto zdrojů světla.

Porovnání světelného toku zdrojů světla - poměr lm/W

• lineární zářivky, např. Lumilux 36 W produkují 3350 lm  což je 93 lm/W
• vysoce výkonné LED diody CREE dosahují až 90 lm/W
• metalhalogenidová výbojka Narva 70W produkuje 5500 lm tedy 78,6 lm/W
• xenonová výbojka do automobilu cca. 70-90 lm/W (Osram uvádí 3050 lm u 35W výbojky)
• vysokoteplotní žárovka až 35 lm/w
• halogenová žárovka 20 lm/W (Osram uvádí 18 lm/W u automobilových halogenových žárovek)
• osram LED Dragon 2W poskytuje asi 40 lm, což je 20 lm/W  [1]
• laboratorně dosažený světelný tok u high power LED CREE byl v roce 2007 v hodnotách 130 lm/W
• bílá výkonná LED využívající vhodný luminofor běžně dosahuje 30 lm/W
• jednotlivá bílá 5mm LED poskytuje 1,8 lm, což je cca. 18-25 lm/W
• trubicová halogenová žárovka 13-14 lm/W
• klasická žárovka 60 W na 230V vykazuje světelný tok 12 lm/W

 

 

Použité zdroje:

• [1] http://www.odbornecasopisy.cz/svetlo/2006/sv040614.htm
• [2] http://cs.wikipedia.org/wiki/Sv%C4%9Bteln%C3%BD_tok