Levensduur ledverlichting vaak korter dan geclaimd

Levensduur ledverlichting vaak korter dan geclaimd
EXPERTBIJDRAGE

Op EnergieBusiness beantwoordt lichtspecialist Dick van Riel vragen over het toepassen van ledverlichting in gebouwen. Deze keer over de effecten op de levensduur van ledverlichting.

Een van de belangrijke voordelen van ledsystemen/-armaturen is, naast de te realiseren energiebesparing, de langere levensduur t.o.v. conventionele lichtbronnen als fluorescentielampen (CFL, TL) en gloei- en halogeenlampen. Hieronder een vergelijk:

Type lamp Levensduur in uren bij 80% lichtopbrengst
Gloeilamp 1000
Halogeenlamp 2000
CFL (EL 12.000
TL (T8 HF) 20.000
Led 50.000

 

Echter, de levensduur van zowel de conventionele verlichting als ook van de ledverlichting kan niet gezien worden zonder ook naar de lichtopbrengst van de verlichtingsbronnen te kijken. Bij conventionele verlichting is de levensduuropgave van de lichtbron vrij eenvoudig. De levensduur wordt opgegeven bij bijvoorbeeld 80% service life (zie tabel). Dit betekent dat bij de opgegeven levensduur de lichtopbrengst van de lichtbron nog minimaal 80% is van de oorspronkelijk geïnstalleerde lichtopbrengst. Dit is inclusief lumenafname en uitval op lamplevensduur, echter exclusief driveruitval.

Bij ledverlichting ligt dit wat gecompliceerder: hier is de lichtbron een geheel met het armatuur en kan deze (meestal) niet uitgewisseld worden, terwijl bij conventionele lichtbronnen de lichtbron bij onvoldoende lichtopbrengst eenvoudig te vervangen is. Wanneer we spreken over de levensduur van een ledsysteem/-armatuur, hebben we het over de ledchip inclusief de elektronische driver. Voor kwalitatief goede drivers (A-merken) is de driver levensduur meestal ca. 50.000 uur bij 10% uitval, terwijl de levensduur van de ledchip op zich wel meer dan 100.000 uur kan bedragen. Hierdoor is de driver het onderdeel van het armatuur dat vaak als eerste uitvalt (defect). De ledchip mag dan wel niet defect raken, maar de lichtopbrengst neemt gedurende de levensduur geleidelijk, maar continu af (zie onderstaande grafiek, bron: CREE).

DvR-okt2

Op dit moment is de afnemende lichtopbrengst ca. 6% per 10.000uur. Dit betekent dat na ca. 50.000 uur de ledchip nog ca. 70% van zijn oorspronkelijke lichtopbrengst heeft. De levensduur van een ledlamp of armatuur wordt daarom altijd volgens de z.g. Lumen maintenance waarde (Lm terugval) opgegeven.

Voorbeeld 1

Levensduur ledlamp: 40.000uur bij lumenterugval 30% voor max. 50% van de armaturen, opgave: 40.000uur, L70/B50. (Grafiek: Philips)

DvR-okt3-Philips

Voorbeeld 2

Levensduur ledlamp: 50.000uur bij lumenterugval 20% voor max. 10% van de armaturen, opgave: 50.000uur, L80/B10.
Meest voorkomende waarden zijn voor L: 70, 80 en 90 voor B: 50 en 10. Let op: deze waarden worden gespecificeerd bij 25 gr. C. omgevingstemperatuur (zie bovenstaande grafiek).

Effect omgevingstemperatuur op levensduur

De door de armaturen leverancier opgegeven levensduur van een ledarmatuur gaat uit van een omgevingstemperatuur van 25 gr. C. De ledchip levensduur (lumen terugval) verdubbelt met elke 10 gr. C. temperatuurverhoging, derhalve halveert bij elke 10 gr. C. temperatuur verhoging de effectieve armatuur levensduur.

De ledchip lumenterugval wordt door de chip fabrikant opgegeven als functie van de led case temperatuur (Tcase). Bij een ledarmatuur levensduur opgave van bv. 50.000 uur, L70/B50 bij 25 gr. C. omgevingstemperatuur met een bijbehorende Tcase van 50 gr. C. is dit bij een omgevingstemperatuur van bv. 35 gr. C. en een bijbehorende Tcase van 60 gr. C. nog slechts nog ca. 25.000 uur (zie onderstaande grafiek, Philips).

DvR-okt4

De lichtterugval, en dus bruikbare armatuur levensduur, wordt dus in sterke mate bepaald door de ledcase temperatuur. Het is dus belangrijk dat de armatuurontwerper de ledchip case temperatuur goed afstemt op de gebruiksomgevingstemperatuur. Dit moet gerealiseerd worden door de ledchip van voldoende koelingsmogelijkheden te voorzien.

Controleren van de levensduur

Wanneer het armatuur te weinig licht geeft of de verkeerde kleurtemperatuur of kleurweergave heeft, is dit vrij eenvoudig te controleren. Het controleren van de gespecificeerde levensduur is echter aanzienlijk complexer. Je moet hier als gebruiker volledig op de betrouwbaarheid van de leverancier vertrouwen. De lichtopbrengst levensduur (Lumen maintenance) van de ledarmatuur kan alleen getest worden door de led case temperatuur te controleren.

Voor het testen van de driver levensduur moeten de meest kritische componenten op hun operationele temperatuur getest worden. Bovenstaand kan echter alleen door specialisten gedaan worden. Let op: de levensduur van goedkope (B-merk) drivers kan vaak veel korter zijn dan de geclaimde 50.000 uur.

Tip

Een tip om led lumen levensduur te schatten, is door een lumenmeting uit te voeren tijdens het opwarmen van het armatuur. Door de lichtterugval van het armatuur te meten tussen het moment van opstarten van het armatuur en na bijvoorbeeld een uur branden, kan een indruk worden verkregen over de hoogte van de operationele casetemperatuur van de ledchip. Wanneer de lichtterugval groot is (> 10%) betekent dit dat de casetemperatuur van de ledchip zeer waarschijnlijk boven de door de chipfabrikant gespecificeerde waarde ligt en derhalve de lichtterugval groter zal zijn dan door de chip fabrikant gespecificeerd, met als resultaat een kortere dan door de armatuur leverancier gespecificeerde effectieve armatuur levensduur.

Voor technisch gebouwbeheerders, licht- en energieadviseurs organiseert Energiemedia onder leiding van Ir. Dick van Riel de op techniek georiënteerde cursus over energiezuinige binnenverlichting.

Voor professionals betrokken bij het beheer van vastgoed en projecten voor verduurzamen van (bestaande) gebouwen, biedt Energiemedia de cursus Zinvol toepassen van Ledverlichting. Onder leiding van Wouter Plomp (Lumeco) wordt de zin en onzin over het toepassen van ledverlichting in gebouwen uiteengezet en wordt gekeken naar de besparingsmogelijkheden van led op de energiekosten.

cursus techniek energiezuinige verlichting
cursus toepassen ledverlichting