LED Vs. NDL (Wirkungsgrad)

  • Hallo Gemeinde!


    Die LEDs werden kommerziell als Leuchtmittelwunder mit hoher Effizienz angepriesen.


    Aber stimmt das wirklich?


    Sind nicht Natriumdampflampen doch noch Meilen voraus?


    Ich finde auf diese Frage keine konkrete Antwort im WWW. Also lasst uns hier mal darüber diskutieren anhand einer roten High Power Led (weil die mich auch am meisten interessiert...)


    GANZ WICHTIG: Es geht mir um den physikalischen Wirkungsgrad, nicht um den für das menschliche Auge sichtbaren! d.h. alle Lumen-Werte müssen mit der Lambda-Kurve (http://www.hereinspaziert.de/Sehlicht_2009/Bild1.htm) hinsichtlich der Wellenlänge berücksichtigt werden.


    Vergleichen wir mal folgende 2 Leuchtmittel:


    1. NDL-Lampe mit 150 Lm / Watt
    Spektrum:
    http://www.ledstyles.de/index.…6a4873e8789f8&thumbnail=1


    2. rote 1W High Power LED mit 80 Lumen / Watt
    Peak-Wellenlänge 625 nm


    Die NDL-Lampe hat ihren Schwerpunkt bei etwa 590nm. Auf der Lambda-kurve hätte sie einen Wert von etwa 0,8. Die 625nm der roten Led etwa 0,3. Nun die Rechnung:


    0,8 / 0,3 = 2,66
    2,66 * 70 Lumen = 187 Lumen


    Die rote Led entspräche also bei 590nm 187 Lumen.


    Ist meine Rechnung so richtig, oder?!


    Frage 2: Welche physikalischen Wirkungsgrade würdet ihr in % (Elektr. -> Opt.) diesen beiden Leuchtmitteln zuschreiben und wieso?

  • Wer nach NDL und roten LEDs fragt, hat ne bestimmte Anwendung im Auge ;)
    Soll aber nicht das Thema sein.


    Was interessant ist, ist die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) bzw. die photosynthetische Lichtausbeute.
    Du kannst 10000 Lumen haben, aber trotzdem 0 PAR.


    Schau dir hier mal die Pflanzenlicht und Aquariumthreads an, da ist einiges an Informationen drin. Cossart kann da sicher auch wieder was zu beitragen (auch wenn ich mit ihm nicht immer einer Meinung bin) - denn auf dessen Seite hast du ja bereits verlinkt.

  • Lumen bezieht sich doch auf den sichtbaren Bereich, du kannst die Werte also direkt vergleichen.

    Nein, ich möchte ja den Wirkungsgrad nicht nur im sichtbaren, sondern die gesamte physikalische, optische Leistung sprich auch im unsichtbaren Bereich bzw. für uns schwächer sichtbaren Bereich vergleichen!


    Zitat

    Wer nach NDL und roten LEDs fragt, hat ne bestimmte Anwendung im Auge ;)

    Will ich kein Geheimnis draus machen ;)

    Was interessant ist, ist die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) bzw. die photosynthetische Lichtausbeute.
    Du kannst 10000 Lumen haben, aber trotzdem 0 PAR.

    Genau das ist das Problem. Aber mal abgesehen von der PAR-Sache (von der ich nicht viel halte, weil sie ja den grünen Bereich beinhaltet!!), also vergessen wir die ganze Pflanzengeschichte und schauen wir uns nur die oben gegebenen Daten an. Kann man daraus nicht den Wirkungsgrad berechnen, so wie ich es getan habe?



    [ModEdit: Doppelpost zusammengefasst.]

  • Wenn du die komplette Abgestrahlte Leistung ermitteln willst kommst du mit einer Rückrechnung mit Lumenwerten nicht weit.
    Im Lichtstrom ist nur die sichtbare Strahlungsleistung gewertet mit der V(lambda) Kuve enthalten!


    Die unsichtbaren Anteile der Strahlung werden mit dem Lichtstrom nicht erfasst!

  • Kann man daraus nicht den Wirkungsgrad berechnen, so wie ich es getan habe?


    Ich denke schon, dass das gehen sollte. Das wird zwar alles andere als exakt sein, aber wohl besser als nichts.


    Allerdings hast du einen kleinen Fehler in dieser Zeile:

    2,66 * 70 Lumen = 187 Lumen

    Du hast angegeben, dass die rote LED 80 Lumen/Watt hat, daher müsstest du hier wohl auch mit 80 multiplizieren.




    Frage 2: Welche physikalischen Wirkungsgrade würdet ihr in % (Elektr. -> Opt.) diesen beiden Leuchtmitteln zuschreiben und wieso?


    Hier findest du ein paar Angaben, was physikalisch möglich wäre. Sieht zwar auf den ersten Blick jetzt auch nicht soo ergiebig aus, aber habs mir auch nicht genauer angeguckt.

    Verstand ist das, was am gerechtesten unter den Menschen verteilt ist -
    jeder meint, er hätte genug davon.

  • Sind nicht Natriumdampflampen doch noch Meilen voraus?

    Ja. LEDs sind effizient, aber auch nicht signifikant effizienter als Gasentladungslampen. Letztere haben oft sogar die Nase vorn beim Wirkungsgrad und Preis. Besonders bei höheren Leistungen.


    Die Vorteile von LEDs sind anderer Art: Sie halten länger, bringen sofort volle Lichtleistung (keine Warmlaufphase), keine Probleme mit Warmstart, problemlos von 0..100% dimmbar, ...

  • Allerdings hast du einen kleinen Fehler in dieser Zeile:

    Du hast angegeben, dass die rote LED 80 Lumen/Watt hat, daher müsstest du hier wohl auch mit 80 multiplizieren.
    ...
    Hier findest du ein paar Angaben, was physikalisch möglich wäre. Sieht zwar auf den ersten Blick jetzt auch nicht soo ergiebig aus, aber habs mir auch nicht genauer angeguckt.

    Ja stimmt, mit der 70 habe ich mich vertan. bzw. mit der 80, eigentlich meinte ich nämlich 70 (Ich kenne (noch) keine roten 1W-Leds mit 80Lumen bei typ. Nennspannung).
    Der Link hilt mir leider nicht weiter, bin aber auch kein Physik-Crack.


    LEDs sind effizient, aber auch nicht signifikant effizienter als Gasentladungslampen. Letztere haben oft sogar die Nase vorn beim Wirkungsgrad und Preis. Besonders bei höheren Leistungen.

    Meine Vermutung ist, dass sich das nur auf den sichtbaren Bereich bezieht, da meine Rechnung so wie ich die Dinge verstanden habe was anderes sagen; ich lasse mich aber auch des besseren belehren.
    Ich meine auch gehört zu haben, dass NDLs einen phys. Wirkungsgrad von 22% haben und manche LEDs sogar 30-40%. Daher auch meine Frage. Es kann doch nicht sein, dass es im www garkeine Angaben dazu gibt?

    Wenn du die komplette Abgestrahlte Leistung ermitteln willst kommst du mit einer Rückrechnung mit Lumenwerten nicht weit.
    Im Lichtstrom ist nur die sichtbare Strahlungsleistung gewertet mit der V(lambda) Kuve enthalten!


    Die unsichtbaren Anteile der Strahlung werden mit dem Lichtstrom nicht erfasst!

    Naja das rote Licht der LED, von dem ich hier spreche, ist ja im sichtbaren Bereich. Nur findet die Leistung einen entsprechend niedrigeren Lumen-Wert, da das menschl. Auge die Wellenlänge nicht so intensiv wahr nimmt. Und ich dachte, dass die Lambda-Kurve hierfür den Bezug beschreibt und dass man druch Rückwärtsrechnen auf die eigetnliche Leistung kommt... ist das nicht so?



    [ModEdit: Fullquote eingekürzt wegen der Lesbarkeit.]

  • Du hast angegeben, dass die rote LED 80 Lumen/Watt hat, daher müsstest du hier wohl auch mit 80 multiplizieren.

    Das ist aber auch nicht ganz richtig, da die Lm/W kein konstanter Wert sind, sondern mit höherer Leistung sinken - also ne LED, die bei Betrieb mit 1 W 80 Lm hat, hat dann bei 3 W nicht mehr 3 x 80 Lumen, sondern weniger - dazu gibt's im Datenblatt immer die Kurven relative Helligkeit abhängig vom Strom...

    Und ich dachte, dass die Lambda-Kurve hierfür den Bezug beschreibt und dass man druch Rückwärtsrechnen auf die eigetnliche Leistung kommt... ist das nicht so?

    Doch, das stimmt schon - es ist aber nicht so, dass so ne LED z.B. bei 620 nm 80 Lumen hat, und dann schlagartig bei > 620 nm und < 620 nm jeweils 0 Lm, sondern das ist ja auch ne Kurve (im Datenblatt), diese musst Du mit der v-Lamda-Kurve verrechnen... (ich glaube, da sagt man "über die Kurve integrieren", bin kein Mathe-Genie)

    Meine Vermutung ist, dass sich das nur auf den sichtbaren Bereich bezieht, da meine Rechnung so wie ich die Dinge verstanden habe was anderes sagen; ich lase mich aber auch des besseren belehren.

    kann man nicht generell sagen - ein HMI-Leuchtmittel z.B. hat im sichtbaren Bereich praktisch identische Werte wie ne weiße LED, dazu kommt dann aber noch jede Menge UV und etwas Infrarot, also insgesamt mehr abgegebene Strahlungsleistung als ne weiße LED (die ja kein UV und IR abgibt)...

    It's only light - but we like it!


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