De natuurkunde van de lamp en wat scheikunde en biologie
Woudschoten 2007 Ward Cottaar Philips Lighting, Roosendaal
Inhoudsopgave • Introductie • Lampen en waarom – De 100 000 uur gloeilamp • Energieverbruik – De LED als gloeilampvervanger – De halogeen gloeilampvervanger – Exotische materialen • Lampen en Materialen – Glas – Gasontladingen – Fosforen
• Applicaties – Kleurweergave – Dagritme – Ouderen – Dieren
De eerste lamp Hathor tempel, 4200 jaar geleden
Waar staan lampen nu 1
klumens/Euro
GL 0.8
Halogeen CFL
0.6 0.4
TL
HID/buiten SOX
0.2
LED
0 0
50
100 Efficiency: lumen/Watt
150
200
Waar staan lampen nu
Kleurweergave
100
GL Halogeen
80
CFL
60
TL
LED HID/buiten
40 20
SOX 0 0
50
100 Efficiency: lumen/Watt
150
200
De 100 000 uur gloeilamp
De 100 000 uur gloeilamp
Life ∝ (lm / W )
−7
De 100 000 uur gloeilamp levensduur efficientie [uren]
[lm/W]
279 513 1000 2091 4768 12143 35722 128000
12 11 10 9 8 7 6 5
aantal lampen
358 195 100 48 21 8 3 1
kosten vermogen energie lampen [ ] [W][1000 [kWh] (100 000 uur) (2 /lamp) lumens] 717 83 8333 390 91 9091 200 100 10000 96 111 11111 42 125 12500 16 143 14286 6 167 16667 2 200 20000
Life ∝ (lm / W )
−7
energiekosten [ ](0.15 /kWh) 1250 1364 1500 1667 1875 2143 2500 3000
totale kosten [ ] 1967 1753 1700 1762 1917 2159 2506 3002
Lampen en Energieverbruik
Lampen en Energieverbruik
Lighting among most economic ways to cut CO2
Source: Vattenfall, Swedish power utility Taken from: The Economist May 31, 2007
Energy efficient solutions For each customer segment an energy efficient lighting solution exists already today.
* Based on 0.51kg CO2 /kWh
De LED gloeilampvervanger LED prestaties/kosten
De LED gloeilampvervanger LED wit licht
De LED gloeilampvervanger Het maken van een lamp
De LED gloeilampvervanger
1 W armatuur
100 W gloeilamp, 13 lm/W
3+ W armatuur
13 W LEDlamp, 100 lm/W
3000 °C
100 °C 9 W warmtegeleiding
84 W IR 7 W licht
0 W IR
3 W warmtegeleiding 7 W Probleem: licht hoe krijg je de warmte naar de lucht af!
LED systemen:
Voor de huiskamer?
Halogeen gloeilampvervanger 1: De truc van de halogeenlamp – Laag Volt (12 V)-> Lagere Weerstand (V2/R)->Dikkere draad (l/d2) >Hogere temperatuur (zelfde levensduur)->meer lumen/W – Halogeenvulling->Voorkomt afzwarting van de ballon (gloeilamp einde levensduur rond 30-50% licht verlies) -> kleinere ballon -> hoge gasdruk toegestaan -> voorkomt verdamping -> meer levensduur – NB: de halogeenvulling heeft geen reparerend effect op de draad (Wikipedia onjuist)
Halogeen gloeilampvervanger 2: Beperk verlies aan IR straling • Breng gereflecteerde straling terug op spiraal: Ellipse vormige ballon
Visueel
IR
spiraal
Halogeen gloeilampvervanger 2: Beperk verlies aan IR straling • Meer en meer lagen: Filter calculation
Response
Power [nm/W]
1.000
0.050
0.900
0.045
0.800
0.040
0.700
0.035
0.600
0.030
0.500
0.026
0.400
0.021
0.300
0.016
0.200
0.011
0.100
0.006
0.000 200
400
600
0.001 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000
wavelength [nm] T:design: SINB47
Halogeen gloeilampvervanger 2: Beperk verlies aan IR straling Response
12 V burner with design: SINB47
Power [nm/W]
1.000
0.050
0.900
0.045
0.800
0.040
0.700
0.035
0.600
0.030
0.500
0.026
0.400
0.021
0.300
0.016
0.200
0.011
0.100
0.006
0.000 200
400
600
0.001 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000
wavelength [nm] Fil:design: SINB47 B:design: SINB47
Halogeen gloeilampvervanger • 1* Simpel retrofit: – Zelfde kleurweergave – Dimmen – Direct aan • 2* Zo zuinig • 3* Levensduur • (4* zo duur)
De gloeilampvervanger Exotische materialen
Lampen en Systemen
Het bedrijven van lampen Voorschakelapparatuur:
Het bedrijven van lampen Voorschakelapparatuur:
Het bedrijven van lampen Voorschakelapparatuur:
Wetgeving: veiligheid
Lampen en Materialen
Materialen Glas: structuur
kristal
glas
Materialen Glas: samenstelling GLASSO 160 SiO2 B2O3 Al2O3 P2O5 Li2O Na2O K2O MgO CaO SrO BaO ZnO PbO
70 3 2
9 9
175
290
291
319
330
360
61
72
63
2
2
70 2 1
68
1
70 2 2
9 6
16 1 3 5
7 7
0 7 19
20
10 9
9 10
0 7
0 7
3 1 7 5 1 2 3 9
Materialen Glas: smeltgedrag
Materialen Glas: sterkte (tip off/TL lamp)
buitenlucht
2 mbar
Materialen Glas: transmissie 100
90
80
70
T/%
60 PH360 (d=0.8mm)
50
PH360 (d=0.8mm)
40
30
20
10
0 0
1000
2000
3000 wavelength / nm
4000
5000
6000
Materialen Gasontlading
Natrium
kwik
Materialen Gasontlading
Lijnverbreding door druk verhoging
Materialen Fosforen
Materialen Fosforen
Materialen Fosforen
Materialen Fosforen
Stoke shift!
Materialen Fosforen
Lampen en Applicaties
Kleur/Kleurweergave
Kleur/Kleurweergave De oude TL-buis: Ra=60 Suspension plot
spectrum 1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000 300
350
400
450
500
550
600
wavelength [nm] new
650
700
750
800
Kleur/Kleurweergave De moderne TL lamp: Ra=80 Suspension plot
spectrum 1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000 300
350
400
450
500
550
600
wavelength [nm] Fines II
650
700
750
800
Kleur/Kleurweergave TL grafische industrie Ra=95
Kleur/Kleurweergave TL de slagerslamp
Color Points
y 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
x Fines II BAM U709
LAP U763 MGM
0.50
0.60
0.70
0.80
De “cup-a-soup” lamp ActiViva
De “cup-a-soup” lamp ActiViva
•Werknemers gaven een toename aan van 10% of meer in hun prestaties als ze met dit licht werkten •Door de ActiViva-lampen lijkt de zaal geen dak te hebben, alsof de hemel het theater is binnengekomen
Moonlight Trekvogels/boorplatformen
Moonlight Trekvogels/boorplatformen
Moonlight Trekvogels/boorplatformen
Afbuigen naar lichtbron: R %
Moonlight Trekvogels/boorplatformen 100
reactie percentage
90
n=202
80
n=87
n=34
70 60 50
n=23
40
n=79
30
n=9
20 n=51
10 0
W
R
G
Licht kleur en bewolking
B
n=49
Moonlight
Reactie percentage
Trekvogels/boorplatformen
100 80 60
2
R = 0,9701
40 20 0 0%
20%
40%
Percentage rood
60%
Moonlight Trekvogels/boorplatformen
Moonlight Trekvogels/boorplatformen Kleurgebied randverlichting Helicopterplatfom
0.9 0.8 0.7
Y value
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0
0.1
0.2
“Groen licht”
0.3 0.4 X value
0.5
0.6
0.7
0.8
Moonlight
g n i d en p t n e t a P
Trekvogels/boorplatformen 1
[ W / nm ]
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 300
400
500
600
Golflengte [ nm ]
700
800
Moonlight Trekvogels/boorplatformen
Dierenwelzijn
Scientific American, Aug’06
Dierenwelzijn
Scientific American, Aug’06
Bejaarden
