Presentation / Workshop Quantity v.s. Quality
2014
John Rooymans Gemex Consultancy b.v. CTO Lemnis lighting Asia
Even voorstellen 0HPEHURI
&(/0$ (/&%UXVVHOV 30 members ,($(66/
([SHUWV*URXS8 experts KWWS VVOLHDHRUJ &,(²¶0HVRSLF:RUNJURXS·9LHQQD )HE 6(0,6($/('WHFKQLFDOFRPPLWWHHPHPEHU 178/('UHVHDUFKWHDP
6($/('WHFKQLFDOFRPPLWWHH
6($/('WHFKQLFDOFRPPLWWHH
&(/0$UHSUHVHQWV ò0DQXIDFWXUHUV$VVRFLDWLRQVIURP(8FRXQWULHVò2YHUFRPSDQLHV PDMRULW\RI60(V òSHRSOHHPSOR\HGLQ(XURSHòELOOLRQ(85DQQXDOWXUQRYHULQ(XURSH ** (66/(IILFLHQW(OHFWULFDO(QG8VH(TXLSPHQW6ROLG6WDWH/LJKWLQJ
7&²WHFKQLFDOFRPPLWWHH
Achtergrond Gemex Consultancy b.v. richtte in 2004 Lemnis lighting b.v. op met als missie CO2 reductie voor een betere wereld.
Na zeven succesvolle jaren Lemnis b.v. verlaten en in Azië onafhankelijk als Lemnis lighting Asia verder gegaan.
Life Cycle Analyses of LED
Historische wapenfeiten ontwikkelde lampen
2005 bulb cooling patent
Currently Rooymans is holding 29 patents based on Spectral Power Distribution, S/P ratio, Spatial S/P, Greenhouse, Algae reactor . All green energy saving concepts.
Lichtkwaliteit is zwaar onderbelicht Vandaag krijgt u antwoord op alle belangrijke vragen over LED • • • • • • • •
Licht is samengesteld uit alle kleuren van de regenboog Het verschil tussen kwantiteit en kwaliteit van licht is niet bekend Specs als CRI, Lumen, CCT of LM80 zeggen niets over kwaliteit Betere lichtkwaliteit betekent beter zicht en bespaart veel energie Kleurbeleving en kleursensatie worden bepaald door SPD Hoge Lichtbron intensiteit veroorzaakt glare Uniformiteit verhoogt lichtkwaliteit S/P ratio verhoogt scherpte diepte
Ook installatietechnisch is er veel aan kwaliteit en energie te winnen!
At a glance
Het F U N D A M E N T E L E verschil WAT we doen:
HOE we het doen:
Eco White SPD
Concept/ Methode
Product LED package: materials & architecture (configuration/ design)
Appels met peren vergelijken?
Niet alle LEDs zijn hetzelfde Meer licht betekent niet meer zicht “Spectrally enhanced light” werkt zowel, bij binnen- als buitenverlichting Lage glare kan foutief verward worden met zwak en daarom slecht licht
Licht is een psychofysische eenheid Licht is een beleving. De hoeveelheid van licht is erg moeilijk te bepalen met het oog omdat het oog zich aanpast aan verschillende intensiteiten. Met een luxmeter is de hoeveelheid wel te meten Maar de luxmeter past zich niet aan. Is de hoeveelheid licht die we ervaren dan wel juist? Meer licht betekent niet dat we dingen beter zien. De kwaliteit van licht is belangrijker dan de hoeveelheid licht De kwaliteit wordt bepaald door: Spectral Power Distributie (SP ratio) Uniformiteit Kleurbeleving (Niet CRI)
Laten we eens naar de verschillen in lichtkwaliteit kijken
TL buizen: links
LED buizen: rechts
Licht van dual 21W LED buizen geen VSA = Totaal 42W. CRI 95 S/P ratio 2,1
Licht van dual 58W TL buizen met dual 6W VSA Totaal 128W. CRI 80 S/P ratio 1,6
TL Buizen 128W
LED buizen 42W
Lemnis CRI = 95
CFL and LED CRI ~70
Naza Kia Motors KL Malaysia 4x minder energie!
Voor: 18 st. van 44W TL S/P 1,6
Na: 9 st. 22W LED tube S/P 2,1
Kwantiteit v.s. Kwaliteit 2000W halogeen
72W LED met S/P 3,4
S/P ratio en kleursensatie
CRI 82 12x36W TL, 100 lm/W
CRI 29 6x36W S/P ratio 3,4, 35 lm/W
Car Park TL-LED buizen – Bangkok Conventionele 36w FL T8
Lemnis 18w T8 LED
“directe energie besparing is 50%” “beter licht, veiliger, lagere onderhoudskosten”
250 lux, CRI 70 PC led
250 lux, CRI 87 SPD led
Lemnis TL-LED Welkoop
“Onze beslissing om op LED over te schakelen had vooral te maken met de betere lichtkwaliteit. De klanten lopen nu niet meer naar buiten om te zien of een werkbroek donkerblauw of zwart is. Daarnaast besparen we 65% op de energie.”
Laten we eens kijken waardoor dat komt
SPD en S/P ratio patenten worden erkent SPD en SP ratio is van grote invloed op de kwaliteit van binnen- en buitenverlichting Binnenverlichting
Publicatie IES TM-24-13
Mesopisch
Publicatie IES TM-12-12, CIE 191-2010
DOE USA “binnenverlichting toepassingen met relatief veel korte golflengte energie (o.a. blauw of cyaan) levert evenveel zicht bij minder verlichtingssterkte en bespaart derhalve energie” Lemnis stelde in 2006 met gefundeerde claims dat SPD en S/P ratio zowel indoor als outdoor de kleur en lichtbeleving beïnvloeden. Scotopically Enhanced Lighting door Sam Berman in 1990 resulteerde in forse energie besparingen. DOE noemt het nu Spectrally Enhanced Lighting (SEL).
Asia
Fundamentele eigenschappen van licht en zicht Lichtbronnen met meer cyaan in het spectrum lijken lichter en: - Maken de pupil kleiner - Verbeteren de gezichtsscherpte - Beinvloeden het circadian Ritme
Met evenveel cyaan in daglicht is het geel-groen licht toch meer “gewicht ” gegeven. Luminous flux is de intensiteit van elke golflengte vermenigvuldigd met de fotopische response die daar bij hoort.
Asia
Basis licht en zicht
Asia
Basis licht en zicht
S/P ratio werkt ook bij binnenverlichting Pupil grootte kan worden berekend uit de lichtintensiteit en het spectrum (IES tm-12-12 en IES tm-24-13)
P(S/P)0.78 P= fotometrische intensiteit maal de S/P ratio tot de macht 0,78 De S/P ratio is een constante waarde voor lichtbronnen waarvan de spectrale distributie niet veranderd met de intensiteit. De S/P waarde van een lamp is: Een eigenschap van de lamp Onafhankelijk van het lichtniveau Erkent door de IES
Besparing 25% indoor tot 50% outdoor
Asia
Equivalent Visuele Efficiency (EVE) vergelijking De IES berekeningsmethode berekent de Equivalente Visuele Efficiency (EVE) uit de S/P ratio. De EVE berekening garandeert equivalente visuele zichtscherpte P1(S/P1)0.8 = P2(S/P2)0.8 lichtniveau lichtniveau x spectrum x spectrum
Eerst 400 lux
P2 = P1 {(S/P1)/(S/P2)}0.8 Voorbeeld: Basis uitgangspunt is 400 lux, S/P=1.4 Voorgestelde nieuwe illuminant S/P =2.0 P2 = 400 {1.4/2.0}0.8 P2 = 300 lux
Later 300 lux
25% illuminantie reductie met dezelfde visuele zichtscherpte.
EVE - Equivalent Visual Efficiency Bij 1.4 S/P ratio is de EVE referentie 1. Voor Equivalente Visuele Efficiency met een natrium lamp is twee keer zoveel licht nodig als de referentie lamp. Ten opzichte van dezelfde referentielamp is met een S/P ratio van 3.0 slechts de helft van het licht nodig. Samengevat, Een lichtbron met een S/P ratio van 3.0 geeft 4x meer lichtbeleving dan een hogedruk natrium lamp.
High Bay light 60W – 120W Specs: 6000 lumen S/P ratio 2,1 CCT : 5000K, 4000K CRI : >90 Gewicht: 3,5 kg. Patented heat sink 2005 Uitstekend heat management en performance
Billboard en Façade light
Vervangt 400W HPS of 250W MH
LED:
Vervangt 250W HPS of 125W MH
Fotopisch 135W Mesopisch 100W
60W 48W
Kwaliteit bij straatverlichting nog meer van belang
%LM YROOH PDDQ *RHG FRQWUDVW *HHQ NOHXUHQ
.OHXUEHOHYLQJ ELM OX[RSGHPXUHQ PDDQOLFKW LQWHQVLWHLW
Schiphol P3 1200 st. 24W straatlantaarns
24W vervangt 88W HPS
Lemnis LED bewakingsbeelden 6XUYHLOODQFHFDPHUDVUHVSRQGYHU\ZHOOXQGHU63'/('
+36: : &5,
/HPQLV0RRQOLJKW: &5,
0DWLJ ]LFKW RRN ELM YROGRHQGH OLFKW
Military night vision googles
0RQRFKURPDWLVK *52(1 *RHG FRQWUDVW *HHQ NOHXUHQ
PARADIGMA SHIFT IN VERLICHTING
+
CONTRAST
CONTRAST
KLEUREN CRI 20
KLEUREN CRI 20
&5,"
OHWRSGHERUGHQ
/HPQLV:KLWH0RRQOLJKW&5,
Oog dynamiek Ons oog beleeft licht verschillend bij variërende intensiteit of kleur Een luxmeter toont dat niet Zichtscherpte is niet hetzelfde bij samengestelde kleuren Leds maken spectrale combinaties mogelijk voor optimaal zicht
Source: http://adsabs.harvard.edu/abs/2009OptEL...5..265J
Sam Berman, D. Jewett, B.Benson, T.M.Law Lawrence Berkeley National Laboratory : “Our results measuring power and pupil size indicate that photopic luminous efficacy is an inadequate metric by which to judge the efficacy of indoor illumination”
Asia
The S/P ratio S/P ratio betekent hoeveel we zien met de staafjes en hoeveel met de kegeltjes. Lumen standaard is zicht met alleen de kegeltjes.
Licht intensiteit wordt hier geregeld van fotopisch naar scotopisch (heel laag) click op start de gekleurde curve is de oog gevoeligheid.
36W TL 16 lx (FOTOPISCH) S/P ratio = 1.6 EVE =1.4 22.4 lx (SCOTOPIC)
24W (28W) Lemnis 8 lx (PHOTOPISCH) S/P ratio = 3.4 EVE=2.6 20.8 lx (SCOTOPIC)
London, UK
Queensland, Australia
London, UK
Amsterdam, Holland
Amsterdam, Holland
Singapore
> Voet & fietspaden > pleinen, parken, etc.
LEMNIS LIGHTING
PARKEN
Beter en meer kleuren (Australia)
Laurel Bank Park Toowoomba (Queensland) - Australia
: (&2:KLWH
.OHXUHQ]LFKW ELM OX[ PDDQOLFKW LQWHQVLWHLW
&5,LVJHHQMXLVWHVWDQGDDUG
+36 &5,
/HPQLV(FR:KLWH &5,
Color rendering (CRI) definieert hoe natuurgetrouw een aantal specifiek gekozen kleuren wordt weergegeven vergeleken onder een referentie lamp. De kleuren zijn weergegeven op een zogenoemde Munsell card
CRI = a color deviation scale from 0 to 100 De CRI van een lichtbron is een kwantitatieve maat om kleuren te reproduceren. De schaal zegt iets over hoe veel de kleurweergave afwijkt bij een referentie lichtbron in een schaal van 0 tot 100. Wat is de referentie lichtbron? Natuurlijk daglicht is de referentie is for CCT’s hoger dan 5000K. Voor CCT’s lager dan 5000K is een ideale zwarte straler de referentie (gloeilamp). CRI voor een gloeilamp is dus 100.
CRI (Ra): gemiddelde waarde of a full set of TC (8 or 14)
De referentie lamp geeft verschillende kleuren afwijkend weer. Onder verschillende lampen (met dezelfde CRI, maar andere SPDs), zullen sommige test kleuren altijd anders worden weergegeven dan andere.
CRI 100 is NIET de beste kleurweergave !
Spectrale distributie dient het oog
Het oog kan verschillen van licht naar donker onderscheiden in ongeveer een biljoen stappen (109). Het oog is een erg dynamisch systeem. Fotometrische waarden zijn echter gebaseerd op oog respons bij één intensiteit. Verandering van de spectrale samenstelling van het licht bij veranderende intensiteit zorgt voor een betere waarneming. Net als de toonregeling bij harde of zachte muziek.
CRI 100 is NIET de beste kleurweergave !
Color Rendering Properties of LED Light Sources Nadarajah Narendran and Lei Deng Lighting Research Center Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY 12180 SPIE 2002
Asia
Kleur voorkeur op een schaal van +3 tot -3
Standard LEDs bevatten veel blauw licht LED industry: PHOSPHOR METHOD
Dit is het typische spectrum van een standaard LED. Het blauwe licht is de bron met de hoogste energie.
450nm
555nm
Bandgap 4 EV Blue chip
Bandgap 2 EV
Lemnis LEDs bevatten meer cyaan licht Lemnis 800
Warm white light for INDOOR
CCT 2782 CRI 87 Lm/W 81
Gevaar en vertroebeling blauw licht
Blauwe kegeltjes zitten niet in de centrale focus van het oog. Daarom zal blauw licht geen scherp en gedetaileerd beeld geven. vision. Een artistiek project in Amsterdam moest worden gestopt vanwege gevaarlijke situaties. Het energie niveau van blauw licht heeft effect op de retina en kan leiden tot schade aan het oog.
lifetime and performance CLAIMS are often
FAIRYTALES
Verkeerd geïnterpreteerde waarden LM 80 LM79 CRI
lifetime test Performance test 98
Levensduur standaard voor LEDs = B50/L70
Standaard industrie presentatie voor uitval van lichtbronnen
Assist levensduur test bij Olino LED fabrikanten geven voor hun lichtbronnen de lichtopbrengst bij Tj 25°C op. Levensduur van de LEDs wordt bepaald met een LM80 testmethode. Het zegt niets over de levensduur van de schakelende voeding. De werkelijke temperaturen en levensduur kan alleen worden bepaald in de lamp. De onafhankelijke Olino Assist duurtest laat zien dat de Lemnis buizen na 30.000 uur nog 97% van de lichtopbrengst leveren.
Levensduur testen LED industrie Alleen de lichtbron LM80-08 Lumen L70-B50 maintenance 15-25,000h Garantie Beperkt tot L70B50 strikte operating conditions (ex: 3h/day, Ta=25 C
LEMNIS hele lamp ASSIST 2009 L90-B15 50-80,000h 2 jaar Garantie uitbreidbaar op ROI basis.
Dimmen van LEDs is erg efficiënt!
Gloei- en spaarlampen leveren op half vermogen nog maar 20% van het licht. Gloeilamp is dan 0,3% efficient. Gedimde spaarlampen zijn 1% efficient.
Gemeten: LED T8 buis voordelen van dimmen Lux op 2 m. power lux/Watt 140 2 70,0 144 3 48,0 155 4 38,8 167 5 33,4 169 6 28,2 177 7 25,3 186 8 23,3 189 9 21,0 197 10 19,7 200 11 18,2 210 12 17,5 225 13 17,3 234 14 16,7 246 15 16,4 255 16 15,9 277 17 16,3 285 18 15,8
bij 2W is 140 lux gemeten op 2 meter onder de buis. bij 18W is 285 lux gemeten. Dit betekent dat bij 9x minder energie er nog 50% van het licht is.
Dimmen van de Lemnis LED buizen kan met ordinaire triac dimmers resulterend in extreme energiebesparing en levensduur verlenging!
Dimming savings in graphics Bij dimmen zijn de besparingen enorm: In kantoren met bewakingsronden en CCT monitoring, ziekenhuizen en verpleegtehuizen, parkeergarages en openbare gebieden zijn besparingen mogelijk tot een factor 6. In koelhuizen en buitenverlichting loopt dat op tot een factor 8.
Luminaire efficiency Een TL is 36W en levert 3350 lumen. Dat is dus 93 lm/W ?!
Lumen v.s. omgevingstemperatuur Fluorescentie buizen (TL’s en spaarlampen) zijn erg gevoelig voor de omgevingstemperatuur. De gespecificeerde lichtopbrengst wordt ook alleen maar gehaald bij 30°C. Zodra de temperatuur zakt rond de 10°C of lager is de lichtopbrengst nog maar de helft of minder dan de helft. In koelcellen zullen TL buizen nog maar een fractie van de gespecificeerde lichtopbrengst leveren. Met LED’s zal de lichtopbrengst bij temperaturen van -10 tot -20°C meer dan 20% toenemen t.o.v. normaal.
8000 m² led greenhouse Groenere en sterkere sla voordat het naar de supermarkt gaat.
Test opstelling Orchideeën In 8 weken van zaadjes tot volwaardige planten.
Onderwater algenlampen voor bio-fuel
Algen groeien 200 keer sneller dan landplanten. Lemnis speciale SPD onderwaterlampen, produceren in een algenreactor zeer efficient biomassa and biofuel. 24/7 Fotosynthese op basis van wind, solar of biogas. Voordelen: - CO2 vastlegging - Fosfaat/nitraat opruiming nutriënten - Biomassa en olie - Zuurstof productie - Bio accu
Quality matters!
Conventionele verlichting 15 kWh Met 210 x 12W PAR lampen: 2,5 kWh Dezelfde lux waarden op alle plaatsen Energie besparing:12,5 kWh ROI: 8 maanden
Energy saving counts!
MR16 Glas, 3W
7 dagen p. week 14 uur/dag. 360 x14 = 5040 uren/jaar. Gemiddelde levensduur 35W halogeen 1500 uur = factor 3,36 lamp vervanging p/j. Halogeen lampkosten € 1.286,- p/j. Energiekosten halogeen p/j. € 4.657.Energiekosten LED MR16 p/j.€ 426,Investering MR16 glas LED a € 9,75 per lamp = € 1287,R0I is 0 jr. of 3,6 maanden. Energiebesparing vanaf dag 1 = € 4.657 - € 426 = € 4.231 per jaar. De opvolgende jaren is de besparing € 5.517 per jaar.
THANK YOU !
