Introducción

La aplicación de los LED en el campo de la iluminación se está desarrollando rápidamente. En todo el mundo, alrededor de 1/3-1/2 de las luminarias comerciales, industriales y para exterioresutilizan módulos LED. El ahorro potencial de energía de los LED supera el 50 %, lo que, combinado con la longevidad de las luminarias LED, reduce considerablemente los costos de operación y mantenimiento. Esto hace que el tiempo de amortización de los LED sea corto y los proyectos de iluminación se inclinan más a elegir esta tecnología de iluminación respetuosa con el medio ambiente.

En los últimos años, la transición del mercado a la iluminación LED ha sido mucho más rápida de lo que predijeron las investigaciones. A veces es difícil mantenerse al día con el desarrollo de nuevos estándares electrónicos y de iluminación, y varios estándares se actualizan constantemente. Para los tomadores de decisiones y los usuarios, es muy necesario saber más sobre la tecnología, el rendimiento y los estándares de iluminación LED para elegir iluminación LED de alta calidad. Esto no solo permite una selección más rápida de luminarias para clientes de la industria que se adapten a sus requisitos, sino que también garantiza que las nuevas soluciones de iluminación seleccionadas cumplan con los estándares y requisitos de iluminación pertinentes.

Las normas se refieren a los requisitos de rendimiento de las luminarias LED

En la industria de la iluminación LED, es muy necesario identificar los principales parámetros de las lámparas LED y comprender el significado de cada parámetro. La regla general de la UE es que los equipos eléctricos, incluidas las lámparas, solo pueden comercializarse si se cumplen los requisitos esenciales de las directivas europeas pertinentes (traducidas a la legislación nacional). Las fuentes de luz (lámparas, módulos) y luminarias para alumbrado se rigen por la Directiva de Baja Tensión, la Directiva EMC, la Directiva ErP y la directiva general de seguridad de productos. Por lo tanto, estos productos (incluidas las luces de la calle, las luces de inundación, , las luces de los estadios y la iluminación de interiores) deben cumplir con los requisitos de EMC, EMF, diseño ecológico y otros. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha desarrollado estándares de rendimiento para luminarias LED y módulos LED. Los estándares de rendimiento para los productos LED definen los criterios de calidad y especifican las condiciones generales de medición acordadas. Por lo tanto, todos aquellos involucrados o activos en la industria LED tienen una base para comparar y evaluar el rendimiento de las lámparas LED. Este artículo se basa en los siguientes estándares para luminarias LED y módulos LED.

• IEC 62722-1:2014 Rendimiento de luminarias Parte 1: Requisitos generales.
• IEC 62722-2-1:2014-11 Rendimiento de luminarias Parte 2-1: Requisitos particulares para luminarias LED.
• IEC 62717:2014-12+AMD:2015, Requisitos de rendimiento de los módulos LED para iluminación general
• IEC 62031:2020, Módulos LED para iluminación general. Los requisitos de rendimiento de las luminarias LED están directamente relacionados con las disposiciones del estándar de módulos LED; por lo tanto, este estándar también debe tenerse en cuenta al evaluar los sistemas de iluminación LED.
• IEC 62778:2014, Evaluación del riesgo de luz azul de todos los productos de iluminación.
• IEC 13032-1:2004, IEC 13032-2 y IEC 13032-4:2015, Luz e iluminación: distribución de iluminación y flujo luminoso.

Requisitos básicos de rendimiento

Potencia nominal de entrada de las luminarias LED (en W)

Si la luminaria adopta módulos/lámparas LED reemplazables, se declarará la potencia de entrada nominal y el número de módulos LED. Para las luminarias que utilizan módulos LED, la potencia nominal de entrada de la luminaria debe declararse en la especificación de la lámpara. Bajo voltaje nominal, temperatura ambiente nominal Ta y 100 % de flujo luminoso (salida de luz) después de la estabilización térmica, la potencia de entrada medida (W) de las lámparas LED no debe exceder el 10 % de la potencia de entrada nominal declarada. Cuando la potencia de entrada nominal < 10w, debe ser precisa hasta un decimal. Cuando la potencia de entrada nominal es mayor o igual a 10w, debe declararse como un número entero. En el caso de las luminarias con tecnología de flujo luminoso constante, la potencia nominal de entrada se declarará al principio y al final de la vida útil de la luminaria LxBy o sobre la base de la vida útil media de la luminaria Lx.

Flujo luminoso nominal de las luminarias LED (en lm)

Si se trata de una luminaria LED, el flujo luminoso nominal lumen (lm) debe declararse en la documentación del producto. Esto generalmente se refiere al flujo luminoso inicial de una nueva luminaria en condiciones de funcionamiento específicas. El flujo luminoso nominal de la luminaria se puede determinar mediante métodos de cálculo apropiados. El valor del flujo luminoso inicial medido de la luminaria no debe ser inferior al flujo luminoso nominal publicado en más del 10 %. A menos que se indique lo contrario, el valor del flujo luminoso declarado para la luminaria LED en su conjunto se basa en una temperatura ambiente de 25 °C. Puede encontrar más información sobre el establecimiento de valores de flujo luminoso (la llamada fotometría absoluta) en la norma EN 13032-4.

Eficacia luminosa de las luminarias LED (en lm/W)

La eficacia luminosa de las lámparas LED es la relación entre el flujo luminoso emitido por la lámpara y la potencia consumida (unidad: lúmenes/vatio), medida en lúmenes por vatio. Es una medida de qué tan bien una fuente de luz produce luz visible. En términos generales, cuanto mayor sea la eficacia, menor será el vataje en el que el accesorio puede iluminar el área objetivo. Sin embargo, para evaluar el rendimiento de las lámparas, generalmente no es suficiente considerar solo la eficacia luminosa, porque la salida de lúmenes de la lámpara también incluye luz parásita, que no contribuye a la iluminación del área objetivo. Por ejemplo, para lámparas de inundación de haz estrecho y farolas, no solo se debe considerar la eficacia luminosa sino también la distribución de la intensidad luminosa; consulte la siguiente sección para obtener más detalles.

Distribución de la intensidad luminosa de las luminarias LED

La distribución de la intensidad luminosa se establece con un goniofotómetro y se registrará en los archivos de diseño de iluminación (archivos IES o LDT). La distribución espacial de la intensidad de la luz de una fuente de luz o lámpara se representa mediante una curva de distribución de la intensidad de la luz. El lado izquierdo de la siguiente figura muestra la distribución de la intensidad luminosa de las lámparas de interior, y el lado derecho de la siguiente figura muestra la distribución de la intensidad luminosa de las luces de la calle. Las secciones en el eje vertical están representadas por curvas de distribución de intensidad (IDC) en planos C con ángulos de haz asociados γ, que deben representarse en coordenadas polares para cumplir con la norma EN 13032-2. El valor de la intensidad de la luz se expresa en cd (candela) o cd/klm (candela por mil lúmenes). Consulte un artículo separado para obtener más detalles sobre la interpretación de las curvas de distribución de intensidad.

Factor de flujo luminoso

El factor de flujo luminosodescribe la depreciación del flujo luminoso a lo largo del tiempo debido al envejecimiento de la luminaria durante el funcionamiento normal (esto excluye factores externos como la suciedad, la óptica y el vidrio ligero). Esto se define como la relación entre el flujo luminoso depreciado y el flujo luminoso inicial. Para iluminación exterior, el factor de flujo luminoso se determinará al nivel de la luminaria. El factor de flujo luminoso se determinará en función de la vida útil nominal de una luminaria y lo proporcionará el fabricante de acuerdo con la norma IEC 62722-2-1:2014. Por EJEMPLO, la vida útil mediana Lx es igual al tiempo de implementación del proyecto. La vida útil media L90 = 100 000 h se traduce en un flujo luminoso restante del 90 % a las 100 000 h, lo que da como resultado un factor de flujo luminoso = 0,90.

Coordenadas de cromaticidad

Las coordenadas de cromaticidad son una medida objetiva de la calidad del color independiente del brillo. El croma consiste en dos parámetros separados, generalmente designados como tono (h) y croma (s), donde el último también se conoce como saturación, croma, intensidad o pureza de excitación. La cantidad de este parámetro sigue la visión tricromática de la mayoría de las personas, que es lo que asumen la mayoría de los modelos de ciencia del color.

El diagrama de cromaticidad es un gráfico que muestra todos los colores posibles. Cada color está definido por un par de coordenadas numéricas: la coordenada de cromaticidad. Podemos usar el diagrama de cromaticidad para ver cómo se mezclan diferentes colores de luz. Los puntos en el borde curvo son colores espectrales puros: los colores del arco iris. La línea recta entre dos puntos cualesquiera del diagrama muestra todos los colores que se pueden producir al mezclar esos colores. Entonces, cualquier color dentro del diagrama se puede hacer de diferentes maneras. Solo los colores alrededor del borde del diagrama son colores únicos. Si extendemos esta idea a mezclas de 3 colores obtenemos un triángulo. Este triángulo se llama gama de colores. Están dentro de la gama muestra todos los colores que se pueden hacer mezclando los 3 colores en las esquinas. Los bordes de la gama son los colores que se obtienen al mezclar los dos colores al final de la línea.

Rendimiento de color

Reproducción cromática, expresada por el índice de reproducción cromática (Ra). Aunque las fuentes de luz producen el mismo color de luz, las fuentes de luz pueden tener una reproducción cromática diferente debido a la diferente composición espectral de sus haces de luz. Se introduce el índice general de reproducción cromática Ra, que proporciona una escala para identificar objetivamente las características de reproducción cromática de las fuentes de luz. Representa qué tan bien el color percibido de un objeto coincide con su apariencia bajo una fuente de luz de referencia específica. De acuerdo con EN 12464-1, las fuentes de luz con un índice de reproducción cromática inferior a 80 no deben usarse en lugares de trabajo donde las personas pasan mucho tiempo. Se dice que la reproducción cromática con un valor Ra superior a 90 es muy buena y entre 80 y 90 se describe como buena.

Tolerancia de color

Las tolerancias de color se pueden definir con precisión utilizando las coordenadas x e y en el diagrama de cromaticidad CIE. En 1942, el científico McAdam experimentó con 25 colores utilizando la temperatura de color correlacionada, tomando medidas de aproximadamente 5 a 9 lados opuestos de cada punto de color y registrando los dos puntos cuando pudieron distinguir la diferencia de color. El resultado es una serie de elipses de diferentes tamaños y longitudes conocidas como elipses de MacAdam: teoría de las elipses de MacAdam. Una elipse de MacAdam se refiere a la región del diagrama de cromaticidad CIE que contiene colores que el ojo humano no puede distinguir del color en el centro de la elipse. Los contornos de las elipses representan colores distinguibles. Las elipses de MacAdam a menudo se amplían, por ejemplo, a tres, cinco o siete veces su diámetro original. Estas elipses de MacAdam de 3, 5 o 7 pasos se utilizan para diferenciar dos fuentes de luz, y los pasos representan el rango de aberración cromática. Una fuente de luz con una elipse de MacAdam de 3 pasos muestra menos variación que una fuente de luz con una elipse de MacAdam de 5 pasos. Se debe tener cuidado para garantizar que la aberración cromática sea pequeña, especialmente en aplicaciones de iluminación donde las fuentes de luz no están muy separadas y se pueden ver al mismo tiempo.

Temperatura ambiente asignada para luminarias

El rendimiento de la luminaria se ve afectado por la temperatura ambiente. La temperatura ambiente nominal Ta es la temperatura continua más alta a la que la luminaria puede funcionar en condiciones normales de funcionamiento (puede superar brevemente los 10 K durante el funcionamiento). Cuando Ta = 25 °C, no es necesario declarar la luminaria, mientras que otros valores nominales de temperatura ambiente deben declararse. Para demostrar que la lámpara puede funcionar normalmente durante mucho tiempo a alta temperatura, 62722-2-1 introduce el parámetro Tq. La temperatura Tq (calidad) indica la temperatura ambiente nominal más alta permitida bajo el nivel de rendimiento especificado (incluida la vida útil esperada, las características de iluminación). Por ejemplo, las lámparas ZGSM pueden funcionar normalmente a 50 grados centígrados durante mucho tiempo, por lo que la Tq nominal = 50 °C.

 Criterios de longevidad para luminarias LED

La vida útil de una luminaria LED no se define únicamente por el punto de falla abrupta. La mayoría de las lámparas en realidad no fallan en absoluto durante un cierto tiempo de funcionamiento, pero su brillo disminuirá (degradará) con el tiempo, lo que se denomina degradación gradual de la salida de luz. Por lo tanto, la vida útil de las luminarias LED está básicamente limitada por la caída del flujo luminoso por debajo de un nivel mínimo predefinido “x[%]” y una falla abrupta. Aquí no se tiene en cuenta el fallo del equipo de control LED. Además de la degradación de los LED, la reducción o degradación del flujo luminoso puede deberse a la falla de LED individuales o módulos de LED. En los estándares IEC62717 e IEC62722, hay descripciones detalladas de los estándares de vida útil de las lámparas, y ZGSM también ha realizado una introducción detallada en un blog relacionado.

Parámetros de luminarias LED y sus verificaciones

ZGSM Solución con buen rendimiento de iluminación

ZGSM puede proporcionar informes de varios parámetros de lámparas, como LM80, TM21, ISTMT, LM79, IEC62717 e IEC62722. En estos informes, los parámetros incluyen potencia, lúmenes, eficacia, temperatura de color, índice de reproducción cromática, temperatura y vida útil. A continuación enumeramos las diferentes luminarias de la calle ZGSM, junto con aquellos certificados e informes emitidos por terceros.

Resumen

A través de este artículo, esperamos que todos tengan una cierta comprensión de los requisitos de rendimiento de las lámparas LED. Estos requisitos de rendimiento incluyen potencia, flujo luminoso, eficacia luminosa, distribución de luz, temperatura de color, índice de visualización, tolerancia de color, vida útil (factor de flujo luminoso) y otros (factor de mantenimiento luminoso y falla abrupta). Estos parámetros son a los que deben prestar atención los proyectos de iluminación. Implican si cumplen con los requisitos del proyecto, incluida la eficiencia energética, la iluminancia y el mantenimiento diario. Este artículo es solo una breve introducción, de la siguiente manera para una comprensión profunda, puede consultar el contenido relevante en línea, por supuesto, también puede leer nuestro blog anterior.

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