Hoe efficient is een dimmer?
Posted by Marcel van der Steen in Energie besparing, Niet duurzaam Add commentsNa het verhaal over de Longlites, was ik eens benieuwd hoe efficient een dimmer nu eigenlijk is. Ik heb er een aantal in huis, en weet al dat het dimmen natuurlijk veel invloed heeft op de lichtsterkte, en minder op vermogen. Met andere woorden, met een beetje minder vermogen heb ik al veel minder licht. Dus per Watt vermogen heb ik dan minder licht. Is dimmen relatief duur?…..
Werking van een dimmer
Een dimmer, voor normale gloeilampen en halogeenlampen, werkt volgens het principe van fase aansnijding. Dit heb ik uitgelegd in dit artikel over de Longlites die ook de fase aansnijden. Dit houdt in dat de spanning over de lamp gemiddeld over de tijd iets lager wordt gemaakt en daardoor loopt er ook gemiddeld een lagere stroom door de lamp. Deze lagere stroom zorgt voor een lagere lampdraad-temperatuur en daardoor minder licht.
Meetopstelling
Om te meten heb ik weer gebruik gemaakt van de meetapparatuur van Vincent, daarvoor mijn dank. Hij nam een HAMEG power meter mee die nauwkeurig het opgenomen vermogen meette, en we hebben de volgende schakeling opgebouwd zoals aangegeven in de figuur.
Figuur 1: de meetopstelling voor de dimmer efficientie te meten
Daarnaast maten we de lichtopbrengst en de kleurtemperatuur met een spectrometer.
De metingen zijn eenvoudig. De dimmer wordt op een bepaalde stand gezet, en op deze stand maten we de spanning, stroom, het vermogen (P in Watt), lichtsterkte en kleurtemperatuur. Daarna is het eenvoudig om er enkele interessante grafieken van te maken.
Meetresultaten
Interessante meetresultaten heb ik in de volgende grafieken uiteengezet.
Figuur 2: vermogen uitgezet tegen lichtsterkte en kleurtemperatuur
Voor het gemak heb ik een 45 gradenlijn in de grafiek getekend, die laat zien hoe het loopt wanneer vermogen en lichtsterkte beiden gelijkmatig zouden afnemen. De lichtsterkte neemt naar verhouding veel sneller af dan het vermogen!
Verder zie je ook dat de kleurtemperatuur, van een warm witte 2600 graden Kelvin zakt naar 2000 graden Kelvin. Bij 2000 graden Kelvin wordt het wel heel gelig.
Figuur 3: relatief vermogen uitgezet tegen relatieve lichtsterkte en kleurtemperatuur
Het is makkelijker om naar de procentuele verhoudingen te kijken. Dan zie je heel goed dat bij een vermogen van 25 % ik zowat geen lichtsterkte meer heb! Dus hoewel de lamp bijna geen licht meer geeft, toch verbruikt deze nog veel vermogen.
Je ziet tevens dat de kleurtemperatuur ook terugloopt, zij het minder snel. Toch is dit dalen van de kleurtemperatuur goed te merken, wanneer je bij 50 % vermogen bent; het licht wordt langzaamaan veel warmer.
Het verlies van energie
Met figuur 3 is makkelijk te bepalen wat het efficientieverlies is. Stel je dimt een lamp op de helft van de lichtsterkte. Dan volg je de paarse lijn en je ziet dat bij een vermogen van 75 % van de normale waarde, ik 50 % van mijn licht heb. Had ik een lamp genomen die de helft van het wattage had en deze niet gedimd, dan had ik dezelfde hoeveelheid licht gehad. Dus in deze dimsituatie ben ik 25 % van het vermogen aan het verliezen.
Het verlies van energie zit hem erin dat de lampspiraal veel minder efficient licht afgeeft bij lagere temperaturen. En dit gaat snel zoals is te zien.
Stel nu je gebruikt de dimmers veelvuldig, dan geeft onderstaande tabel aan bij welke dimstand en bij welk wattage lamp je dimt, hoeveel vermogen je verliest.
| Dimstand [%] | 40 W lamp | 60 W lamp | 100 W lamp |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 W | 0 W | 0 W |
| 10 | 2 W | 3 W | 5 W |
| 20 | 4 W | 6 W | 10 W |
| 30 | 6 W | 9 W | 15 W |
| 40 | 8 W | 12 W | 20 W |
| 50 | 10 W | 15 W | 25 W |
| 60 | 12 W | 17 W | 29 W |
| 70 | 12 W | 19 W | 31 W |
| 80 | 13 W | 19 W | 32 W |
| 90 | 12 W | 18 W | 30 W |
| 100 | 0 W | 0 W | 0 W |
Moraal van het verhaal is dat je beter een kleiner wattage lamp kunt gebruiken als je vaak dimt, en wanneer je dan meer licht wilt hebben dat je dan een extra lamp aanschakeld voor die momenten. Ik heb het in dit artikel met meetgegevens inzichtelijk gemaakt.
February 10th, 2007 at 7:03 am
wow man!
Bedankt om zoiets mee te delen. Ik gebruik zelf bijna nooit een dimmer, omdat ik dacht dat het vermogen constant bleef, dat er in de dimmer een weerstand zat die al het “overtollige” opslorpte. Dat blijkt niet waar te zijn, maar dat blijkt geen reden te zijn om het wel te beginnen gebruiken.
Geen idee dat een dimmer zo inefficiënt is!!
February 10th, 2007 at 10:00 am
Ik was er al bang voor, maar het is goed dat jullie het inzichtelijk maken. Ik heb trouwens ook begrepen dat goedkope dimmers zorgen voor nogal wat ‘netvervuiling’, klopt dat ook?
Toch is er vanuit de markt vraag naar de mogelijkheid verlichting te dimmen. Ik zou dat ook wel willen. Ik los mijn vraag naar andere verlichtingsomstandigheden op door meer of minder lampen aan te doen, maar het zou makkelijker en misschien ook wel gezelliger zijn als je spaarlampen zou kunnen dimmen.
Ik zou willen dat de fabrikanten van spaarlampen efficiënte dimbare modellen maakt. Doorontwikkelen van dimmers voor gloeilampen lijkt me niet nodig, ik mag toch hopen dat die met een paar jaar helemaal niet meer gebruikt worden.
February 11th, 2007 at 5:49 pm
@ JeroenH. In het artikel longlites II zeg ik nog wat over de mate van netvervuiling. Ik weet echter niet of ‘goedkope dimmers’ meer netvervuiling genereren dan ‘duurdere’.
Het dimmen van spaarlampen en TLs is al mogelijk, en wanneer Jeroen een dimbare TL heeft gekocht zal ik die ook zeker doormeten.
Het dimmen van LEDs is ook goed mogelijk, alleen op dit moment is de efficientie van LEDs (het aantal lumen/Watt) nog minder dan dat van TL/Spaarlampen. LEDs kun je weer makkelijk in allerlei kleuren krijgen, en zelfs varieren in kleur; sommige witte leds hebben een rode, groene en blauwe geïntegreerd en de pootjes naar buiten gebracht. Door de stromen te variëren per led krijg je iedere willekeurige kleur.
April 1st, 2007 at 8:26 pm
Gelden deze bevindingen ook voor halogeenlampen?
April 1st, 2007 at 8:37 pm
Deze bevindingen gelden ook voor halogeenlampen.
Een halogeenlamp functioneert bij een nog hogere temperatuur (dan de gloeilamp), waardoor deze efficiënter is dan een gloeilamp en meer licht per vermogen afgeeft. Echter, bij het dimmen loopt de temperatuur terug en dus ook de efficiëntie.
Hierdoor is de efficiëntie terugval bij het dimmen voor een halogeenlamp wellicht nog groter dan voor een gloeilamp.
April 3rd, 2008 at 2:08 am
Als ik dezelfde licht opbrengst wil hebben hoeveel bespaar ik in dan c.q. verhoud zich het stroomverbruik dan in de volgende situaties t.o.v. elkaar?
1 Halogeenspotjes van 220 Volt met gebruik van een dimmer.
2 Halogeenspotjest van 12 Volt via een Transformator en met gebruik van een dimmer.
3 Spotjes met Leds erin en verder hetzelfde als situatie 1 en 2.
April 3rd, 2008 at 5:56 am
@ mynpostbus,
Een warmwitte led is nu ongeveer 4x zuiniger dan een halogeenlampje. De dimmer gebruikt voor de led, moet speciaal voor de led zijn ontworpen (op dit moment heb ik nog geen ervaring kunnen opdoen met standaard faseaansnijder-dimmers op 230 V leds). Als je dit meeneemt, is de situatie 3 het meest gunstig.
Als laatste komt situatie 2, omdat hier een trafo extra wordt gebruikt t.o.v. situatie 1.
Dus volgorde in zuinigheid: 3, 1, 2.
Nu nog hoeveel. Dit hangt af van de mate van dimmen. Je mag uitgaan voor de led dat het dimmen geen invloed heeft op de efficiëntie van de led-lamp. Voor de halogeentjes is dit wel het geval. Stel dat je 50 % dimt, dan volgt uit dit artikel een power van 75 % (efficiëntie nadeel voor halogeen-leds, dus stroomtoename voor situatie 1 en 2 van 4/3 t.o.v. situatie 3).
Stel het verlies door de trafo op 10 % (stroomverbruik 1/0.9 x hoger dus dan situatie 1).
Stel de efficiëntie van de ledjes op 4x efficiënter dan de halogeentjes, bij niet dimmen (stroomverbruik 4x lager dan situatie 1). En neem aan dat dimmen hier geen effect op heeft.
Dan volgt het volgende voor het stroomverbruik:
Situatie 3 : Situatie 1 : Situatie 2 =
25 % : 4/3 x 100 % : 1/0.9 x 4/3 x 100 %
25 % : 133 % : 148 %
1 : 5.3 : 5.9