OliNo

Dit keer een lantaarn met LEDs. Deze komt van Phayton Led Solutions en is de versie in hun assortiment die het mag opnemen tegen de 150 Watt SON-T Watt die veel gebruikt wordt op provinciale en ontsluitingswegen. Deze ledlantaarn heeft een vermogen van ongeveer 80 Watt. De lantaarn ziet er mooi uit, is best zwaar, geeft natuurlijk veel licht en een felwit licht. Begrijpelijk, want de felwitte leds hebben een hogere efficiëntie. De lantaarn bevat een ZEE van LEDs!

Zie voor een vergelijk met andere lampen dit overzicht.

De Zee van LEDs

Twee foto’s die inzoomen op het belangrijkste: de LEDs.

Samenvatting meetgegevens

parameter	waarde gemeten	opmerking
Kleurtemperatuur	6875 K	Felwitte leds.
Lichtsterkte Iv	1817 Cd	Erg fel wat ook moet omdat de lantaarn op een bepaalde hoogte wordt gemonteerd.
Stralingshoek	100 graden	Een mooie brede bundel, wat dus veel wegdek of plaats van verlichten.
Vermogen P	73.5 W
Power Factor	0.95	Dit is een hoge powerfactor! Met deze powerfactor geldt dat voor iedere kWh aan netto vermogen, er 0.33 kVAhr aan reactie vermogen is. Hiervoor betalen grote bedrijven, particulieren niet. Zie ook dit artikel over PF.
Vermogens-efficiëncy	85 %	Dus van het opgenomen vermogen door de totale lantaarn, komt 85 % bij de leds terecht. De rest, 15 %, wordt gebruikt door de stuurelektronica
Lichtstroom	4063 lm	Veel licht, dat ook nodig is voor een lantaarn
Efficiëntie	55 lm/W	Deze waarde is mooi voor de leds.
Kleurweergave-index of CRI	82	Color Rendering Index oftewel de kleurweergave-index. Een waarde vanaf 80 en hoger wordt gezien als waarde waarbij de kleurindruk gelijk is aan gloei- en halogeenlampen. Zie ook dit artikel.
Coördinaten kleursoort diagram	x=0.31 en y=0.33
Fitting	230V	In mijn sample zat een 230 V stekker. Die komt uit een holle buis met 63 mm doorsnede. Deze wordt dan middels schroeven vastgeschroeft op een paal o.i.d.
H x B x D	100 x 400 x 600 mm	Dit zijn de ongeveer-maten. Ze bevatten alleen de buitenafmetingen van de bak met de Zee van LEDs. Er is nog een aansluitstuk voor montage op bijvoorbeeld een paal.
Totale lengte	760 mm	Dit is de bak met LEDs inclusief het aansluitstuk, wanneer dit laatste recht staat. Dit aansluitstuk kan ook in een hoek gezet worden.
vormfactor	straatlantaarn
Algemene opmerkingen		Deze komt van Phayton Led Solutions.

E_v op 1 meter afstand

De verlichtingssterkte op 1 meter afstand

Deze ledlantaarn heeft een stralingshoek van 100 graden, en dat is mooi voor een lantaarn, die daarmee een groot gebied kan verlichten. Op bijvoorbeeld 4 meter hoogte zou dit een gebied zijn van 9.5 meter doorsnede.
De lichtsterkte van deze lamp is ruim 1800 Cd. Dit is erg fel en dat is ook nodig daar lantaarns van grote hoogte verlichten.

Afstand bij 400 lux en grafiek

De afstand waarop de lamp 400 lux geeft is 213 cm

De waarde van 400 lux is normaliter interessant omdat dit voldoende is om te lezen. Zie ook dit artikel voor de achtergronden en uitleg. Voor een lantaarn is dit niet noodzakelijk, daar is de functie vooral verlichting geven in een groot gebied.

E_v op straatvlak bij 4 m hoogte

De verlichtingssterkte op straat, onder de lantaarn op 4 m hoogte.

Deze grafiek is makkelijk toepasbaar. Je ziet wat je overhoudt aan verlichtingssterkte recht onder de lantaarn wanneer deze op 4 m hoogte staat. Maar ook enkele meters daar vandaan.

E_v als functie van afstand

De verlichtingssterkte als functie van de afstand

De E_v is berekend, volgens de methode hier uitgelegd.

Lichtstroom

Met de meetgegevens van lux op 1 meter, is de lichtstroom te bepalen. Hiertoe bereken ik op een denkbeeldige bol rondom de lamp, hoeveel lichtstroom er doorheen komt. De gegevens van deze berekening zijn in deze spreadsheet voor de Phayton P8039 Felwit te vinden, 575 lm.

Efficiëntie

Een lichtstroom van 4063 lm, en een opgenomen vermogen van 73.5 Watt, levert een efficiëntie van 55 lm/Watt. Of dit goed kan concurreren met andere soorten van lantaarns weet ik niet. Misschien niet op het gebied van efficiëntie, maar misschien wel op het gebied van levensduur en aanschafkosten. De reactie die ik krijg van de leverancier is de volgende: een vergelijking gebaseerd op de NPR/NEN13201 richtlijnen voor de verlichtingscriteria van openbare verlichting, laat zien dat deze ledlantaarn met 80 Watt vergelijkbaar is met de lichtopbrengst van een 150 Watt SON-T lamp, waar veel meer lichtverstrooiing optreedt. Er is ook een Total Cost of Ownership analyse gedaan, waarbij is gekeken wat de kosten zijn over de levensduur (aanschaf-, verbruiks- en onderhoudskosten). Zie hiervoor deze resultatensheet die het vergelijk aangeeft tussen de SON-T en de Ledlantaarn.

Een extra meerwaarde is dat deze ledlantaarns tegen een geringe meerprijs dimbaar zijn, wat dan leidt tot nog meer besparing (op energie- en kostenniveau) t.o.v. conventionele straatverlichting.

Met de powerfactor van 0.95 geldt dat voor iedere kWh aan netto vermogen, er 0.33 kVAhr aan reactief vermogen is geweest.

Netspanning	230 V
Lampstroom	336 mA
Vermogen P	73.5 W
Schijnbaar vermogen S	77.4 VA
PF	0.95

Kleurtemperatuur, vermogensspectrum en dominante golflengte

Allerlei gegevens verkegen met de kleurspectrometer

Hierbij een schermafbeelding van wat de kleurspectrometer allemaal meet. Je ziet in één oogopslag het vermogensspectrum, de kleurtemperatuur, de kleurtemperatuur (Correlated Color Temp) van ongeveer 6900 K en de dominante golflengte. Dit zijn de begrippen die ik in het artikel over lichtgrootheden heb uitgelegd.

Kleursoort diagram

Het kleursoort diagram en de plaats van het licht van de ledlamp

De kleurcoördinaten van het licht afkomstig van deze lamp zijn x=0,31 en y=0,33.

Het licht is felwit, en ligt mooi op het pad van de zwarte straler. Dit houdt weer in dat de kleur wit ongeveer overeenkomt met wat we gewend zijn, omdat we jaren en jaren gebruik gemaakt hebben van het licht van zwarte stralers (bijvoorbeeld gloeilampen en halogeenlampen, maar ook de zon is een zwarte straler). Maar of het nu werkelijk zo op het pad van de zwarte straler moet liggen is mij nog niet duidelijk. Zie ook dit artikel.

Spanningsafhankelijkheid

De lamp heb ik onderzocht op hoe afhankelijk de parameters verlichtingssterkte E_v [lx], de kleurtemperatuur T [K] en het opgenomen netto vermogen P [W] zijn van de lampspanning. De reden is om te zien of een variatie in de netspanning (220 – 240 V is mogelijk in Nederland) leidt to verschil in waardes van de genoemde parameters.

Spanningsafhankelijkheid van een aantal lamp-parameters

De verlichtingssterkte en de kleurtemperatuur zijn eigenlijk niet afhankelijk van een verandering van de netspanning. Dit is prettig want je behoudt de intensiteit en kleur van het licht. Het vermogen varieert eeen weinig op verschillende spanningen.

Kleurweergave-index of CRI

Hierbij het plaatje van de kleurweergave index. Deze wordt goed uitgelegd op deze Wiki over kleurweergave-index.

Kleurweergave-index van de lamp

De waarde van 82 is al hoog, en al helemaal voor een lantaarn (waar ook natriumlampen worden gebruikt met het typische gele licht)!

Vaak wordt verwacht dat de CRI of Ra waarde 80 moet zijn of hoger, wil men een kleurindruk krijgen die men ook heeft van gloeilampen, halogeenlampen en zonlicht. Door te spelen met fosforen en dus het uiteindelijke spectrum wordt de CRI waarde beïnvloed.

Extra vermogensmetingen

Ik heb de lantaarn opengemaakt en extra metingen gedaan. De leds zitten allemaal op een grote printplaat.

De lantaarn van binnen gezien.

Je ziet goed het voedingsmoduul, en daarnaast de grote printplaat met de zee van LEDs.

Ik heb vermogensmetingen uitgevoerd aan de ingaande kant van de totale lantaarn, en aan de kant van de LEDs. Ik gebruikte de Hameg powermeter voor de metingen aan de ingaande kant van de lantaarn. Verder gebruikte ik een stroomtang en een multimeter voor de stroom door en de spanning over de LEDs te meten.

De meetopstelling voor de vermogensmetingen.

Ik heb gekeken hoe de leds met elkaar verbonden waren, en berekend hoeveel stroom door, spanning over en vermogen door iedere led wordt opgenomen. Zie de resultaten en wat opmerkingen in de volgende tabel. Ik heb een 6-tal metingen uitgevoerd over een periode van 15 minuten. De gemiddelde waardes geef ik. Tevens heb ik de verschillen berekend tussen de maximale en de minimale gemeten waarde, en dit verschil heb ik vergeleken met de gemiddelde waarde en druk ik uit in %.

Parameter	Waarde	% max-min	Opmerking
Netspanning	233.4 V	0.4 %	Het voltage bleef behoorlijk stabiel (varieerde tussen 233 en 234).
Ledlantaarnstroom	337 mA	4.2 %	Eveneens een kleine variatie in de opgenomen lampstroom
Ledlantaarn vermogen P_lantaarn	75.3 W	4.1 %	Het vermogen is wat gedaald toen de lamp een uur aanstond; het ging van 77.5 W naar 74.4 W.
Spanning over de Leds (Spanning_Led)	18.0 V	2.2 %	De ledspanning was behoorlijk constant gedurende de proef.
Stroom door de Leds (Stroom_Led)	3.54 A	1.2 %	De ledstroom was constant gedurende de proef.
Vermogen_Leds	63.7 W	3.4 %
Efficientie voeding	84.5 %	1.4 %	De ledvoeding heeft dus 15 % van het totale opgenomen vermogen nodig voor eigen regeling.
Totaal aantal leds	1287
Aantal leds in 1 string	3		Hiermee bedoel ik de hoeveelheid leds die aan de Spanning_Led hangen, in serie met elkaar
Aantal parallelle stringen	429
Spanning over 1 led	5.99 V		Dit is een hoge spanningsval over de led.
Stroom door 1 led	8.3 mA		Dit is een erg lage stroom, en de leds worden ook in het geheel niet warm, wat helpt bij het halen van een lange levensduur.
Vermogen door 1 led	49 mW		Een laag vermogen, maar door de grote hoeveelheid leds is er toch een grote hoeveelheid opgenomen vermogen en ook licht.

Stroommetingen

Omdat de voeding een zo’n mooie powerfactor heeft van 0.95, heb ik nog even de stromen en spanningen zoals die in de lantaarn gaan, gemeten.

Scope-screenshot van de spanning en de stroom.

Ik heb last van ruis die ik oppik. Maar in ieder geval zie je dat de stroom ook sinusvormig is. Dit is een verdienste van de voedingsunit, die dus een actieve powerfactor correctie aanwezig heeft. Heel goed, want bij een lage powerfactor gaat een gemeente bijvoorbeeld wel meer blindvermogen moeten betalen.

Zou de voedingsunit geen actieve powerfactorcorrectie hebben gehad, dan had de stroom er veel piekvormiger uitgezien.