View
2
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Verlichting met leds:Kwaliteitseisen en normalisatie
Bertrand Deroisy, irLaboratorium Licht en GebouwAfdeling Energie en Gebouw
WTCB – Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf
22/09/2011
EasyFairs ECL22 september 2011
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
INHOUD:
� Leds voor verlichting
� Steekproef led-producten
� Typische problematieken
222/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
� Definities en begrippen
� Hoe ver staat de normalisatie?
� Kwaliteitseisen
� Leds in woningen
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Leds voor verlichting - Trends
� Globaal volume verkochte lampen verminderd
� Aandeel led lampen is nog beperkt
Total average LED penetration in lighting was 1.4% in 2010
(DisplaySearch)
322/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Bron: Le Figaro
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Leds voor verlichting - Trends
� Doorbraak voor functionele verlichting?� Forecast to reach 9.3% in 2014
� High penetration in spot lights and street lights
422/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Bron: DisplaySearch Quarterly LED Supply/Demand Market Forecast Report
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Leds voor verlichting - Trends
� Grote verscheidenheid van produkten
� Nieuwe marktspelers (expertise?)
� Kwaliteit van produkten sterk variërend
522/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Bron: Frog design Bron: Pieke Bergmans
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Steekproef led-produkten
Vervangingslampen
Gloeilamp 40W:
622/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
6 W – 400 lm
40 W – 420 lm
9 W – 470 lm
8 W – 420 lm
8 W – 345 lm
8 W – 420 lm
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Steekproef led-produkten
Vervangingslampen
Gloeilamp 40W:
Lumenbehoud?
722/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
40 W – 420 lm
Lumenbehoud?Welke Kleurweergave?Lichtverdeling?Levensduur?... ?
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Steekproef led-produkten
Vervangingslampen
Gloeilamp 60W:
822/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
12 W – 810 lm60 W – 710 lm
12 W – 806 lm12 W – 806 lm
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Steekproef led-produkten
Vervangingslampen
Gloeilamp 75W:
922/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
12 W – 806 lm
75 W – 940 lm
US produkt
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken
� Productgegevens zijn onjuist of overdreven
� Productmarkering en labelling onvolledig
� Onvoldoende lichtstroom
� Slechte kleurweergave
� Vroegtijdige stuk
1022/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
� Vroegtijdige stuk
� Opwarmen van de lichtbron
� Stralingsprofiel niet aangepast
� …
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Productgegevens
� Produktinformatie led-lamp:
1122/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Productgegevens
� Produktinformatie led-spot 2:
1222/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
?
?
?
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Markering
� Voorbeeld : Produktmarkering Ledspot3 X 1 W LED = 45 W GLS
Stel gemiddeld rendement Gloeilamp : 12 lm/WLed : 100 lm/W ?
1322/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
45 W x 12 lm/W = 540 lm3 W x 100 lm/W = 300 lm
Markering: 540 lm = 300 lm ?Risiko verwerpen van led-produktendoor slechte eerste ervaring(cfr. ‘CFL experience’)
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Lichtstroom
Mills, E. 2007. "Assessing the Performance of 5mm White
LED Light Sources for Developing Country Applications.” Lumina Project Research Note #1 :
Studie van 26 loten van 10 chips met dezelfde ‘nominale’ eigenschappen
Verschillende oorsprong
1422/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Lichtstroom
Mills, E. 2007. "Assessing the Performance of 5mm White
LED Light Sources for Developing Country Applications.” Lumina Project Research Note #1 :
Resultaten:
bij stroom 20mA� Mean 2.9lm; 3.20V; 0.064W
1522/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
45 lm/W
� Min 0.2lm; 2.92V; 0.059W
2 lm/W
� Max 4.3lm; 4.02V; 0.081W
67lm/W
Enorme kwalieteitsvariaties
in éénzelfde produktie !
Dus sorteren (‘Binning Process’)
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Kleurweergave
� Colour binning: Standaard model
400 lm
1622/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Max 145 cd/klm Max 90 cd/klm
400 lm
Bron: presentation by Y. Ohno, CIE, 2010
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
� Colour binning:
Verfijnd modelVoor toepassingen waar
kleurweergave cruciaal is
Typische problematieken - Kleurweergave
1722/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
• Invloed op kostprijs
• Afhankelijk van fabricant
• Behoud kleurweergave
(‘Colour consistency’)
Bron: Osram
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Levensduur
� Invloed van temperatuur
1822/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Max 145 cd/klm Max 90 cd/klm
Bron: Laborelec
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Levensduur
� Invloed van stroom
400 lm
1922/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Max 145 cd/klm Max 90 cd/klm
Bron: Lumileds
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
� Invloed van temperatuur op lichtstroom
Typische problematieken - Temperatuur
Produktgegevens : Lichtstroom bij 25°C na 30ms
Voor binnentoepassingen werken leds meestal bij hogere temperaturen dan 25°C! Gereduceerde lichtstroom
2022/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Bron: Laborelec
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Typische problematieken - Stralingsprofiel
� Invloed vorm van de lamp� Klassiek (‘peertje’)
� Bolvormig (‘Globe’)
400 lm 400 lm
2122/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Max 145 cd/klm Max 90 cd/klm
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie - Algemeen
Streeft naar objectieve evaluatie van prestaties en kenmerken door vastleggen van een eenduidige terminologie, rekenmethodes en meetprocedures.
2222/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
� Aanbevelingen op basis van
goede praktijk/actuele kennis
� Conventioneel (‘consensus’)
� Door neutrale organisaties
� Verplicht indien verwijzingen
in regelgeving
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie
Waarom?
� Beschermen van eindgebruikers
� Selecteren en voorschrijven producten door ontwerpers
� Opleggen van minimale wettelijke eisen
� Handhaven vrije markt voor goederen
2322/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
� Handhaven vrije markt voor goederen
� Bevorderen van kwaliteitsvolle producten
� Ontwikkeling naar een energiezuinige samenleving
� …
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie
Wat?
� Licht en waarneming van licht
� Begrippen en terminologie ivm fotometrie
� Fysische en fysiologische wetten die waarneming van licht bepalen
� Basisgrootheden en hun meting
2422/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Basisgrootheden en hun meting
� Producten : Lampen, armaturen en voorschakelapparatuur
� Prestaties en meetprocedures
� Veiligheid
� Maatvoering en toleranties voor uitwisselbaarheid
� Toepassing
� Verlichting voor visueel comfort (ifv taken)
� Efficiënte verlichting voor energiebesparingen
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie
Wie?
Werkgebied
Wereld Europees Nationaal
2522/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Werkgebied
ToepassingenProdukt (Fotometrie)
ISO CEN NBNOperator IBE-BIV
Produkt (Elektrische aspecten en veiligheid)
CEI CENELEC NBNOperator CEB-BEC
ToepassingenProdukt (Fotometrie)Theoretische aspecten Licht
CIE - IBE-BIV
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie – Terminologie
� Definities
Led chip
Ledlamp
Ledmodule
Ledarmatuur
2622/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
IEC 62504 TS :Terms and definitions for LEDs and LED modules
Lichtbron te integreren
Vervangingslamp
Standaard lampvoetInclusief VSADirect geschakeld op netspanning of laagspanning
Verzameling van ledchips
In te bouwen of onafhankelijkMet of zonder VSAThermische componenten
Volledig systeem
Niet demonteerbaarBevat ledlamp of ledmodule, eventueel uitwisselbaarDirect geschakeld op netspanning
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie
� Normen veiligheid
Led chip
Ledlamp
Ledmodule
Ledarmatuur
2722/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
+ IEC 62471-2 – Photobiological safety
IEC 62560(Ed.1 2011)
IEC 62663-1*(2012 ?)
IEC 62031(Ed.1 2008)
IEC 60598-1(Ed.7 2008)
* Non ballasted led lamps
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie
� Normen prestaties
Led chip
Ledlamp
Ledmodule
Ledarmatuur
2822/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
IEC 62612(Ed 1. 2009)
IEC 62663-2*(2012 ?)
-
IEC PAS 62717(2011 ?)
-
IEC PAS 6xxx(2011 ?)
* Non ballasted led lamps
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie – Lijst IECo IEC 61347-2-13, Ed.1,2006: Lamp controlgear - Part 2-13: Particular requirements
for d.c. or a.c. supplied electronic controlgear for LED modules
o IEC 62386-207, Ed,1,2009: Digital addressable lighting interface – Part 207: Particular requirements for control gear – LED modules
o IEC 62560, Ed. 1,2011: Self-ballasted LED-lamps for general lighting services by voltage > 50 V - Safety specifications
o IEC 62663-1 and 2; Non self-ballasted LED-lamps – IN PROGRESS
o IEC 62031, Ed.1,2008 : LED modules for general lighting – Safety requirements
o IEC 60598-1, Ed.7,2008 : Luminaires - Part 1: General requirements and tests
o IEC 61000-3-2:2005, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3-2: Limits – Limits
2922/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
o IEC 61000-3-2:2005, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3-2: Limits – Limits for harmonic current emissions
o IEC 61547, Equipment for general lighting purposes – EMC immunity requirements
o CISPR 15:2005, Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics of electrical lighting and similar equipment
o IEC 62471-2 – Photobiological safety; Guide
o IEC 62384, Ed.1,2006: Lamp controlgear - Part 2-13: Particular requirements for d.c. or a.c. supplied electronic controlgear for LED modules
o IEC 62612, Ed. 1,2009: Self-ballasted LED-lamps for general lighting services by voltage > 50 V – Performance requirements – CURRENTLY IN REVISION
o IEC PAS 62717, LED modules for general lighting – Performance requirements
IN PROGRESS 2011(?):
o IEC PAS 6xxx, LED Luminaires – Performance requirements and tests
IN PROGRESS
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie – IEC/PAS 62717: Led modules
� Fotometrische gegevens: (VOORLOPIG)
Criterium Prestatieeis
Lichtstroom (lm) bij tp* > 90% nominale waarde
Vermogen (W) < 110% nominaal vermogen
Lichtrendement (lm/W) > 90% nominaal rendement
3022/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Maximale lichtsterkte (cd) > 75% nominale waarde
Stralingshoek (°) +/- 25% nominale waarde
Kleurtemperatuur (K) Tolerantieklassen (T/100)
Kleurweergave-index Ra Ranom - 3 en Ranom – 5 na 6000h
Lumenbehoudsfactor bij tp* Volgens 3 klassen (>90%, >80% of >70%) na 6000h
Kleurcoordinaten 3 Tolerantieklassen (initieel en na 6000h)
Levensduur L70 Versnelde testmethode in uitwerking
* tp =prestatietemperatuur
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie – IEC/PAS 62717: Led modules
� Controle van temperatuur:
Prestatietemperatuur tp max (°C)
• Maximale temperatuur waarbij de fabrikant prestaties (lumenbehoud en levensduur) van zijn product waarborgt
Verschillende prestatietemperaturen mogelijk
3122/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Verschillende prestatietemperaturen mogelijk
• Alle prestaties uitgedrukt bij prestatietemperatuur
• Duidelijke markering van tp op product
• Fabrikant van armaturen moet gepaste koelstrategieën gebruiken om bij normale werkingstemperaturen de temperatuur onder prestatietemperatuur te houden
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie – IEC/PAS 62717: Led modules
� Productmarkering
3222/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
� Fotometrische code
Normalisatie – IEC/PAS 62717: Led modules
3322/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Bron: Presentatie Normalisation LED – Guy Vandermeersch – Lausanne 25 janvier 2011
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie – Verdere evoluties
� Aanpassing van toepassingsgerichte normen ifvspecifieke eigenschappen van leds:� Sterk gerichte straling
� Hoge luminantie
o EN 12464 1/2 – Werkplekverlichting
3422/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
o EN 12464 1/2 – Werkplekverlichting
o EN 18038 – Noodverlichting
o EN 12193 – Verlichting van sportinstallaties
o EN 13201 – Wegverlichting
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie – Verdere evoluties
� Aanpassing van toepassingsgerichte normen
Enkele vragen� Bijkomende eisen voor randzones?
� Wat is de geldigheid van een actuele verblindingsindexen (UGR en TI)?
� Risico voor oogletsels met ledspots?
3522/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
� Risico voor oogletsels met ledspots?
� Hoog aandeel ‘blauw licht’ in spectrum van fosfor leds?
� …
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Kwaliteitseisen – EU LED Quality Charter
� Kenmerken :� Vrijwillige kwaliteitscriteria
� Alleen voor led-lampen, bedoeld voor gebruik in woningen
� Ondersteuning bij uitfasering gloeilampen
� Gepubliceerd Februari 2011
3622/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Gepubliceerd Februari 2011
� Geen label
The final goal of the European LED Quality Charter is thus to further increase the sales and penetration of high quality and efficient LEDs in the EU and thus contribute to the goals of the EU energy and environmental policies.
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Kwaliteitseisen - EU LED Quality Charter
� Prestatie-eisen:
Lichtrendement
3722/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Kwaliteitseisen - EU LED Quality Charter
� Prestatie-eisen:
Lumenbehoud
L70F50 ≥15,000 hours.
Maximum 50% lamps having lumen maintenance
below 70% after 15,000 hours.
(Test volgens IEC/PAS 62612 Ed1)
3822/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
(Test volgens IEC/PAS 62612 Ed1)
L85F05 ≥ 1000 hours (Premature failure rate)
Maximum 5% lamps having lumen maintenance below
85% after 1000 hours
(Test volgens IEC/PAS 62612 Ed1 na 1000h)
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Kwaliteitseisen - EU LED Quality Charter
� Prestatie-eisen:
Kleurtemperatuur en kleurweergave
CRI > 80
(Test volgens CIE No. 13.3 – 1995 IEC/PAS 62612 Ed1)
CCT: 2600-3500 K
3922/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
CCT: 2600-3500 K
Kleurcoordinaten en tolerantie gedefinieerd
F2700 (2720K, X=0.463, Y=0.420),
F3000 (2940K, X=0.440, Y=0.403)
F3500 (3450K, X=0.409, Y=0.394)
(Test volgens IEC/PAS 62612 Ed1 en IEC 60081, Annex D.2,modified.)
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Kwaliteitseisen - EU LED Quality Charter
� Prestatie-eisen:
Verblinding en blauw licht
The visible radiation hazard class (0-3) shall be 0 or 1 for domestic used LEDlamps.
(Test volgens IEC 62471-2)
4022/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Klasse 2 risico op oogletsels bij langere belichtingstijden
Klasse 0: Radiantie in blauw spectrum max : 100 W.m-2.sr-1 - Belichtingstijd : < 10 000 s (2h 30)
Klasse 1: Radiantie in blauw spectrum max: 10 000 W.m-2.sr-1 - Belichtingstijd : < 100 s
Klasse 2 : Radiantie in blauw spectrum max: 4 000 000 W.m-2.sr-1 - Belichtingstijd: < 0,25 s
Klasse 3: Radiantie in blauw spectrum max hoger dan klasse 2 - Belichtingstijd : < 0,25 s
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Kwaliteitseisen - EU LED Quality Charter
� Prestatie-eisen:
Power Factor
The power factor shall at least be 0.5 for lamps of
wattage between 2 and 25W.
(Test volgens IEC 61000-3-2:2006)
4122/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Verlichting van woningen
� Totaal energieverbruik
- 6,61% op jaarbasis voor de residentiële sector
2.4%
EU27 - Total Energy Consumption
Residential 300000
350000
400000
(2007)
4222/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Electricity Consumption and Efficiency Trends in European Union -Status Report 2009 (Paolo Bertoldi, Bogdan Atanasiu)
24.9%
11.4%
28.3%
33.0%
Residential
Services
Industry
Transport
Agriculture
150000
200000
250000
300000
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Verlichting van woningen
� Energieverbruik residentiële sector
Elektriciteitsverbruik in de residentiële sector daalde voor het eerst met 7,5% in 2007 tov 2006Aandeel in totale elektriciteitsverbruik
voor een gemiddeld Europees huishouden:
4322/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
� 18,8% Elektrische verwarmingssystemen
� 15,2% Koelkasten en diepvriezers (‘Cold appliances’)
� 10,5% Verlichting
� 9,4% Televisies en computers
� 8,6% Warm water
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Verlichting van woningen
� Praktische en technische gids
voor de verlichting van woningen.
WTCB-Monografie nr 28,
2011/06 (60p.)
4422/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Download (gratis)
www.wtcb.be/go/publicatiesverlichting
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Verlichting van woningen
� Praktische en technische gids
voor de verlichting van woningen.
4522/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Normalisatie – Normen antenne
http://www.normen.be/energie/
VERLICHTING
4622/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Centre Scientifique et Technique de la Construction – http://www.cstc.be
Dank voor uw aandacht
4722/09/2011 Verlichting met leds: Kwaliteitseisen en normalisatie
Recommended