¿Qué son la eficacia luminosa y la eficiencia? (Respuestas detalladas + Consejos)

La medida de cuánta luz podría emitir una fuente de luz y cuánta energía necesita para esa cantidad de luz son las dos medidas más comunes para representar la calidad de la lámpara. Da una idea de cuán eficientemente puede funcionar un sistema de iluminación.

Hoy en día, se puede acceder a varias fuentes de luz con sus especificaciones únicas y, a veces, vienen con términos tan poco familiares. Antes de adaptarlos a nuestros requisitos, debemos observar la especificación de cerca y comprender sus fundamentos mientras consideramos los pros y los contras.

Veamos los parámetros de eficiencia de iluminación (eficacia luminosa y eficiencia) y cómo cada tipo de fuente de luz se ve afectada por ellos.

¿Qué son la eficacia luminosa y la eficiencia luminosa?

Los ojos humanos no pudieron detectar radiación fuera de la longitud de onda visible (400-700 nm). Algunas longitudes de onda son más sensibles a los ojos que otras, incluso dentro de este rango. La respuesta estandarizada de un ojo humano típico a la luz se muestra en la siguiente curva:

Eficacia luminosa (medida en lm/W)

La eficacia luminosa representa la cantidad de luz visible emitida (también conocida como flujo luminoso) en correlación con la potencia de entrada utilizada. En términos de longitud de onda visible, este término representa:

• La capacidad de la fuente de luz para generar radiación. Si la fuente de luz emite más longitudes de onda fuera del rango de longitud de onda visible, disminuirá la proporción del flujo luminoso con respecto al flujo en radianes. Por lo tanto, la eficacia luminosa también se reduciría.
• La energía es consumida por una fuente de luz que proporciona una cierta cantidad de radiación.

Por ejemplo, una bombilla de 90 W emite 900 lúmenes. La eficacia luminosa de esa bombilla sería de 900 lúmenes / 90 W = 10 lm/W.

Eficiencia luminosa (medida en porcentaje)

Alternativamente, también podemos medir la eficiencia de la iluminación dividiendo la eficacia luminosa con 683 lm/W. El valor de 683 lm/W representa el valor máximo de eficacia luminosa que puede generar una luminaria.

El valor de la eficacia y la eficiencia se ven bastante afectados por:

• Pérdida de la luz generada (por ejemplo, por absorción). Tendrá un valor menor si la luminaria está ubicada en un espacio cerrado por paredes/rodeada de material oscuro. Para una mejor iluminación y una mayor eficiencia, la aplicación de blanco en edificios/habitaciones puede ayudar a minimizar la pérdida de energía. Los materiales blancos reflejan o dispersan la mayor parte de la luz en lugar de absorberla.
• Rendimiento de la fuente de alimentación, específicamente en términos de eficiencia. La conmutación de alta frecuencia podría reducir las pérdidas de energía a solo un pequeño porcentaje, lo que requiere menos energía para la misma iluminación.

Comparación de las eficacias de las bombillas incandescentes, CFL y LED

Es irrelevante usar Watt como parámetro de rendimiento de las bombillas, ya que no se trata solo de la potencia. Además, cualquier fuente de luz ofrece una mejor eficiencia para garantizar el mismo nivel de rendimiento con menos energía. Se han introducido más tecnologías para satisfacer las demandas de las fuentes de luz de alta eficiencia, como las bombillas LED (diodo emisor de luz) y CFL (lámpara fluorescente compacta), que superan a las bombillas incandescentes tradicionales en la mayoría de los aspectos.

LED

Los LED son lo mejor en eficiencia energética y costes de electricidad. Ofrece una larga vida útil (hasta 15 años/25,000 horas) y bajo consumo de energía para producir un alto brillo. A pesar de su precio más alto, estos beneficios reducirán los costos operativos totales.

Bombillas CFL

Las bombillas CFL no son tan eficientes como las LED, requieren más energía e implican más costos operativos. Otra desventaja de las lámparas fluorescentes compactas es la menor vida útil (8,000 horas), lo que significa más reemplazo para la utilización esperada. Sin embargo, el rendimiento general es mejor que el de la bombilla incandescente con un precio relativamente más bajo que los LED.

Bombillas incandescentes

Esta bombilla tradicional obtuvo el peor rendimiento. A pesar de que es el más barato, la mala eficiencia costaría más y la corta vida útil (generalmente solo dura 1,200 horas) podría ser una carga en caso de reemplazo frecuente junto con la utilización.

Uno de los aspectos de rendimiento considerado principalmente es el brillo y su eficacia. Para comparar estos parámetros, simplemente podríamos averiguar el valor del flujo luminoso (lúmenes) y la potencia (vatios) de cada bombilla para lograr un nivel específico de brillo. Para una mejor comprensión, usemos un ejemplo para comparar bombillas de un mercado con especificaciones de potencia similares pero de diferentes tipos:

Precio por unidad (USD)	2.5	7.29	4	5	5
Type	Incandescente	CFL	CFL	LED	LED
Potencia (W)	10	9	9	9	9
Flujo luminoso (lm)	55	500	540	1,200	800
Eficacia luminosa (lm/W)	5.5	55.56	60	133.3	88.89
Eficacia luminosa (%)	0.81	8.13	8.78	19.52	13.01

Según el ejemplo, las bombillas LED son las más brillantes entre todos los tipos de bombillas. Se confirma por el mayor valor de lumen que tiene. Para alcanzar los mismos niveles de brillo, las bombillas CFL e incandescentes necesitan más energía, lo que reduce su eficiencia.

Consejos útiles para elegir fuentes de luz

Cuándo elegir fuentes de luz, varios factores deben ser considerados: requisito de brillo, consumo de energía, característica de la fuente de luz y compatibilidad eléctrica.

Requisito de brillo

Debemos entender el valor del lumen en el empaque de la unidad para obtener el brillo correcto que se adapte a nuestras necesidades. Con mayor lumen, se emitirá más luz visible y la salida de luz será más brillante.

Consumo de energía

En general, el consumo de energía sería equivalente al lumen, pero depende de la eficiencia de la fuente de luz. En este caso, comparar la salida de lúmenes con la potencia de entrada o comprobar la eficacia luminosa puede proporcionarnos una visión general del rendimiento del dispositivo. Deberíamos luchar por uso mínimo de energía para lograr los lúmenes deseados.

Característica de la fuente de luz

Puesto que hay muchas variaciones de fuente de luz en el mercado, debemos explorar cada característica para que coincida con su característica con el propósito, como por ejemplo:

• El rendimiento del color en relación con la luz natural a veces es importante para el uso estético. Esto afecta el rango de longitud de onda en el que debe operar la fuente de luz.
• Para una determinada posición con suficiente luz natural, optimizar su uso podría reducir el flujo luminoso requerido de los sistemas de iluminación.
• El área de iluminación también tiene un impacto directo en numerosos aspectos de la especificación y la instalación, incluido el ángulo de haz/inclinación y la distancia.

Compatibilidad eléctrica

La fuente de luz debe ser compatible con la fuente de electricidad, especialmente en cuanto a voltaje y frecuencia, para evitar discrepancias que puedan estar causando fallas prematuras o bombillas quemadas.

Puntos clave

• Eficacia luminosa describe la relación entre la luz producida y la potencia que consume. Mientras tanto, eficacia luminosa establece la relación entre la eficacia y su valor máximo.
• LED es la bombilla más superior con muchos beneficios, que incluyen alta eficiencia, larga vida útil y alto potencial de ahorro de costos debido a su excelente confiabilidad. También supera bastante a las bombillas CFL en todos los aspectos. Las bombillas incandescentes están muy lejos de ellos, en cuanto a rendimiento.
• Teniendo en cuenta algunas consideraciones (requisito de brillo, consumo de energía, características de la fuente de luz, compatibilidad eléctrica, etc.) al elegir las fuentes de luz, podemos estimar cuánta luz emitirían, qué tan eficiente es el sistema y cómo instalarlas correctamente. . Esto es importante para garantizar que la fuente de luz funcione bien y cumpla con el propósito.