Er LED klar til at erstatte Halogen?

Skrevet af Rune Søgaard Larsen den

Retrofitløsninger hvor LED er anvendt som lyskilde har været på markedet i adskillige år. Det er først for nyligt løsningerne kan anvendes som erstatning for trditionelle MR16 50W lavvolthalogenlyskilder. Artiklen belyser nogle af de LED retrofitløsninger der findes på markedet, samt hvad der bør gennemtænkes inden brug af sådanne.

Halogenlyskildens kundskaber

Halogenlyskilden MR16 med GU5.3 stikbensfatning drevet med 12Vac er en kompakt lyskilde, der ikke fylder mere en typisk Ø50 x H50 mm. Det er formentligt en af de lyskilder der sidder flest steder i verden, når vi bevæger os rundt på museer, restauranter, i butikker og husholdninger. I dag fås lavvolthalogenlyskilden MR16 med forskellige lysspredninger og wattager. Nogle fås med en meget snæver lysstråle på f.eks. 2gr., hvor andre fås med f.eks. 36gr. lysspredning. Fleksibiliteten ved forskellig lysspredning giver muligheder for at skabe de rigtige lyssætninger i forhold til rummet og dets interiør. Halogenlyskilden er kendt for sit varme lys der er en smule køligere sat i forhold til glødepærens, men på et niveau der karakteriseres som varmt hvidt lys. Lyskildens kundskaber er bl.a. at den naturligt ændre farvetemperatur fra f.eks. 3000K til 2200K, når den bliver lysdæmpet. Lavvolthalogenlyskilden har også en højere effektivitet (15 – 30 LPW) sat i forhold til glødepærens (10 – 15 LPW), hvilket også er grunden til den endnu ikke er blevet udfaset. Samtidigt er levetiden omkring dobbelt så lang for lavvolthalogenlyskilden (2000t) kontra glødepærens (1000t).

Kommercielle LED retrofitløsninger

Halogenlyskilden kommer imidlertid ikke i nærheden af LED retrofitløsninger, når vi ser nærmere på energieffekivitet. Som nævnt besidder halogenlyskilden typisk 15-30 LPW, hvor det med LED retrofitløsninger ikke er unormalt med en systemeffektivitet på 40 – 70 LPW. Ikke desto mindre findes der nogle problemstillinger som i denne artikel bliver belyst nærmere. Først skal der ses nærmere på et udvalg af de LED retrofitløsninger der kan erstatte f.eks. 50W lavvolthalogenlyskilder. Philips Lighting, Osram Sylvania, GE Lighting, LEDnovation, Lighting Science Group og andre. De nævnte er nogle af de producenter som på nuværende tidspunkt kan leverer løsninger som direkte erstatning for 50W lavvolthalogenlyskilden. Ses der nærmere på disse modeller fås de typisk med en lysspredning på enten 15, 25 eller 36 grader og med en mulighed for valg af forskellige farvetemperaturer herunder 2700K, 3000K, 3500K eller 4000K. Deres optagende effekt ligger omkring 8W – 10W, hvorfor det må konkluderes, at der er muligheder for at opnå en stor energibesparelse. Levetiden for de nævnte LED retrofitløsninger ligger omkring 25.000 timer, hvilket omtrent er 12 gange så lang levetid som for lavvolthalogenlyskilden.

Udfordringer med nye LED løsninger

Lyskildeproducenterne møder nogle udfordringer, når nye LED retrofitløsninger skal sættes på markedet. Nogle af udfordringerne er især forbundet med der termiske system, herunder hvordan lysdioderne kommer af med deres varme. Som nævnt tidligere har MR16 lyskilden standardmål, som skal overholdes. Dette betyder at der på meget lidt plads skal implementeres en optik/reflektor der spreder lyset, en konstruktion der typisk består af aluminium, en fatning hvori driveren skal installeres. Dertil kommer selve lysdioden(erne) der typisk installeres på en printplade forsænket i aluminiumkonstruktionen. For virksomhederne er der altså tale om nogle udfrodringer – for bliver forbindelsestemperaturen (Tj) i halvlederen for høj kan levetiden forringes væsentligt og lysets farve kan ændres og blive mere kølig.

Installation af LED retrofitløsninger

Danmark er i forhold til mange andre lande langt fremme med anvendelsen af LED retrofitløsninger. Mange har derfor opbygget en god viden og erfaring om hvordan LED retrofitløsninger bør monteres. Der findes dog stadig nogle basale huskeregler, når vi har med LED MR16 lyskilder at gøre. For det første skal den eksisterende transformer tjekkes, og for det andet skal eksisterende armatur kontrolleres og endevendes. Lad os starte med transformeren. Der findes som bekendt mange transformere på markedet nogle af de mest anvendte til lavvolthalogenlyskilder er jernkerne transformere eller eletroniske transformere. De nævnte er typisk designet til lavvolthalogenlyskilder – i designfacen har LED retrofitløsninger som regel ikke været en del af overvejelserne. De er således kun designet til lavvolthalogenlyskilder. Holder vi os til det faktum, besidder de nævnte typer en minimumsbelastning der typisk ligger på 20VA eller 50VA. Minimumsbelastning kan også beskrives som den belastning i form af watt-forbrug der bør påføres transformeren, før den virker optimalt. Opretholdes minimumsbelastningen ikke kan LED retrofitløsninger enten blinke eller på anden vis komme i ustabilt føre ved variation i f.eks. spændingen. At udsætte LED retrofitløsninger for dette kan enten brænde dem af eller forringe deres levetid drastisk. For at tage et eksempel vil en transformer med en minimumsbelastning påtrykt til 20VA kræve, at der minimum sidder installeret 4 MR16 LED retrofitlyskilder. Lysdæmpes LED retrofitlyskilderne med 50 % falder deres belastning med f.eks. 40 % - altså ikke propotionelt med spændingen, men den falder en given procentdel alt efter producenten. Belastningen er nu ikke 20W, men nærmere 12W hvilket betyder, at LED retrofitlyskilderne muligvis vil stå og blinke eller på anden vis fremvise en ustabil drift. Det er derfor nødvendigt med overvejelser omkring hvilket system der sidder installeret i forvejen herunder transformeren – og hvis der sidder en lysdæmper tjek da dennes minimumsbelastning også. Det næste som spiller en væsentlig rolle er det eksisterende armaturs opbygning. Her skal der ses på om LED retrofitlyskilden ved installation har mulighed for at komme af med dens varme. Der bør være former for lufthuller i armaturet eller anden åbning. Er det ikke det vil armaturet sørge for at LED retrofitlyskilden bliver så varm at den kan overophede og dø på stedet.

Den rigtige 50W LED retrofitløsning

Der findes som nævnt forskellige producenter af LED retrofitløsninger, der kan erstatte eksisterende 50W lavvolthalogenlyskilder. Der findes nogle krav til hvornår LED lyskilden angives som kompetent til at erstatte halogenlyskilden. Enheden Candela (lysstyrken) skal ved en 25gr lysspredning ligge på 2400cd eller derover og lumen (lysstrømmen) skal ligge over 600lm. Samtidigt stilles der bl.a. af Energy Star andre krav til f.eks. farvetemperaturen og farvegengivelsen. Farvegengivelsen skal min. ligge på CRI80 og farvetemperaturen skal som de andre værdier kunne dokumenteres, men samtidig kategoriseres.

Den næste generation

Der findes nogle vanskeligheder i optimering af lumen-pakken ved anvendelsen af kraftigere lysdioder i LED retrofitløsninger grundet den relative kompakte størrelse. Alligevel har Philips Lighting lanceret deres 50W LED retrofitløsning med en lille blæser som sikre et bedre flow i systemet. Det giver muligheden i at hente maksimal ydelse uden at øge størrelsen på konstruktionen af LED retrofitlyskilden. Næste spørgsmål bliver levetiden på blæseren og om denne udsender støj. Der skulle efter sigende, Philips Lighting, ikke være noget at være nervøs for. Der er ingen tvivl om at der i fremtiden kommer LED MR16 retrofitløsninger der kan erstatte 75W halogenlyskilden. Umiddelbart vil fokus i den næste generation ligges på at skabe en højere farvegengivelse af de allerede lancerede 50W retrofitløsninger. Med en højere farvegengivelse bliver et nyt stort marked åbnet, museer.

Tilbage