verlichting met leds: kwaliteitseisen en normalisatie · led armatuur 22/09/2011 verlichting met...

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


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


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)


Bron: Le Figaro



� Doorbraak voor functionele verlichting?� Forecast to reach 9.3% in 2014

� High penetration in spot lights and street lights


Bron: DisplaySearch Quarterly LED Supply/Demand Market Forecast Report



� Grote verscheidenheid van produkten

� Nieuwe marktspelers (expertise?)

� Kwaliteit van produkten sterk variërend


Bron: Frog design Bron: Pieke Bergmans


Steekproef led-produkten

Vervangingslampen

Gloeilamp 40W:


6 W – 400 lm

40 W – 420 lm

9 W – 470 lm

8 W – 420 lm

8 W – 345 lm

8 W – 420 lm



Vervangingslampen

Gloeilamp 40W:

Lumenbehoud?


40 W – 420 lm

Lumenbehoud?Welke Kleurweergave?Lichtverdeling?Levensduur?... ?



Vervangingslampen

Gloeilamp 60W:


12 W – 810 lm60 W – 710 lm

12 W – 806 lm12 W – 806 lm



Vervangingslampen

Gloeilamp 75W:


12 W – 806 lm

75 W – 940 lm

US produkt


Typische problematieken

� Productgegevens zijn onjuist of overdreven

� Productmarkering en labelling onvolledig

� Onvoldoende lichtstroom

� Slechte kleurweergave

� Vroegtijdige stuk


� Vroegtijdige stuk

� Opwarmen van de lichtbron

� Stralingsprofiel niet aangepast

� …


Typische problematieken - Productgegevens

� Produktinformatie led-lamp:



Typische problematieken - Productgegevens

� Produktinformatie led-spot 2:


?

?

?


Typische problematieken - Markering

� Voorbeeld : Produktmarkering Ledspot3 X 1 W LED = 45 W GLS

Stel gemiddeld rendement Gloeilamp : 12 lm/WLed : 100 lm/W ?


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’)


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



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


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’)


Typische problematieken - Kleurweergave

� Colour binning: Standaard model

400 lm


Max 145 cd/klm Max 90 cd/klm

400 lm

Bron: presentation by Y. Ohno, CIE, 2010


� Colour binning:

Verfijnd modelVoor toepassingen waar

kleurweergave cruciaal is

Typische problematieken - Kleurweergave


• Invloed op kostprijs

• Afhankelijk van fabricant

• Behoud kleurweergave

(‘Colour consistency’)

Bron: Osram


Typische problematieken - Levensduur

� Invloed van temperatuur



Bron: Laborelec


Typische problematieken - Levensduur

� Invloed van stroom

400 lm



Bron: Lumileds


� 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


Bron: Laborelec


Typische problematieken - Stralingsprofiel

� Invloed vorm van de lamp� Klassiek (‘peertje’)

� Bolvormig (‘Globe’)

400 lm 400 lm




Normalisatie - Algemeen

Streeft naar objectieve evaluatie van prestaties en kenmerken door vastleggen van een eenduidige terminologie, rekenmethodes en meetprocedures.


� Aanbevelingen op basis van

goede praktijk/actuele kennis

� Conventioneel (‘consensus’)

� Door neutrale organisaties

� Verplicht indien verwijzingen

in regelgeving


Normalisatie

Waarom?

� Beschermen van eindgebruikers

� Selecteren en voorschrijven producten door ontwerpers

� Opleggen van minimale wettelijke eisen

� Handhaven vrije markt voor goederen


� Handhaven vrije markt voor goederen

� Bevorderen van kwaliteitsvolle producten

� Ontwikkeling naar een energiezuinige samenleving

� …


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


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


Normalisatie

Wie?

Werkgebied

Wereld Europees Nationaal


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


Normalisatie – Terminologie

� Definities

Led chip

Ledlamp

Ledmodule

Ledarmatuur


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


Normalisatie

� Normen veiligheid

Led chip

Ledlamp

Ledmodule

Ledarmatuur


+ 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


Normalisatie

� Normen prestaties

Led chip

Ledlamp

Ledmodule

Ledarmatuur


IEC 62612(Ed 1. 2009)

IEC 62663-2*(2012 ?)

-

IEC PAS 62717(2011 ?)

-

IEC PAS 6xxx(2011 ?)

* Non ballasted led lamps


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


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


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


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



� Controle van temperatuur:

Prestatietemperatuur tp max (°C)

• Maximale temperatuur waarbij de fabrikant prestaties (lumenbehoud en levensduur) van zijn product waarborgt

Verschillende prestatietemperaturen mogelijk


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



� Productmarkering



� Fotometrische code



Bron: Presentatie Normalisation LED – Guy Vandermeersch – Lausanne 25 janvier 2011


Normalisatie – Verdere evoluties

� Aanpassing van toepassingsgerichte normen ifvspecifieke eigenschappen van leds:� Sterk gerichte straling

� Hoge luminantie

o EN 12464 1/2 – Werkplekverlichting


o EN 12464 1/2 – Werkplekverlichting

o EN 18038 – Noodverlichting

o EN 12193 – Verlichting van sportinstallaties

o EN 13201 – Wegverlichting


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?


� Risico voor oogletsels met ledspots?

� Hoog aandeel ‘blauw licht’ in spectrum van fosfor leds?

� …


Kwaliteitseisen – EU LED Quality Charter

� Kenmerken :� Vrijwillige kwaliteitscriteria

� Alleen voor led-lampen, bedoeld voor gebruik in woningen

� Ondersteuning bij uitfasering gloeilampen

� Gepubliceerd Februari 2011


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.


Kwaliteitseisen - EU LED Quality Charter

� Prestatie-eisen:

Lichtrendement





Lumenbehoud

L70F50 ≥15,000 hours.

Maximum 50% lamps having lumen maintenance

below 70% after 15,000 hours.

(Test volgens IEC/PAS 62612 Ed1)


(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)




Kleurtemperatuur en kleurweergave

CRI > 80

(Test volgens CIE No. 13.3 – 1995 IEC/PAS 62612 Ed1)

CCT: 2600-3500 K


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.)




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)


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




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)



Verlichting van woningen

� Totaal energieverbruik

- 6,61% op jaarbasis voor de residentiële sector

2.4%

EU27 - Total Energy Consumption

Residential 300000

350000

400000

(2007)


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



� 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:


� 18,8% Elektrische verwarmingssystemen

� 15,2% Koelkasten en diepvriezers (‘Cold appliances’)

� 10,5% Verlichting

� 9,4% Televisies en computers

� 8,6% Warm water



� Praktische en technische gids

voor de verlichting van woningen.

WTCB-Monografie nr 28,

2011/06 (60p.)


Download (gratis)

www.wtcb.be/go/publicatiesverlichting



� Praktische en technische gids

voor de verlichting van woningen.



Normalisatie – Normen antenne

http://www.normen.be/energie/

VERLICHTING



Dank voor uw aandacht


verlichting met leds: kwaliteitseisen en normalisatie · led armatuur 22/09/2011 verlichting met...

Documents