Hecht u belang aan stijlvolle en betaalbare verlichting maar weet u niet waar te beginnen? Dit artikel geeft u reeds een goede samenvatting van de bestaande lampen en waar ze in het huis aangewend kunnen worden.

Gloeilampen

Gloeilampen bestaan uit een Wolfraam Draad (zeer hard metaal) waardoorheen elektriciteit gestuurd wordt. De draad begint te gloeien en geeft licht. Met gloeilampen kan je oneindig combineren. Je hebt er heldere, halfmatte, matte, gekleurde, met spiegelreflectoren, enz.. Bij gloeilampen wordt 90% van de energie omgezet in warmte, de andere 10% in licht. Daarom worden ze nu hoofdzakelijk gebruikt in ruimtes waar voor korte tijd licht nodig is (WC, badkamer, ….). De lampen zijn goed bestand tegen het vele schakelen i.v.m. alle andere lampen. Ze worden gebruikt in hanglampen, staanlampen en lusters. Gloeilampen zijn eveneens goed bestand tegen vocht en temperatuursverschillen. Ze worden dan ook veel gebruikt in buitenverlichting.

Halogeenlampen

Het verschil met de gewone gloeilampen zit nl in het gebruikte gas. Het gas (halogeengas, I, Cl, Br) zorgt ervoor dat de wolfraamdeeltjes die vrijkomen, niet op het glas neerslaan (zwart worden van de lamp) maar terug op de wolfraamdraad terechtkomen zodat de lamp minder snel verslijt. Ze produceren 2 keer meer licht als een gewone gloeilamp en stralen minder warmte af. Ze produceren wel UV straling zodat deze lampen omringd dienen te zijn door een UV werende coating. Je kan zowel halogeenlampen kopen met hoogspanning (220V-240V) of met laagspanning (12V). Deze laaste dien je samen te gebruiken met een transformator. Door de geringe spanning zijn deze halogeenspots iets goedkoper in energieverbruik dan gloeilampen. Ze worden vooral gebruikt als inbouwspot of plaatsen waar veel licht vereist is. Ook worden ze gebruikt om bepaalde plaatsen in het huis te accentueren. Halogeenlampen zijn dimbaar en dus bruikbaar als sfeerlamp. Waar je dan moet op letten, is de gradenverdeling of lichtverspreidingshoek. Hoe hoger het aantal graden, hoe meer het licht verspreid wordt in een grotere hoek.

TL-lampen, buislampen of fluorescentielampen

De fluorescentielampen zijn door Pirani en Rüttenauer ontwikkeld in 1935. Ze bestaan uit een buis die vacuum gezogen is. In de buis bevindt zicht een gaskolom van Krypton of Argon en gevuld met kwikzilverdamp onder lage druk. Een elektrode (bariumoxide) is bevestigd aan beide uiteinden van de TL-buis. Op de glaswand is fluorescentiepoeder (fosfor) aangebracht. Het fluorescerende poeder dat zich tegen de buiswand bevindt, geeft UV licht af dat door het omringende gas wordt omgezet in zichtbaar licht. Het nadeel bij TL-lampen is dat het niet mogelijk is ze onmiddellijk op het net aan te sluiten. Een starter is noodzakelijk voor een goede werking van de lampen.TL-lampen zijn in principe dimbaar maar het geproduceerde licht door-TL lampen is veel koeler en minder aangenaam. Ze worden dan ook hoofdzakelijk gebruikt in garages, bureau, kelder of als indirect licht waar dimmen niet nodig is.

Spaarlampen

Spaarlampen zijn eigenlijk de compacte versies van fluorescentielampen. Ze worden gebruikt op plaatsen waar lange tijd licht nodig is (werkplaatsen, bureau, keuken, zithoek …). De nieuwere versies heb je ook al in verschillende vormen en kan je zelfs gebruiken in kroonlusters. Je kan ze ook reeds krijgen in warmer licht en bij het starten knipperen ze niet meer. Er zijn nu ook dimbare versies van spaarlampen op de markt.
Wil je een gloeilamp vervangen door een spaarlamp dan kan onderstaande tabel helpen.

Gloeilamp Spaarlamp
40 Watt 7 tot 9 Watt
60 of 75 Watt 11 tot 16 Watt
100 Watt 18 tot 23 Watt

 

Led verlichting

Meer informatie omtrent ledverlichting, kan u terugvinden in volgend artikel: LED verlichting, het licht van de toekomst. Voorlopig vinden deze enkel toepassing in sfeerverlichting, buitenlampen of ter oriëntatie wegens hun geringe lichtopbrengst. Ze worden ook gebruikt in verkeers-en stoplichten, afstandsbedieningen, …

Led verlichting, het licht van de toekomst!

Led verlichting bestaat reeds geruime tijd in verschillende maten en kleuren (rode, oranje, gele, groene, blauwe). Ze worden voornamelijk gebruikt als indicatielampjes en zijn terug te vinden in elektronische apparatuur zoals HiFI, DVD, PC. De grote uitdaging was, een led te maken met een hoger vermogen en eentje die ook wit licht uitstraalt. Deze minuscule lichtbron ondergaat een zeer snelle technologische ontwikkeling maar is deze technologie klaar om geïntroduceerd te worden in de huiskamer?

Geschiedenis van de LED

Het was eigenlijk “Oleg Vladimirovich Losev” die de led heeft uitgevonden in 1923. “Nick Holonyak” was diegene die voor het eerst in 1962 een commerciële led uitbracht. Deze leds waren enkel in rode kleur verkrijgbaar. Later zijn er de gele en groene leds bijgekomen. Bij de ontwikkeling van de blauwe leds in 2000, was de volledige RGB kleurmenging mogelijk.

Werking LED

Een led is eigenlijk een lichtuitstralende diode of “light Emitting Diode” in het center, omgeven door reflectorkap. Een diode of gelijkrichter, bestaat uit halfgeleidend materiaal, dat electrische stroom in één richting gemakkelijk doorlaat maar niet in de andere richting. Bij een led zal de doorgang van deze elektrische stroom doorheen 2 verschillende materialen, elektromagnetische golven genereren van 1 kleur of golven in het zichtbaar deel van het lichtspectrum. Deze beperkte hoeveelheid licht, wordt gebundeld door een epoxylens (bolvorm van de led), die zorgt voor een gerichte lichtstraal.

De kleur van het opgewekte licht, is afhankelijk van het gebruikte halfgeleidermateriaal. In onderstaande tabel, vindt je een overzicht terug van de meest gebruikte materialen en kleuren (zie tabel 1, bron; Wikipedia).

Tabel 1
Gallium-aluminiumarsenide (AlGaAs) rood infrarood
Galliumarseenfosfide (GaAsP rood oranje geel
Galliumnitride (GaN groen
Galliumfosfide (GaP) groen
Zinkselenide (ZnSe) blauw
Siliciumcarbide (SiC) blauw
Indiumgalliumnitride (InGaN) blauw of ultraviolet
Diamant (C) ultraviolet

UV (onder 380nm) en IR (boven 780nm) liggen in het onzichtbaar gedeelte van het lichtspectrum.

Voor de “witte leds” ligt dit iets anders. Witte leds kunnen samengesteld worden door:

  • Door het aanbrengen van gele fosfor op de chip van een blauwe LED (wordt meest courant gebruikt).
  • Door het aanbrengen van rode fosfor, blauwe fosfor en groen zinksulfide op de chip van een ultraviolette LED.
  • Door het combineren van een rode, een blauwe en een groene LED in 1 omhulsel. Hierdoor bestaat de mogelijkheid om het wit licht in een bepaalde temperatuurcategorie te sturen (warm of koud licht).

Nieuwe ontwikkelingen zijn:

  • Witte LED’s op basis van zink selenide waarbij de led chip zelf geel licht geeft bovenop het blauwe licht van de P-N junctie.
  • Witte LED’s door toepassing van quantum dots op een blauwe LED. Deze is nog in experimentele fase.

Bruikbaarheid

Leds kunnen enkel werken onder lage gelijkspanning (tussen 2 V en 10 V) en lage stroom (10-30 mA) en kunnen dus niet rechtstreeks aangesloten worden op het electriciteitsnet. We hebben hiervoor een voedingsunit nodig die de lage spanning combineert met gelijkstroom. Deze wordt ook wel eens de “voorschakelaar” genoemd. Men verondersteld dat leds (witte) veel energiezuiniger zouden zijn maar voorlopig is dat nog niet helemaal waar. Ze verbruiken ongeveer evenveel als een spaarlamp maar een led zal blijven branden tot de batterijen helemaal leeg zijn, terwijl een gewone lamp het al lang zou opgegeven hebben. Dit komt omdat leds slecht geringe stroom nodig hebben om te branden, ze gaan dus wel langer mee. De meeste efficiënte verlichting op deze moment, zijn nog altijd de fluoriscentielampen. Dimbare leds zijn voorlopig nog niet commercieel maar wel in ontwikkelingsfase, eveneens leds die wel rechtreeks op het net kunnen worden aangesloten. Een led geeft slechts een zeer kleine lichtbundel. Clustering op een plaat is een mogelijkheid maar de lichtopbrengst is nog steeds gering in vergelijking met andere lampen (gloeilampen, halogeenlampen, TL lampen). Ze zijn bijzonder geschikt voor sfeerverlichting, oriëntatieverlichting in de tuin, schemerlichten aan gebouwen, decoratie, vitrineverlichting, zaklampjes, fietsverlichting, signalisatieverlichting, straatverlichting, voertuigen (koplampen), afstandsbediening….

De verwachte levensduur van een led, bedraagt over het algemeen 100.000 tot 200.000 uur of meer bepaald tussen de 10 en de 20 jaar. Voor witte leds heeft men een verwachte levensduur van om en bij de 30.000 tot 50.000 uur. Deze hebben voorlopig ook een iets lager rendement dan de andere. De levensduur van een led is ook zeer temperatuurafhankelijk en zal bij oververhitting, sterk afnemen. De betere leds, hebben een rendement van ca. 20% ofwel ca. 25 lumen per Watt.

De voor- en nadelen

De voordelen

  • zeer lange levensduur en dus weinig onderhoudskosten
  • geringe afmetingen en combineerbaar op een unit, superleds in ontwikkeling
  • geringe warmte-ontwikkeling en dus meer lichtontwikkeling en veiliger
  • Snelle responstijd – geen ontsteking en opwarming nodig
  • laag vermogen en energiebesparend (1 tot 5 Watt) – kan aangesloten worden op batterijen of op array van zonnecellen
  • tril-, schok- en waterbestendig
  • natuurlijke kleurencombinaties mogelijk
  • klein en compact waardoor grote variatie in armaturen mogelijk
  • ze stralen geen UV of IR (standaard led) licht uit en dus uitermate geschikt in de textielindustrie of musea
  • toepassing in signalisering betere zichtbaarheid door gebundeld/gericht licht

De nadelen

De moeilijkheid ligt voornamelijk in de ontwikkeling van witte leds:

  • witte leds zijn nog steeds moeilijk te maken en hebben een kortere levensduur als de andere leds
  • Laag lumen/Watt
  • beperkte stralingshoek
  • de omgevingstemperatuur beïnvloedt drastisch de levensduur van de led
  • witte leds zijn kostbaar
  • de hoeveelheid licht is niet lineair met de stroom waardoor tussen dezelfde leds, kleine kleurverschillen kunnen optreden
  • kleurtemperatuur is onstabiel en stralen een onaangenaam wit licht uit

Toekomstverwachtingen

De ontwikkeling van betaalbare en bruikbare witte leds, is nog vollop aan de gang. Op deze moment is het nog raadzaam om op plaatsen zoals de keuken en living (waar veel licht nodig is), degelijke spaarlampen te gebuiken. Op plaatsen waar je sfeer wil creëren, kan je reeds gebruik maken van ledverlichting. Door nieuwe technieken en ontwikkelingen worden zowel constantheid van kleuren alsook de levensduur en energie-efficiëntie nog voortdurend verbeterd. Voorlopig dienen we hier nog enkele jaren op te wachten vooraleer alle verlichting in de huiskamer te vervangen door ledverlichting.

Nogtans, Philips beweert de led te hebben gemaakt waarop iedereen zit te wachten: de “Luxeon Power LED”. Meer informatie hieromtrent, vind je terug op http://www.luxeon.com/technology/whitelighting.cfm.

Wat maakt de Luxeon zo anders?

Traditionele LED’s worden ingegoten in een hard epoxyomhulsel. Dit materiaal is een goede thermische isolator. Hierdoor neemt de levensduur van de led sterk af. Een ander gevolg hiervan is dat het ontwikkelen van grote vermogens onmogelijk wordt. Anderzijds is epoxy niet bestand tegen hoge temperaturen waardoor het omhulsel geelachtig of bruin wordt. De lichtopbrengst wordt hierdoor tot een minimum teruggedraaid. Lumileds ontwikkelde een nieuw proces waarbij de chip op een warmtegeleidende laag wordt geplaatst en de chip zelf ingegoten wordt in een zachte silicone mantel welke zeer goed bestand is tegen hoge temperaturen. Het geheel werd afgewerkt met een harde epoxy lens welke niet in contact komt met de warme chip. Verder heeft de chip zelf grotere afmetingen gekregen, werd deze voorzien van een reflecterende onderlaag en de vorm van een kubus naar een omgekeerde piramide gebracht om de lichtopbrengst spectaculair te verhogen. De kleurstabiliteit werd aangepast door een nauwkeurig afzettingsproces te ontwerpen dat de fosfor (in het geval van witte LED’s) zeer gelijk over het hele oppervlak van de chip aanbrengt.

Uiteraard is Philips niet de enige. Osram, een dochteronderneming van Siemens, heeft ook een nieuw gamma LED’s op de markt gebracht die sterk aanleunen bij de Luxeon leds. Het nadeel is dat deze minder tril en schokbestendig zijn door het ontbreken van een geïntegreerde harde lens. Ze hebben eveneens een kortere levensduur.

CreeX lamp

De lichtopbrengst zou vergelijkbaar zijn met de Luxeon’s. Cree geeft een verwachtte levensduur op van 50.000 uur met behoud van 70% van de lichtintensiteit. Door toepassing van een reflector en een lens bundelen ze de opbrengst van een “surface mount” type vermogen LED, het voordeel hiervan is dat de koelplaatjes elektrisch neutraal zijn en dat ze ook bestand zijn tegen hogere temperaturen bij het solderen.

Producent

Op zoek naar een producent die alle typen van verlichting verkopen? Dan kan je terecht bij DMLights. Je kan ook online advies vragen en je producten online bestellen.

Veel gebruikte termen

  • ampère (A): is een SI eenheid van elektrische stroom.
  • lumen: is de SI eenheid van lichtstroom en is een maat voor de totale hoeveelheid licht in een lichtbundel. 1 lumen is de lichtstroom van een puntlichtbron van 1 candela door een ruimtehoek van 1 steradiaal. Een gloeilamp van 100 watt geeft een lichtstroom van 1200 lumen.
  • candela (cd): is de SI-eenheid van lichtsterkte. De lichtsterkte geeft aan hoeveel licht zich bevindt in een ieder stukje van een lichtbundel.
  • lux (lx) is de SI-eenheid van verlichtingssterkte: 1 lux is de lichtsterkte voortgebracht door 1 candela op een oppervlak
  • loodrecht op de lichtstralen op een afstand van 1 meter van de bron. De lux wordt uitgedrukt in lumen/m².
  • Flux: is de som van alle lumen uitgestraald door een lichtbron (lm)
  • P-N junctie: dit is de plaats op de led chip waar de positieve en de negatieve geladen delen elkaar ontmoeten Wanneer er electronen doorheen deze P-N junctie gestuurd worden, onstaat er een elektrische stroom waarbij energie vrijkomt. Deze energie resulteert in het uitstralen van fotonen of electromagnetische golven (in het zichtbaar of onzichtbaar deel van het lichtspectrum).
  • Volt (V): is de SI-eenheid voor elektrische potentiaal. Deze wordt iotgedrukt in Watt/Ampère
  • Watt (W): is de SI-eenheid van vermogen. Deze wordt uitgedrukt in Joule/sec
  • Warm licht: richting gele kleur (golflengtes tussen 565 en 590 nanometer). Deze heeft een kleurtemperatuur van 3000K tot 3500K.
  • Koud licht: richting blauwe kleur (golflengte van ongeveer 470 nanometer). Deze heeft een kleurtemperatuur van 5000K tot 7500K.
  • Epoxy (polyepoxide) is een epoxide-polymeer. Het is een thermohardende kunststof, die gebruikt wordt in composietmaterialen. Deze zijn zeer weer- en waterbestendig, druk- en trekvast.

Typevergelijking

lamp # branduren aanschafprijs (EUR) gebruikskost/ jaar in EUR bij 1,5 branduren per dag)
Gloeilamp (40 W) KORT: 1000 0,50 tot 4 4,80
Halogeenlamp (30 W) KORT: 2000 – 4000 1 tot 7 3,50 tot 4
Spaarlamp (10 W) REDELIJK: 3000 – 15000 3 tot 20 1 of 1,25
TL-lamp (8 W) LANG: 10000 – 40000 2 tot 20 0,95 tot 1,20
LED-lamp (4 W) ZEER LANG: 35000 – 50000 5 tot 40 0,5 tot 1,80

 

Energielabel

Alle lampen die een vermogen hebben van minstens 4 Watt of meer, krijgen een energielabel toegewezen. Lampen met een A- of B-label zijn het zuinigst. Hiertoe behoren de spaarlampen en de TL-lampen. Leds hebben voorlopig geen label omdat ze de 4 Watt niet halen.

lamp klasse
gloeilampen E of F of G
halogeenlampen D
TL lampen A of B
spaarlampen A of B

Normaal is er ook geen label voor lampen op laagspanning (12 Volt) omdat hun efficiëntie afhankelijk is van de transformator (zorgt voor energieverlies) die de netspanning (230 Volt) omzet in laagspanning.

Naast het vermogen (in Watt) dient de fabrikant eveneens de lichtopbrengst (Lumen) op het label te vermelden.
De vermelding van het aantal branduren is niet verplicht maar wordt door de meeste wel weergegeven.

De blokken geven het vermogen weer die de verschillende lamptypes nodig hebben om een lichtopbrengst van 100 lumen te realiseren. Zuinige lampen worden gedefinieerd als max 2,5 Watt/ 100 lumen en worden weergegeven in het groen. De energievretende lampen worden weergegeven in het rood.

Besluit

Wat hier vooral opvalt, is de oranje blok van de leds. Niet alle leds blijken even zuinig te zijn. TL lampen lijken in deze histogram alsnog de grote winnaars te zijn kwa energiezuinigheid.

Over de auteur


Energie consultant