درباره اثربخشی و راندمان نوری چه باید بدانیم؟

امروزه در انتخاب و خرید چراغ‌ها تنها شدت نور خروجی مطرح نیست بلکه پارامترهایی نظیر اثربخشی و راندمان نوری (نرخ تبدیل توان ورودی به نور و نیز میزان تابش نور بر نقطه هدف موردنظر) تعیین‌کننده هستند. در ادامه با اثربخشی و راندمان نوری به‌طور کامل آشنا خواهید شد.

اثربخشی و راندمان نوری

راندمان نوری، میزان نور خروجی چراغ تقسیم بر توان مصرفی ورودی به چراغ می‌باشد. اثربخشی که زیرمجموعه‌ای از راندمان نوری است برابر است با میزان نوری که به هدف تابیده شده تقسیم بر توان ورودی به چراغ. در تعریف این دو باید به این نکته توجه داشت که منظور از راندمان نوری، راندمان نوری چراغ و نه صرفا ال­‌ای‌­دی است چرا که بخشی از نور تولید شده توسط ال­‌ای‌­دی، قبل از خروج از چراغ توسط قطعاتی نظیر رفلکتورها جذب می‌­شود.

راندمان نوری هر محصول به صورت آزمایشگاهی قابل اندازه­‌گیری بوده و توسط تولید کننده مشخص می‌­گردد اما اثربخشی نوری بسته به نوع کاربرد مدنظر و نحوه استفاده در محیط، متغیر است.

در هر دو حالت از واحد یک لومن بر وات (lm/W) استفاده می­شود اما مشخصا معنای آن در هر دسته بندی متفاوت است. طبق تعریف، راندمان نوری شار نوری ساطع شده بر اساس مصرف از یک منبع تغذیه توسط یک منبع نور است. بعنوان مثال یک پروژکتور ۶۰ وات اکووات را با رفلکتور و بدون آن مشاهده می‌نمایید. همان‌طور که مشخص است راندمان پروژکتور بدون رفلکتور ۱۱۰ لومن‌ بر‌ وات و پروژکتور با رفلکتور ۹۵ لومن‌ بر‌ وات است اما اثربخشی نهایی پروژکتور با رفلکتور ۸۰ و پروژکتور بدون رفلکتور ۶۶ لومن‌بروات است.

توجه داشته باشید که راندمان یک ابزار نوری، برای مثال یک لامپ سقفی در اتاق پذیرایی و یا یک چراغ خیابانی، اساسا می‌­تواند کمتر از مقدار مصرف شده منبع نور باشد.این اتفاق هنگامی رخ می­‌دهد که نور تولیدی، فرضا به دلیل جذب و اتلاف نور در برخی حالت‌های نصب خانگی، هدر برود. بنابراین واضح است که نه تنها منبع نور بلکه تجهیزات و حالات نصب هم باید بهینه‌سازی شوند. در حالی که برخی از تجهیزات نصب بدون اتلاف هستند اما بقیه آنها اثربخشی را کاملا از بین می­‌برند.

راندمان و اثربخشی بالای یک منبع نور ممکن است با طراحی ضعیف یک چراغ یا لامپ از بین برود.

تابش‌های جهت‌دهی‌شده ال‌ای‌دی‌ها از نظر مکانی معمولا باعث می‌­شود که بتوان از اتلاف زیاد نور جلوگیری کرد. این فاکتور (علاوه بر اثربخشی بالای نور منتشر شده) می‌تواند اساسا به بهبود اثربخشی تجهیزات روشنایی کمک کرده و در نهایت منجر به راندمان بهتر مصرف انرژی شود.

از سویی دیگر نباید از این نکته غافل بود: به عنوان نمونه برخی چراغ‌های خیابانی نور زیادی را در شب در آسمان ساطع می­‌کنند که این نور، هم بی‌فایده بوده و هم زیان‌آور است، چرا که موجب آلودگی نوری می‌­شود. مهم است که نور در حال تابیدن به کجاست.

موضوع مهم دیگر این است که راندمان و اثربخشی نوری ممکن است هنگام استفاده از منبع تغذیه با راندمان تبدیل کم هدر برود. در حالی که لامپ‌های رشته‌ای عموما قادرند به صورت مستقیم به خط ولتاژ متصل شوند، بسیاری از لامپ‌های تخلیه در گاز به منبع تغذیه‌ای بخصوص نیاز دارند. اگر این منبع با فناوری قدیمی ساخته شده باشد، ممکن است مقادیر قابل توجهی از نیروی الکتریسیته را هدر دهد. اما از سویی دیگر منابع تغذیه مدرن و مبدل فرکانس بالا اثربخشی بسیار خوبی داشته و درصد اتلاف انرژی را بسیار کاهش می­‌دهند. بنابراین مطلوب است که اثربخشی نوری موثر یک لامپ که منبع تغذیه آن ‌را نیز شامل می­‌شود، معین و دقیق باشد.

مشخصا اثربخشی نوری تجهیزات روشنایی در میزان راندمان انرژی و مصرف برق، تاثیرگذار است چرا که لامپ‌هایی با راندمان کم نیازمند انرژی بیشتر برای تولید شار نوری مورد نیاز بینایی انسان هستند. اگرچه انرژی ازدست‌رفته به گرما تبدیل می‌­شود و این گرما نیز ممکن است در تامین گرمای مورد نیاز اتاق لازم باشد اما این امر اساسا بهبودی در راندمان انرژی ایجاد نمی­‌کند زیرا (الف) اثرات گرمایی در همه حال مطلوب نبوده (برای مثال در تابستان) و (ب) گرمای الکتریکی به دلیل اتلاف انرژی زیاد در تولید الکتریسیته، نسبتا ناکارآمد است. به عنوان نمونه یک پمپ حرارتی با مصرف همان مقدار الکتریسیته قادر است گرمایی بسیار بیشتر، آن هم تنها در مواقع مورد نیاز را تامین کند.‌

اثربخشی در  نورپردازی​

اثربخشی در نورپردازی به طور کلی به اثربخشی منابع نوری استفاده شده بستگی دارد اما در کنار این نکته باید به برخی عوامل دیگر که در ادامه به آن پرداخته شده است توجه نمود.

هزینه بهره­‌برداری از یک سیستم روشنایی بسته به زمان مورد نیاز برای شار نوری و مدت زمان بهره‌­برداری برآورد شده و تقسیم بر اثربخشی تجهیزات‌روشنایی می‌­شود (نه فقط تولید نور). این محاسبه انرژی الکتریکی موردنیاز در ۲۴ ساعت شبانه‌روز را بدست می‌­دهد. با این حال به کارگیری این رویکرد به عنوان مثال برای یک اتاق خاص نسبتا ناقص است زیرا در این صورت نیازهای جزیی و دقیق روشنایی نادیده گرفته می‌­شود.

رویکرد دقیق‌تر بدین صورت است که توجه کنیم کدام بخش‌های اتاق به چه سطح و نوع از روشنایی نیاز دارند. برای مثال معمولا از روشنایی زیاد برای مکان‌هایی که به عنوان فضای مطالعه در نظر گرفته شده‌­اند استفاده می‌­شود. برای سایر نقاط اتاق نیز می­توان از نوری کمتر استفاده کرد. برای داشتن حداکثر اثربخشی می­‌توان حد پایه و مشخصی از روشنایی فضا را فراهم کرده (معمولا به وسیله منابع نشر نور) و سپس برای نورپردازی نقاط محدود باقی مانده از تعداد کمتری منبع نور استفاده نمود. در نورپردازی پایه و عمومی، راندمان نوری بالا معمولا بیشترین اهمیت را داراست چرا که این بخش بیشترین سهم از شار نوری کلی را در اختیار دارد. به خاطر داشته باشید که مصالح ساختمانی به رنگ روشن، عمده نور تابیده شده به خود را بازتاب و یا پخش می­‌کند. بنابراین در مقایسه با اتاقی که در نمای آن از مصالح تیره رنگ زیادی استفاده شده است، شار نوری بسیار کمتری نیاز دارند.

وابستگی راندمان به دما، دیمری شدن و فرسودگی

راندمان نوری برخی از منابع نور وابسته به دماست. در لامپ های فلورسنت به صورت تجربی این فاکتور با افزایش دما بالاتر می‌­رود، در حالی که عکس این قضیه در رابطه با ال‌ای‌دی‌ها صادق است.

لامپ‌های رشته‌ای هیچ گونه حساسیتی نسبت به دمای محیط ندارند، در حالی که به ولتاژ و برق موجود بسیار وابسته‌اند. هنگام کاهش شدت نور چنین لامپی در دیمری‌شدن ممکن است اثربخشی آن حتی کمتر شود اما دیمری کردن لامپ‌های ال‌ای‌دی‌ می­تواند با حفظ اثربخشی قبلی صورت پذیرد. همچنین اثربخشی محصول حین کار ممکن است با گذر زمان کاهش یابد.‌

آیا اثربخشی همیشه اولویت دارد؟

به صورت کلی جواب خیر است. در بسیاری از مکان‌ها تامین روشنایی محیط با استفاده از نور غیرمستقیم نظیر نورپردازی مخفی انجام می‌شود. با استفاده از چراغ‌های خطی T5 اکووات می‌توانید از این نورپردازی استفاه نمایید. استفاده از این نوع نورپردازی به‌منظور عدم ایجاد سایه و یا خیرگی زیاد می‌باشد. در این شرایط مفهوم اثربخشی در اولویت قرار نداشته و پارامترهای دیگر مدنظر است.

این موارد مهم‌ترین نکات مربوط به اثربخشی و راندمان‌ نوری به شمار می‌روند. بهترین راه برای آگاهی از آخرین اخبار، متدها و شیوه‌های روشنایی و نورپردازی، مطالعه مجله اکووات است که اطلاعات مرتبط با روشنایی و نورپردازی شما را به روز نگاه می‌دارد.

امیدواریم این مقاله برای شما عزیزان مفید بوده باشد.  این مقاله توسط تیم تحریریه اکووات تهیه شده است. اگر از خواندن این مقاله راضی بودید، خواندن آن را به دوستانتان نیز پیشنهاد کنید. همچنین می‌توانید سوالات خودتان را در قسمت کامنت با ما مطرح کنید.

با اکووات همراه باشید.