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O que são eficácia e eficiência luminosa? (Respostas detalhadas + conselhos)

A medição de quanta luz pode ser emitida por uma fonte de luz e quanta energia ela precisa para essa quantidade de luz são as duas medidas mais comuns para representar a qualidade da luminária. Isso leva a uma ideia de quão eficientemente um sistema de iluminação pode funcionar.

Hoje em dia, várias fontes de luz estão acessíveis com suas especificações exclusivas e, às vezes, vêm com termos pouco familiares. Antes de adotá-los aos nossos requisitos, devemos observar atentamente a especificação e compreender seus fundamentos, considerando os prós e contras.

Vejamos os parâmetros de eficiência de iluminação – eficácia e eficiência luminosa – e como cada tipo de fonte de luz é afetado por eles.

O que são eficácia luminosa e eficiência luminosa?

O que são eficácia luminosa e eficiência luminosa?

Os olhos humanos foram incapazes de detectar radiação fora do comprimento de onda visível (400-700 nm). Alguns comprimentos de onda são mais sensíveis aos olhos do que outros, mesmo dentro dessa faixa. A resposta padronizada de um olho humano típico à luz é mostrada na curva abaixo:

A resposta de um olho humano típico a diferentes comprimentos de onda de luz
Gráfico: Wikipédia

Eficácia luminosa (medida em lm/W)

Definição de eficácia luminosa
A relação entre os lúmens (lm) associados a uma determinada potência óptica, ponderada pela resposta do olho humano sobre o comprimento de onda e a potência da fonte elétrica usada para criar a potência óptica (W).

A eficácia luminosa representa a quantidade de luz visível emitida (também conhecida como fluxo luminoso) em correlação com a potência de entrada utilizada. Em termos de comprimento de onda visível, este termo descreve:

  • A capacidade da fonte de luz de gerar radiação. Se a fonte de luz emitir mais comprimentos de onda fora da faixa de comprimento de onda visível, ela diminuirá a proporção do fluxo luminoso em relação ao fluxo radiano. Assim, a eficácia luminosa também seria reduzida.
  • A energia é consumida por uma fonte de luz que fornece uma certa quantidade de radiação.

Por exemplo, uma lâmpada de 90 W emite 900 lumens. A eficácia luminosa dessa lâmpada seria de 900 lumens / 90 W = 10 lm/W.

Eficiência luminosa (medida em porcentagem)

Definição de eficiência luminosa
A relação entre a quantidade de luz produzida pela fonte de luz e a quantidade total de luz que sai da luminária. É medido em porcentagem (%).

Alternativamente, também podemos medir a eficiência luminosa dividindo a eficácia luminosa por 683 lm/W. O valor de 683 lm/W representa o valor máximo de eficácia luminosa que uma luminária pode gerar.

O valor da eficácia e eficiência são bastante afetados por:

  • Perda da luz gerada (por exemplo, por absorção). Terá um valor menor se a luminária estiver localizada em um espaço fechado por paredes/cercado por material escuro. Para uma melhor iluminação e maior eficiência, a aplicação de branco em edifícios/divisões pode ajudar a minimizar a perda de energia. Os materiais brancos refletem ou dispersam a maior parte da luz em vez de absorvê-la.
  • Desempenho da fonte de alimentação, especificamente em termos de eficiência. A comutação de alta frequência pode reduzir as perdas de energia para apenas alguns por cento, exigindo menos energia para a mesma iluminação.

Comparando a eficácia das lâmpadas incandescentes, CFL e LED

É irrelevante usar o Watt como parâmetro de desempenho das lâmpadas, pois não se trata apenas da potência. Além disso, qualquer fonte de luz oferece melhor eficiência para garantir o mesmo nível de desempenho com menos consumo de energia. Mais tecnologias foram introduzidas para atender às demandas de fontes de luz de alta eficiência, como as lâmpadas LED (diodo emissor de luz) e CFL (lâmpada fluorescente compacta), que superam as lâmpadas incandescentes tradicionais em muitos aspectos.

Lâmpadas LED

LEDs são ao melhor em eficiência energética e custos de eletricidade. Oferece uma longa vida útil (até 15 anos/25,000 horas) e baixo consumo de energia para produzir um alto brilho. Apesar de seu preço mais alto, esses benefícios reduzirão os custos operacionais totais.

lâmpadas fluorescentes compactas

As lâmpadas fluorescentes compactas não são tão eficientes quanto as LEDs, exigindo mais energia e implicando em mais custos operacionais. Outra desvantagem das lâmpadas fluorescentes compactas é a vida útil mais baixa (8,000 horas), o que significa mais substituição para a utilização esperada. No entanto, os desempenhos gerais são melhores do que a lâmpada incandescente com um preço relativamente mais baixo do que os LEDs.

Lâmpadas incandescentes

Esta lâmpada tradicional obteve o pior desempenho. Embora seja o mais barato, a baixa eficiência custaria mais caro e a vida útil curta - normalmente dura apenas 1,200 horas - pode ser um fardo em caso de substituição frequente junto com a utilização.

Um dos aspectos de desempenho considerados principalmente é o brilho e sua eficácia. Para comparar esses parâmetros, poderíamos simplesmente descobrir o valor do fluxo luminoso (lúmens) e da potência (Watt) de cada lâmpada para atingir um nível específico de brilho. Para melhor compreensão, vamos usar um exemplo para comparar lâmpadas de um mercado com especificações de potência semelhantes, mas de tipos diferentes:

Preço Unitário (USD)2.57.29455
FormatoIncandescenteCFLCFLCONDUZIUCONDUZIU
Wattage (W)109999
Fluxo luminoso (lm)555005401,200800
Eficácia Luminosa (lm/W)5.555.5660133.388.89
Eficiência Luminosa (%)0.818.138.7819.5213.01

Com base no exemplo, as lâmpadas LED são as mais brilhantes entre todos os tipos de lâmpadas. Isso é confirmado pelo maior valor de lúmen que possui. Para atingir os mesmos níveis de brilho, as lâmpadas fluorescentes compactas e incandescentes precisam de mais energia, reduzindo sua eficiência.

Dicas úteis sobre como escolher fontes de luz

Quando escolhendo fontes de luz, vários fatores devem ser considerados: requisito de brilho, consumo de energia, característica da fonte de luz e compatibilidade elétrica.

Requisito de Brilho

Devemos entender o valor do lúmen na embalagem da unidade para obter o brilho correto que atende às nossas necessidades. Com lúmen mais alto, mais luz visível seria emitida e a saída de luz será mais brilhante.

Consumo de energia

Em geral, o consumo de energia seria equivalente ao lúmen, mas depende da eficiência da fonte de luz. Nesse caso, comparar a saída de lúmen com a potência de entrada ou verificar a eficácia luminosa pode nos fornecer uma visão geral do desempenho do dispositivo. Deveríamos esforçar-se por uso mínimo de energia para atingir os lúmens desejados.

Característica da Fonte de Luz

Uma vez que existem muitas variações de fonte de luz no mercado, devemos explorar cada recurso para combinar sua característica com o objetivo, como:

  • O desempenho da cor em relação à luz natural às vezes é importante para uso estético. Isso afeta a faixa de comprimento de onda na qual a fonte de luz deve operar.
  • Para uma determinada posição com luz natural suficiente, otimizar seu uso pode reduzir o fluxo luminoso exigido dos sistemas de iluminação.
  • A área de iluminação também tem impactos diretos em vários aspectos da especificação e instalação, incluindo o ângulo e a distância do feixe/inclinação.

Compatibilidade Elétrica

A fonte de luz deve ser compatível com a fonte de energia elétrica, principalmente no que diz respeito à tensão e frequência, para evitar discrepâncias que possam estar causando falhas precoces ou queima de lâmpadas.

Principais lições

  • Eficácia luminosa descreve a relação entre a luz produzida e a energia que ela consome. Enquanto isso, eficiência luminosa indica a relação entre a eficácia e o seu valor máximo.
  • O LED é a lâmpada mais superior com muitos benefícios, incluindo alta eficiência, longa vida útil e alto potencial de economia de custos devido à sua excelente confiabilidade. Ele também supera bastante as lâmpadas CFL em todos os aspectos. As lâmpadas incandescentes estão muito atrás deles, em termos de desempenho.
  • Levando em consideração algumas considerações (exigência de brilho, consumo de energia, característica da fonte de luz, compatibilidade elétrica etc.) . Isso é importante para garantir que a fonte de luz funcione bem e cumpra a finalidade.
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