LEDはどれくらい効率的ですか？

一般に、ワットあたりのルーメンに関連する効率が見られますが、LEDの実際の典型的な効率は、電気エネルギーの入力から光エネルギーの出力までという点で何ですか？どのような変換が適用されますか？

物事を明確にするために、私たちが話していることを定義しましょう。

よく混同される2つの用語があります。

• 発光効率：

発光効率は、発光効率から導き出される無次元の量です。これは、単に光源の発光効率と放射の最大可能発光効率の商です。

• 発光効率：

これは、より頻繁に見られる値です。通常、ワットあたりのルーメンの単位があります。また、パワーごとの光束を与えます。これは、特定のパワーでどれだけの光が得られるかを知るのに役立つ量です。

これには少し注意する必要があります。なぜなら、電力は光源の放射束または電力である可能性があるからです。したがって、前者は放射線の発光効率、後者は線源の発光効率または全体的な発光効率と呼ぶことができます。

ここで問題が発生し、すべての色を均等に見ることができません。そして、実際にルーメンは私たちの目の反応に基づいて重み付けされます：

_{^{パブリックドメイン、リンク}}

したがって、これにより、上限のいくつかの値を作成できます（単位candelaの再定義に基づいて）。これが放射線の発光効率です。

どちらが：

• 555 nmの緑色光：683 lm / W
• 5800KでのCRI = 95の最大値：310 lm / W（切り捨てられた黒体ラジエーターに基づく）
• 2800 KでのCRI = 95の最大値：370 lm / W

詳細はこちらをご覧ください。

演色評価数（CRI）を下げると、より高い値を達成できます。ただし、683 lm / W以下です。

では、LEDはどれほど効率的ですか？

ここに光源の発光効率の値があります。

まあ効率のレースがあります。Creeは、5150Kで303 lm / Wの実験用LEDを備えたプレスリリースを発表しました。CRIは言及されていませんでしたが、95より低いと思いますが、上記のデータに基づいて、80％から90％のような発光効率を持つようです。

もちろん、利用可能な平均的なLEDは少ないです。100 lm / Wは約25％から30％で、最近発表された新しい200 lm / Wチップ（2017年8月現在）は50％から60％に達します。

上記は明所視（昼視）のためのものであり、物は暗所視によって変化しますが、通常はそれほど面白くないことに注意してください。

本当にその本質を知りたいのであれば、LEDのスペクトルを取得し、そのスペクトルの理論上の最大値が何であるか（重み曲線に基づいて）を見つけてから、値を計算する必要があります。

すべてのLEDのスペクトルが異なるため、このデータを簡単に取得することは困難です。

_{^{ここで間違いを犯していないことを願っています。何度も再訪しても、このトピックはいつも少しわかりにくいと思うからです。}}

コメントで述べたように、それは依存します。

古いLEDは、新しいタイプよりも効率が低いことがよくあります。

一部の電球には、電源電圧をLEDに必要なDC電圧に変換するためのより効率的な電子機器が搭載されています。

しかし、特定のLED電球については、白熱灯に必要な電力量（同様の量の光出力）がボックスに印刷されていることが多いため、推定することができます。ウィキペディアによると、白熱電球の平均効率は2.2％です。

Ikea "LEDARE" E-27 600ルーメン電球を例に取りましょう。

白熱電球の等価電力：48 W実際に使用される電力：8.6 W

つまり、この電球は48 / 8.6 = 5.6であると主張しています。

白熱電球よりも効率が良いため、次のようになります。

5.6 * 2.2％= 12.3％の効率。

このIkea Ledareランプ用。

これは全体の効率であるため、電子機器の効率とLED自体の効率の積に注意してください。

適切なLEDドライバーの電子機器の効率は85〜99％でなければなりません（個人的な推測です！）。したがって、LEDの実際の効率は、計算した12.3％よりわずかに高くなります。

それは、Ikeaによって与えられたすべての数値がもちろん真実であると仮定しています。

1ルーメンの光を生成するには、1 / 683Wの電力が必要です。これは、効率が約12％であることを意味します。これがどうなるかです：

まず、すべての方向に等しく放射する光があると仮定しましょう。定義により、1カンデラは1 / 683W（550nm単色光）です。1カンデラは1ステラジアン角まで放射します。これは、全球表面積の1 /4π（8％）です。したがって、すべての方向に1つのカンデラを生成するには4π/ 683Wが必要であり、全光束は4π= 12,6 lmです。

どの出力が1 lmに相当しますか？4π/ 683Wを4πで除算すると、最終結果は（4π/ 683W）/4π= 1 / 683Wになります。基本的に、1ルーメンの光束を作成するには1 / 683Wの電力が必要です（1/4ステラジアン角すべてに対して1 /4π= 0,08カンデラ）。

上記の図を使用すると、900ルーメンの光束を生成するには、1 / 683W = 1,32Wの900倍が必要です。

私の本当の電球は、地元の店から調達したもので、900 lmと11 Wの電力を備えています。すべての方向に均等に光を放射すると仮定します。前の図を使用すると、電球の電気効率は1,32 W / 11 W = 0,12で、これは12％の効率に相当します。