..... Houdt er rekening mee dat als je een dikke led lamp neemt er een externe koeling achterop hebt. Dus heb je alsnog meer stroom verbruik
Dat extra verbruik komt niet door die externe koeling! Zo'n stevige power led geeft een hele bak licht bij een relatief geringe stroom. Maar hoe dan ook er loopt stroom door die led en er staat een spanning over. De stroom maal de spanning is het vermogen dat er in die led wordt gestopt.
Stel je hebt een gloeilamp van 12V 24Watt. De stroom die door die lamp loopt is dus 24W / 12V = 2A. Die 24W wordt in een klein en dun gloeidraadje gestopt die daar dan ook heel erg heet van wordt. Dat is ook wat we willen want als dat metaal heet genoeg wordt gaat het licht uitstralen. Het is dus ook van belang dat de hitte zo min mogelijk wordt afgevoerd maar helaas is totale isolatie niet mogelijk. Er gaat dus altijd knap veel warmte verloren bij een gloeilamp, denk aan je vingers als de er één moet vervangen.
Hierdoor is het rendement van een gloeilamp dan ook bedroevend laag. Wanneer je een gloeilamp hebt die 10% van het er in gestopte vermogen omzet in licht dan heb je een goede lamp. De meeste blijven ergens tussen de 5% en 10% steken.
Een led geeft licht door een heel ander proces. Het heeft met de banen te maken die de elektronen om de kern van een atoom maken. Als er stroom door het kristal wat in de led zit loopt worden er extra elektronen in dat kristal gestopt. Die "botsen" met de elektronen die om de atoomkernen van dat kristal draaien. Die elektronen krijgen daardoor extra energie en worden naar een hogere baan gestoten. Dat elektron kan niet in die hogere baan blijven dus na heel korte tijd "valt" dat elektron terug naar zijn oorspronkelijke baan. De extra energie die het had komt dan vrij in de vorm van een foton. Een foton is een lichtdeeltje dus er komt licht vrij in dat kristal. Dat lichtflitsje van één zo'n elektron is zeer zwak en duurt onvoorstelbaar kort, dat kunnen we nooit zien. In een led gebeurt dit echter miljarden keren per seconde en dan kunnen we het wel zien.
Hoe meer stroom hoe meer "botsingen" dus hoe meer licht er wordt opgewekt. Let wel, hier komt geen warmte bij, vrij alleen licht!
Waar komt de warmte bij een led dan wel vandaan. Zoals altijd gebeurt er niets voor niets, een
perpetuum mobile bestaat nog steeds niet! De stroom door de led zal een vorm van weerstand ondervinden. Ook is er een bepaalde spanning nodig om de gewenste stroom door een led te laten lopen. Wat dat betekend heb ik al geschreven.
Veel witte led's hebben een spanning van rond de 3,6V nodig om licht te kunnen geven. Als je er dan 1A door laat lopen zal er dus 3,6W in die led worden gestopt. Bij witte led's varieert het rendement tussen de 20% en 40%. Dit is afhankelijk van de gebruikte materialen en zelfs ook van de opbouw van de led.
Laten we het laag houden en stellen dat het rendement 25% is. Van de 3,6W wordt dus "maar" 0,9W in licht omgezet dus zal er toch nog 2,7W in warmte omgezet worden. Omdat het kristalletje in de led maar heel klein is zal dat dus snel heet worden door die 2,7W. Door die warmte zal de lichtopbrengst lager worden en gaat het rendement dus omlaag! Als het kristal te heet wordt smelt het en dan is het over en uit met die led.
Om de ontstane warmte snel en goed af te voeren wordt zo'n led dus op een behoorlijke koelplaat gemonteerd. Die moet zo fors zijn om de afvoer van de warmte zo snel mogelijk te laten gaan.
Blijft over dat zo'n led een hele berg licht geeft, een 3,6W led kan net zo veel licht geven als een 24W gloeilamp. Een led heeft 2,7W verlies maar een gloeilamp heeft een verlies van rond de 23W bij de zelfde lichtopbrengst het rendementsverschil is dus enorm.
Maar nu ik dit opschrijf betrap ik mezelf op een fout, een storende fout. De gloeilamp werkt direct op 12V maar de led op 3,6V. Je zal dus eerst van 12V terug moeten naar 3,6V en daar ontstaat ook verlies! De simpelste manier is een eenvoudige weerstand maar dan zal het rendement beduidend lager uitvallen. Om van 12V naar 3,6V te gaan bij een stroom van 1A heb je een weerstand nodig en in die weerstand zal de "overtollige energie" omgezet worden in warmte. Dat zal 12V - 3,6V * 1A = 8,4W. Dat moet je dus bij de 2,7W verlies van de led optellen zodat het totale verlies op 11,1W uitkomt. Dit is echter nog steeds niet eens de helft van het verlies van een gloeilamp.
Door een goede uitgekiende schakelende voeding te gebruiken in plaats van een weerstand zal het verlies beduidend minder zijn en het totaal verlies dus lager. Het is mogelijk dat je op maar 5W totaal verlies uitkomt.
Allemaal leuke info maar eigenlijk een beetje (veel) off-topic.
