LED vs lampe aux halogénures métalliques

Vous êtes-vous déjà demandé comment comparer les diodes électroluminescentes (DEL) et les lampes aux halogénures métalliques ? Voici une comparaison-côte à-des deux techniques, suivie d'une analyse approfondie de chaque technique séparément.

Lorsque des éléments métalliques et halogènes se réunissent, des composés appelés halogénures métalliques sont créés. Il s'agit d'hexafluorure d'uranium (le combustible utilisé dans les réacteurs nucléaires) et de chlorure de sodium (sel). Un courant électrique traverse un mélange de gaz aux halogénures métalliques et de mercure pour créer de la lumière dans les lampes aux halogénures métalliques. Elles fonctionnent de manière assez similaire aux autres lampes à décharge à gaz (comme la vapeur de mercure), la principale distinction étant la composition du gaz. L'efficacité et la qualité de la lumière sont généralement améliorées par l'ajout de vapeur d'halogénure métallique.

Les lampes aux halogénures métalliques offrent une qualité de lumière bien supérieure et sont trois à cinq fois plus efficaces que les ampoules à incandescence. Ils ont souvent une température de couleur très élevée (jusqu'à 5 500 K), en fonction du mélange spécifique d'halogénures métalliques. En conséquence, les ampoules aux halogénures métalliques peuvent être très efficaces pour des utilisations à haute-intensité telles que les phares des voitures, l'éclairage des installations sportives ou l'éclairage pour la photographie. La lumière supérieure produite par les halogénures métalliques est de loin leur plus grand avantage.
Quels sont les principaux inconvénients des lampes aux halogénures métalliques ?

Voici quelques-uns des inconvénients de l’éclairage aux halogénures métalliques :

De toutes les lampes disponibles sur le marché, les lampes aux halogénures métalliques ont le temps de préchauffage-le plus long. Il faut 15 à 20 minutes à de nombreuses lampes aux halogénures métalliques utilisées dans les installations sportives et les entrepôts pour atteindre leur température de fonctionnement typique. Il s'agit d'un problème sérieux pour plusieurs raisons :
Puisqu’ils ne s’allument pas et ne s’éteignent pas en cas de besoin, ils doivent être utilisés plus longtemps que les LED.
Vous devez savoir quand vous aurez besoin de lumière.
Pour éviter de nécessiter un préchauffage-lorsqu'elles sont rallumées, les lumières peuvent être allumées lorsqu'elles ne sont pas nécessaires, par exemple pendant une période d'arrêt de 30 minutes.
Lorsque les lampes aux halogénures métalliques fonctionnent à une puissance inférieure à leur pleine puissance, leur efficacité diminue. La durée de vie typique d'une ampoule se situe entre 6 000 et 15 000 heures. Vous pouvez initialement dépenser environ le même montant en halogénures métalliques et en LED, selon l'ampoule spécifique. Le problème est que, pour égaler la durée de vie d’une seule LED, vous devrez éventuellement acheter un grand nombre d’halogénures métalliques (2 à 5). Au fil du temps, cela se traduit par des dépenses de maintenance extrêmement élevées.
Quelles lampes aux halogénures métalliques présentent des inconvénients mineurs ?
Voici quelques-uns des défauts mineurs de l’éclairage aux halogénures métalliques :

Les lumières fabriquées sur des halogénures métalliques sont omnidirectionnelles.. 360-La lumière à degré est produite par un éclairage omnidirectionnel. Étant donné qu’au moins la moitié de la lumière doit être réfléchie et redirigée vers la zone souhaitée à éclairer, il s’agit d’une inefficacité importante du système. Étant donné que les lumières omnidirectionnelles nécessitent que la lumière soit réfléchie et redirigée, leur rendement est nettement moins efficace en raison des pertes qu'il ne le serait si la lumière était directionnelle par nature.

L'éclairage aux halogénures métalliques est fréquemment utilisé dans l'éclairage de grandes hauteurs pour les entrepôts et autres grands espaces intérieurs, ainsi que dans les grands sites sportifs comme les stades ou les patinoires de hockey.
LED

L'acronyme de-diode électroluminescente est LED. Dotée de deux électrodes (une anode et une cathode), une diode est un dispositif ou un composant électrique qui permet à l'électricité de le traverser dans une seule direction, généralement vers l'intérieur à travers l'anode et vers l'extérieur à travers la cathode. Les matériaux semi--conducteurs comme le silicium ou le sélénium, qui sont des substances à l'état solide qui conduisent l'électricité dans des conditions spécifiques mais pas dans d'autres (par exemple à certaines tensions, niveaux de courant ou intensités lumineuses), sont généralement utilisés pour fabriquer des diodes. La lumière visible est émise par le gadget lorsque le courant traverse le matériau semi-conducteur. C’est exactement le contraire d’une cellule photovoltaïque, qui est un dispositif qui génère de l’électricité à partir de la lumière visible.

Vous pouvez étudier l’histoire de l’éclairage LED ou en savoir plus sur les aspects techniques du fonctionnement d’une LED ici.

L’éclairage LED offre quatre avantages principaux :

Comparées à toutes les autres technologies d'éclairage, y compris les lampes fluorescentes et LPS, mais particulièrement aux lampes aux halogénures métalliques, les LED ont une durée de vie remarquablement longue. Les nouvelles LED ont une durée de vie d'au moins 50 000 à 100 000 heures. En revanche, la durée de vie d'une ampoule aux halogénures métalliques est généralement, au mieux, 12 à 30 % plus longue (généralement entre 6 000 et 15 000 heures).
Comparées à toutes les autres technologies d’éclairage disponibles dans le commerce, les LED sont incroyablement économes en énergie. Ils émettent de la lumière de manière directionnelle (plus de 180 degrés au lieu de 360 degrés, ce qui signifie qu'il y a beaucoup moins de pertes dues à la nécessité de rediriger ou de réfléchir la lumière) et ils gaspillent très peu d'énergie sous forme de rayonnement infrarouge (chaleur).
Excellente qualité de lumière
Très peu de problèmes et d'entretien

Lumières LEDprésentent un certain nombre d'avantages mineurs en plus des principaux. Ceux-ci sont constitués des éléments suivants :

Accessoires : les LED nécessitent beaucoup moins de pièces pour leurs lampes accessoires.
Couleur : sans avoir besoin des filtres de couleur conventionnels requis par les solutions d'éclairage conventionnelles, les LED peuvent être conçues pour produire toute la gamme de teintes de lumière visible.
dirigé : les LED émettent de la lumière dans un rayon de 180 degrés par défaut, ce qui les rend naturellement dirigées.
Taille : Par rapport aux lampes conventionnelles, y compris les lampes à incandescence, les LED peuvent être considérablement plus petites.
Préchauffage- : les LED s'allument et s'éteignent plus rapidement et ne nécessitent pas de temps de préchauffage-ou de refroidissement-.
Lisez ici pour un résumé complet des nombreux avantages des LED.

Vous pourriez supposer que les lumières LED sont une évidence-étant donné leurs avantages. Même si cela devient de plus en plus le cas, le choix des LED nécessite néanmoins quelques compromis :

Les lampes LED en particulier sont très chères. Une installation d’éclairage LED entraîne généralement des dépenses initiales plus élevées que la majorité des options. C’est de loin l’inconvénient le plus important à prendre en compte. Néanmoins, le coût des LED diminue rapidement, et cette tendance se poursuivra à mesure que de plus en plus de personnes les adopteront. Tout bien considéré, le coût initial des LED est en réalité assez similaire à celui des lampes aux halogénures métalliques. Les deux luminaires coûtent généralement entre 10 $ et 30 $ par luminaire, selon le type et les caractéristiques. Naturellement, en fonction de la lumière spécifique, cela peut varier dans les deux situations.

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Les circuits imprimés informatiques ont été la première-application réelle des LED. Depuis, leurs usages se sont progressivement développés pour englober la signalisation lumineuse, les feux de circulation et, plus récemment, l’éclairage intérieur et extérieur. Pour les bâtiments commerciaux, les écoles, les entrepôts et les gymnases, les lumières LED constituent une excellente option. De plus, ils peuvent être utilisés pour les parkings, l’éclairage des routes (qui offrent des avantages de couleur notables par rapport aux lampes au sodium basse et haute pression) et les grands lieux publics (qui nécessitent un éclairage puissant et efficace sur une vaste zone). Lisez ici pour un aperçu fascinant du développement de l’éclairage public aux États-Unis.

Qu'est-ce qui fabrique les halogénures métalliques etLumières LEDDifférent?

Les deux technologies utilisent des procédés très différents pour générer de la lumière. Les LED sont une technologie de semi-conducteurs à semi-conducteurs, tandis que les lampes aux halogénures métalliques contiennent des métaux qui s'évaporent en gaz inerte à l'intérieur de la coque en verre. La lumière produite par les deux méthodes est d’une qualité extrêmement élevée. Les LED sont une technologie nécessitant moins d'entretien-et plus économe en énergie-qui dure souvent beaucoup plus longtemps. Les halogénures métalliques font partie des lampes les plus efficaces pour obtenir des températures de couleur très froides, mais elles ont une durée de vie inférieure et des temps de préchauffage -longs. Néanmoins, ils génèrent une lumière de très haute-qualité.

Lorsque la lumière est allumée pour la première fois ou si la source d'alimentation est coupée, certaines lampes aux halogénures métalliques ont des temps de préchauffage -longs (15 à 20 minutes). De plus, il existe un faible risque qu’une ampoule aux halogénures métalliques explose. Il existe toujours un risque de préjudice ou de dommage même si cela est rare et il existe des précautions-pour réduire les risques. Le changement des ampoules avant leur fin de vie prévue et collectivement (par opposition au changement ponctuel des ampoules individuelles qui tombent en panne) sont des méthodes préventives courantes. En plus de réduire considérablement la durée de vie utile de la lampe, cela peut faire monter les prix.

De plus, les ampoules aux halogénures métalliques consomment beaucoup d’énergie de manière inefficace. De plus, en raison du besoin de préchauffage-, ils doivent être exécutés pendant des durées beaucoup plus longues que celles réellement nécessaires. Tout cela s’ajoute à des dépenses, qui se traduisent généralement par des factures de services publics plus élevées. Les ampoules aux halogénures métalliques coûtent à peu près le même prix que les LED, mais en raison de leur fonctionnement inefficace et de leurs besoins de remplacement fréquents, elles continueront à augmenter les coûts au fil du temps. Cette inefficacité sera particulièrement visible dans une grande structure (comme un stade, un entrepôt ou une patinoire de hockey).

Température de couleur associée
Les LED sont disponibles dans une variété de températures de couleur, qui se situent généralement entre 2 200 K et 6 000 K (du jaune « chaud » au bleu clair ou « froid »).

La lumière blanche produite par les lampes aux halogénures métalliques est assez froide. Des températures de couleur aussi basses que 3 000 K sont disponibles pour eux. Jusqu'à 20 000 K, certains halogénures métalliques ont des températures de couleur incroyablement basses.

GAGNANT:

IRC
La lumière spécifique en question a un impact significatif sur le CRI des LED. Néanmoins, une large gamme de valeurs CRI, généralement comprises entre 65 et 95, sont accessibles.

La meilleure source de lumière blanche à IRC élevé disponible est probablement les halogénures métalliques.

Les halogénures métalliques ont gagné.

Cyclisme (mise en marche et arrêt)
Étant donné que les LED réagissent presque instantanément (il n'y a pas de phase de préchauffage-ou de refroidissement-de refroidissement), elles sont parfaites pour allumer et éteindre les lumières de manière ciblée. Ils fournissent un éclairage constant et sans scintillement.

Le temps de préchauffage-des lampes aux halogénures métalliques est tristement long. Les lampes aux halogénures métalliques sont utilisées depuis longtemps dans de nombreux stades, même si les ampoules peuvent mettre de 15 à 30 minutes pour atteindre leur puissance maximale.

GAGNANT : LED

Atténuation
Les LED sont très simples à atténuer et vous pouvez les utiliser à n'importe quel pourcentage de lumière, de 100 % à 0,5 %. La gradation des LED fonctionne soit en réduisant le courant direct, soit en faisant varier la durée de l'impulsion. Vous devez également acheter des variateurs LED si vous souhaitez atténuer votreLumières LEDcar ils sont incompatibles avec les gradateurs à incandescence conventionnels, qui réduisent la tension appliquée à la lumière.

Différents ballasts électriques ou magnétiques peuvent être utilisés pour atténuer les lampes aux halogénures métalliques, mais cela modifie la tension fournie à la lumière et peut modifier ses propriétés. Lorsqu’elles fonctionnent à une puissance inférieure à leur pleine puissance, les lampes aux halogénures métalliques sont souvent moins efficaces. Une gradation peut parfois entraîner une extinction trop précoce de la lumière.

GAGNANT : LED

Directionnalité
Les LED ont un spectre lumineux de 180 degrés. Étant donné que la lumière est normalement nécessaire sur une région cible (plutôt que sur les 360 degrés autour de l’ampoule), cela est généralement avantageux. Apprenez-en davantage sur une mesure connue sous le nom de « lumens utiles » ou « efficacité du système » pour mieux comprendre les effets de l’éclairage directionnel.

Les lampes aux halogénures métalliques étant omnidirectionnelles, elles peuvent émettre de la lumière dans toutes les directions. Les pertes et la diminution de l’efficacité du système résultent de la nécessité de refléter et/ou de rediriger une grande partie de ces émissions.

GAGNANT : LED

Efficacité
Comparées à toutes les autres options d'éclairage disponibles sur le marché, les LED sont incroyablement efficaces, surtout par rapport aux ampoules à incandescence. L'efficacité de la source se situe généralement entre 37 et 120 lumens/watt. Cependant, l'efficacité du système -la quantité de lumière qui atteint réellement la zone cible une fois que toutes les pertes ont été prises en compte-est là où les LED brillent vraiment. La majorité des chiffres d’efficacité des systèmes LED sont supérieurs à 50 lumens/watt.

L'efficacité des lampes aux halogénures métalliques varie de 75 à 100 lumens par watt. La principale raison pour laquelle ils ne sont pas à la hauteur des LED est que l'efficacité de leur système est nettement inférieure (moins de 30 lumens/watt) en raison de toutes les pertes impliquées dans la production de lumière omnidirectionnelle et de la nécessité de la rediriger vers un emplacement souhaité.

GAGNANT : LED

Efficacité en baisse
À mesure que le courant augmente, l’efficacité des LED diminue. Un courant supplémentaire entraîne également une augmentation de la puissance calorifique, ce qui réduit la durée de vie de l'appareil. Avec un rendement typique d'environ 80 % en fin de vie, la baisse globale des performances est relativement faible au fil du temps. Les chercheurs qui ont récemment découvert les causes de l'affaissement des LED s'efforcent de minimiser davantage les pertes.

À mesure que l’appareil vieillit et qu’il faut plus de puissance pour produire le même rendement lumineux, les lampes aux halogénures métalliques perdent également en efficacité. Les halogénures métalliques ont des temps de détérioration plus courts et des pertes d'efficacité plus élevées que les LED.

GAGNANT : - (Remarque : les nouveaux développements dans la technologie LED pourraient probablement les rendre plus tombants.)

(Spectre invisible) Émissions
La majorité de l'énergie utilisée par la source lumineuse est transformée directement en lumière visible puisque les LED créent un spectre de lumière visible relativement étroit sans la chaleur ni les pertes dues aux types de rayonnements inutiles (IR, UV) qui accompagnent l'éclairage conventionnel.

Les rayonnements infrarouges et ultraviolets sont produits en quantités importantes par les lampes aux halogénures métalliques.

GAGNANT : LED

Infrarouge et ultraviolet
LED : PAS UNE

Pour l'éclairage de routine, les lampes aux halogénures métalliques perdent de l'énergie en émettant un rayonnement infrarouge.

Afin d'éviter que les rayons UV ne soient rejetés dans l'atmosphère, les lampes aux halogénures métalliques doivent être équipées d'un filtre intégré à l'ampoule. Ces filtres sont nécessaires pour empêcher les surfaces teintes de se décolorer lorsqu'elles sont exposées à la lumière aux halogénures métalliques ; sinon, les luminaires, les personnes et même les animaux pourraient subir des blessures graves (telles qu'un coup de soleil grave ou un arc oculaire).

GAGNANT : LED

Caractéristiques de l'échec
Les LED s'estompent régulièrement avec le temps, c'est ainsi qu'elles échouent. La perte d'une ou deux diodes n'indique pas nécessairement que l'ensemble du luminaire tombera en panne carLumières LEDutilisent généralement plusieurs émetteurs de lumière dans un seul luminaire.

Lorsque les lampes aux halogénures métalliques atteignent la fin de leur durée de vie utile, elles peuvent subir un phénomène appelé cycle, dans lequel elles s'allument et s'éteignent sans intervention humaine jusqu'à se briser complètement. Pour cette raison, les lampes aux halogénures métalliques dans de nombreux contextes (comme un stade) doivent être remplacées avant la fin de leur durée de vie utile.

GAGNANT : LED

Bougies pour les pieds
Au lieu de mesurer la quantité globale de lumière émanant d’une source (flux lumineux), un pied-bougie mesure la quantité de lumière qui atteint une surface donnée.

Comparées à tous les autres types d’éclairage disponibles sur le marché, les LED sont incroyablement efficaces. L'efficacité de la source se situe généralement entre 37 et 120 lumens/watt. Cependant, l'efficacité du système -la quantité de lumière qui atteint réellement la zone cible une fois que toutes les pertes ont été prises en compte-est là où les LED brillent vraiment. La majorité des chiffres d’efficacité des systèmes LED sont supérieurs à 50 lumens/watt.

Par rapport aux lampes à incandescence, les lampes aux halogénures métalliques ont une efficacité de source de 75 à 100 lumens/watt. La principale raison pour laquelle ils ne sont pas à la hauteur des LED est que l'efficacité de leur système est nettement inférieure (moins de 30 lumens/watt) en raison de toutes les pertes impliquées dans la production de lumière omnidirectionnelle et de la nécessité de la rediriger vers un emplacement souhaité.

GAGNANT : - (Remarque : Il est difficile de mesurer les performances relatives, car les notes en pieds-bougies sont très spécifiques à l'application-et au cas-par-cas.)

Émissions de chaleur
Les LED ne produisent pas beaucoup de chaleur directe. Il n’y a en réalité qu’un seul inconvénient possible : utiliser des LED pour l’éclairage extérieur en hiver. Lorsque la neige tombe sur les éclairages conventionnels, tels que les éclairages HID, elle fond au contact de la lumière. Avec les LED, cela est généralement évité en orientant la lumière vers le sol ou en la recouvrant d'une visière.

Une quantité importante de chaleur est dégagée par les ampoules aux halogénures métalliques ; environ 10 à 15 % de l’énergie utilisée est convertie en chaleur. Bien que cela puisse être avantageux dans certaines situations, les pertes de chaleur sont souvent une mauvaise chose car elles indiquent une inefficacité énergétique. Le but ultime de l’appareil est d’émettre de la lumière et non de la chaleur.

GAGNANT : LED

Durée de vie
Par rapport aux autres sources lumineuses disponibles dans le commerce, les LED ont une durée de vie plus longue. Bien que les durées de vie varient, elles se situent généralement entre 25 000 et 100 000 heures ou plus avant qu'un luminaire ou un luminaire ne doive être remplacé.

Même si les lampes aux halogénures métalliques durent plus longtemps que les technologies obsolètes telles que les lampes à incandescence, elles ne durent pas aussi longtemps-que les lampes à LED. La durée de vie moyenne d'une ampoule se situe entre 6 000 et 15 000 heures avant de devoir être remplacée. Remarque : Afin d'éviter des effets de dégradation majeurs tels que des changements de couleur ou des cycles, les lampes aux halogénures métalliques peuvent devoir être remplacées avant la fin de leur durée de vie utile.

GAGNANT : LED

Coût de la vie
L'éclairage LED offre de faibles coûts de durée de vie et des dépenses de départ relativement élevées. Au fil du temps (la période de récupération), la technologie rembourse l'investisseur. Au fil du temps, la diminution des dépenses d'entretien (qui sont basées sur les coûts de main-d'œuvre) et les gains d'efficacité énergétique (qui dépendent des coûts d'électricité) fournissent le retour sur investissement le plus important.

Bien que leur prix d’achat soit raisonnable, les lampes aux halogénures métalliques nécessitent beaucoup d’entretien. Pour obtenir la même durée de vie qu'une seule lampe LED, les ampoules aux halogénures métalliques devront probablement être achetées plusieurs fois et les coûts de main-d'œuvre impliqués devront être couverts.

GAGNANT : LED

Coûts d'entretien
Les LED sont de loin les meilleures du marché en termes de coûts de durée de vie en raison de leur durée de vie opérationnelle et de la fréquence à laquelle les ampoules doivent être remplacées.

En plus du coût de main-d'œuvre nécessaire à la surveillance et au remplacement des lampes vieillissantes ou périmées à plusieurs reprises au cours de la durée de vie prévue d'une seule LED, les lampes aux halogénures métalliques nécessitent un remplacement régulier des lampes et du ballast.

GAGNANT : LED

Dépenses initiales
Le prix des lampes LED varie en fonction des spécifications, mais ils sont généralement élevés. Le coût moyen d'une ampoule LED équivalente à 100 W-se situe entre 10 $ et 20 $.

Selon les spécifications, une ampoule aux halogénures métalliques de 100 W peut coûter entre 10 $ et 30 $.

GAGNANT:

Résistance aux chocs
Les lampes à semi-conducteurs (SSL), comme les LED, sont difficiles à briser sous l'effet des chocs physiques.

Les halogénures métalliques en ampoule sont relativement fragiles. Plus important encore, étant donné que de nombreuses lampes aux halogénures métalliques contiennent des substances dangereuses comme le mercure, les ampoules cassées doivent être manipulées et éliminées avec soin.

GAGNANT : LED

Dimensions
Les LED peuvent être dimensionnées à une taille beaucoup plus grande et peuvent être incroyablement petites (moins de 2 mm dans certaines circonstances). Tout bien considéré, cela élargit considérablement la gamme d’applications des LED.

Bien qu’elles puissent être minuscules, les ampoules aux halogénures métalliques ne mesurent généralement pas plus d’un centimètre de diamètre. La puissance et la puissance lumineuse nécessaires pour une application particulière déterminent la taille maximale des ampoules.

GAGNANT : LED

Tolérance au froid
LED : elles s’activent instantanément à des températures inférieures à 40 degrés Celsius.

Moins 40 degrés Celsius pour les halogénures métalliques

GAGNANT : LED

Tolérance à la chaleur
100°C. Les LED fonctionnent bien dans les environnements intérieurs et extérieurs à toutes les températures de fonctionnement typiques. Cependant, ils nécessitent beaucoup de dissipation thermique et fonctionnent moins bien à des températures très élevées, en particulier à proximité d’autres pièces délicates.

Nous n'avons pu trouver aucune information impartiale concernant les performances des ampoules aux halogénures métalliques à des températures élevées. N'hésitez pas à nous contacter si vous avez des informations.

GAGNANT:

Il est temps de s'échauffer
Il n'y a pratiquement aucune période de préchauffage-pour les LED. Leur luminosité atteint son apogée très instantanément.

En fonction de la luminosité, les lampes aux halogénures métalliques nécessitent une période de préchauffage-importante. Cela peut prendre 15 à 20 minutes pour que les lampes aux halogénures métalliques dans les sites sportifs atteignent leur plein éclat.

GAGNANT : LED

Garantie
LED : généralement 5 à 10 ans

Halogénure métallique : généralement un à deux ans

GAGNANT : LED