LED照明の発光効率について

質問

最近のLED照明を見ると電球型が最高で140lm/wくらいに対してシーリングライト型は190lm/wに達しています。以前は電球型が最も良い商品で100lm/wくらいだったころにシーリングライト型は60lm/wくらいと電球型のほうがよかったように思います。シーリングライト型が追い抜いた？

そもそもLED照明の理論上の最大効率は683lm/wだそうですが、それは緑色とかの場合で照明の可視光だとそこまではいかないようです。

1)電球型の発光効率はもう頭打ちなのでしょうか？
2)それともシーリングライト型は最近なにかブレークスルーがあったのでしょうか？
3)今後もシーリングライト型と電球型の差は開く一方なのでしょうか？

回答No.1

t_ohta · ベストアンサー

電球型の一番の問題は「発熱」です。
交流電源を直流に変換してLEDに供給する関係で、AC-DC変換時に熱が発生します。
LEDを明るく光らせるためには沢山の電気を供給しなければいけませんが、沢山の電気をAC-DC変換すると沢山の熱が発生します。
その熱を空気中に逃がさなければいけませんが、電球型の場合形状に制限があるため放熱する能力に限界があります。
また、高効率のLEDは発光時に多くの熱を発する傾向があり、このLEDから出る熱も放熱しなければいけません。
そのため、現状では設計の自由度が高いシーリングライトの方が有利になっているのでしょう。

と言う事で
１）LEDや電源部品の進化によって向上する可能性はあるがコスト次第じゃないでしょうか
２）高効率のLEDチップの値段が安くなったきたので売れる値段になってきたんだと思います
３）今後の部品の進化次第でしょうね、まだまだ改良は進むので差が開く一方と言う事はないでしょうが、放熱の問題はある程度仕方ないので逆転は無いかも

お礼

わかりやすいご回答ありがとうございます。AC-DCコンバータの排熱が問題で明るい(＝ルーメン数というか消費電力の大きい)電球型が難しいのはわかります。AC-DCコンバータの技術なんて成熟しているのでそんなに伸びしろは無いと思います。

むしろ、「高効率の(lm/wの値が大きい)LEDは発光時に多くの熱を発する傾向」というのが不思議でした。高効率の(lm/wの値が大きい)になれば、その分熱に変わるエネルギーは減るんじゃないかと単純に思ったわけです。

(lm/wを大きくして)可視光を明るくしようとすると波長成分として赤外光が増えて熱を持ちやすいとかそういう意味でしょうか？

そういう意味では変換効率を上げるというよりも放熱技術が進化するかどうかという事になりますが、それも絶対的に大きさの制約のある電球型では余地は小さそうです。

つまりシーリングや蛍光灯型はまだ変換効率は上がるけれど、電球型の変換効率の伸びしろは大きくないという理解でいいのでしょうか？

回答No.3

tetsumyi

1)電球型の発光効率はもう頭打ちではないです。
電子回路をより小型にしたり、LED素子をうまく配置して3色の色が交じり合えばシーリングライト型と同等にできる可能性はあると思う。
価格がかなり高くなって買ってくれる人が少ないかもしれないから、メーカーは費用対効果を検討すると手を出し難いでしょう。
電球型LEDが2000円から5000円になって、5割明るい（（少し明るい程度）からとい言って買う人がいるかどうか？
3)今後もシーリングライト型と電球型の差は開く一方、と言うことは無く近付く方向でしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。まだ上がるにしても各々そんなに上がるわけではないようですね。考えてみれば蛍光灯のほうが上限に近いのだから、どちらかというと差が縮まるのは当然ですね。これは愚問でした。

回答No.2

tetsumyi

シーリングライトは価格が高いですが色も変えられるでしょう？
これは3色の種類の違うLEDを使って電子回路で別々に発光を制御できる構造です。
つまり、効率の高いLEDを選んで使用できるということで、効率の良い緑とか赤とか組み合わせて使うので当然効率が非常に良くなるということでしょう。
電球型は1種類の白に近いLEDを使うので効率が落ちる。

お礼

ご回答ありがとうございます。つまり今後はlmの数字は上がっても照明として明るくなるわけではないという事でしょうか？
今後も放熱性能や耐久性はともかく照明としての性能は成熟したという事なのでしょうか？