Lumen per watt: cosa misurano davvero

I lumen per watt (lm/W) esprimono l’efficienza luminosa: quanta luce, in lumen, viene prodotta per ogni watt di potenza elettrica assorbita. Più il valore è alto, più la sorgente è efficiente.

Il punto è capire a cosa si riferisce il valore dichiarato. In una scheda tecnica si possono trovare tre livelli diversi:
– efficienza del LED: il valore del singolo chip, misurato in laboratorio. È il dato più alto e il meno rappresentativo dell’impianto reale;
– efficienza della strip o del modulo: include le perdite del circuito e dei componenti della strip;
– efficienza di sistema: include anche l’alimentatore, il profilo e il diffusore. È l’unico valore che descrive davvero quanta luce arriva nell’ambiente.

Dove si perde efficienza

Fra il dato di targa e la luce effettivamente emessa intervengono diverse perdite:
– l’alimentatore: nessun driver converte il 100% dell’energia, una parte si disperde in calore;
– il diffusore: un diffusore opalino uniforma la luce, ma ne assorbe una parte, tanto più quanto è coprente;
– la temperatura: un LED che lavora caldo, ad esempio in un profilo non adeguato, emette meno luce a parità di potenza.

Un esempio semplice. Una strip con efficienza nominale di 120 lm/W, alimentata da un driver con efficienza del 90% e installata in un profilo con diffusore che trasmette l’80% della luce, offre un’efficienza di sistema di:
120 × 0,90 × 0,80 = circa 86 lm/W
Quasi il 30% in meno rispetto al dato di partenza. Per questo, nel confronto fra soluzioni diverse, è importante ragionare sempre a parità di sistema.

Il fattore di potenza: il dato che spesso si dimentica

Il fattore di potenza (PF, power factor) è un valore compreso fra 0 e 1. Indica quanta della potenza prelevata dalla rete viene effettivamente trasformata in lavoro utile, in questo caso in luce.

In termini tecnici, è il rapporto fra potenza attiva (W), quella che produce luce, e potenza apparente (VA), quella che la rete deve effettivamente fornire.
– PF vicino a 1 (es. 0,95): l’alimentatore preleva dalla rete una corrente proporzionata alla potenza che utilizza.
– PF basso (es. 0,5–0,6): a parità di watt, l’alimentatore preleva molta più corrente del necessario.

Perché è importante

Un fattore di potenza basso non aumenta i watt consumati, ma ha conseguenze concrete sull’impianto:
– più corrente nei cavi, quindi maggiori perdite e la necessità di sezioni più grandi;
– protezioni e linee dimensionate in eccesso, soprattutto negli impianti con molti alimentatori;
– costi in bolletta, perché nelle utenze non domestiche l’energia reattiva oltre determinate soglie viene addebitata;
– disturbi sulla rete elettrica, che si sommano quando gli alimentatori sono numerosi.

Negli impianti professionali, scegliere alimentatori con fattore di potenza elevato è una scelta progettuale, non un dettaglio.

Dal dato di targa al consumo reale: un esempio di calcolo

Vediamo come cambiano i numeri in un caso concreto.

L’impianto: 50 metri di strip LED da 10 W/m, installati in uno spazio commerciale. Potenza della strip: 500 W.

Utilizzo: 12 ore al giorno per 300 giorni l’anno, cioè 3.600 ore/anno.

1. L’efficienza dell’alimentatore

La strip assorbe 500 W, ma l’impianto preleva dalla rete anche le perdite del driver.
– Driver con efficienza del 90%: 500 ÷ 0,90 = 556 W prelevati dalla rete.
– Driver con efficienza dell’80%: 500 ÷ 0,80 = 625 W prelevati dalla rete.

Su base annua:
– driver al 90%: 556 W × 3.600 h = circa 2.000 kWh/anno;
– driver all’80%: 625 W × 3.600 h = 2.250 kWh/anno.

La differenza è di circa 250 kWh l’anno. Ipotizzando un costo dell’energia di 0,25 €/kWh, sono circa 62 € l’anno, oltre 600 € in dieci anni, per una sola linea di luce.

2. Il fattore di potenza

Ora confrontiamo due alimentatori con la stessa efficienza (90%) ma fattore di potenza diverso. Con una tensione di rete di 230 V:
– PF 0,95: 556 W ÷ 0,95 = 585 VA, corrente di circa 2,5 A;
– PF 0,60: 556 W ÷ 0,60 = 926 VA, corrente di circa 4 A.

I watt consumati sono gli stessi, ma con PF basso la linea deve trasportare quasi il 60% di corrente in più. Moltiplicato per tutti gli alimentatori di un edificio, l’effetto su cavi, protezioni e bolletta diventa rilevante.

Come valutare correttamente l’efficienza di un impianto

Alcune indicazioni pratiche per progettisti e impiantisti.

Ragiona sull’efficienza di sistema. Confronta soluzioni diverse considerando strip, driver, profilo e diffusore insieme, non il solo valore lm/W della sorgente.

Verifica l’efficienza del driver. È un dato che incide direttamente sul consumo annuo e che va letto in scheda tecnica, possibilmente alle condizioni di carico reali.

Controlla il fattore di potenza. Negli impianti con molti alimentatori, preferisci soluzioni con PF elevato.

Dimensiona correttamente il driver. Un alimentatore troppo grande lavora lontano dal suo punto di massima efficienza; uno troppo piccolo lavora sotto stress.

Cura la gestione termica. Un profilo in alluminio adeguato mantiene i LED alla giusta temperatura e preserva l’efficienza nel tempo.

Domande frequenti sull’efficienza energetica dei LED

Cosa significa lm/W?

Lumen per watt: indica quanta luce produce una sorgente per ogni watt di potenza assorbita. Più il valore è alto, più la sorgente è efficiente.

Che differenza c’è fra efficienza del LED ed efficienza di sistema?

L’efficienza del LED riguarda il solo chip. L’efficienza di sistema include anche alimentatore, profilo e diffusore, ed è quella che descrive la luce realmente emessa nell’ambiente.

Cos’è il fattore di potenza di un alimentatore LED?

È il rapporto fra potenza attiva e potenza apparente. Un valore vicino a 1 indica che l’alimentatore preleva dalla rete solo la corrente necessaria.

Un fattore di potenza basso aumenta il consumo in watt?

No, ma aumenta la corrente prelevata dalla rete. Questo comporta maggiori perdite nei cavi, linee e protezioni più impegnate e, nelle utenze non domestiche, possibili addebiti per energia reattiva.

Come si calcola il consumo annuo di un impianto LED?

Si divide la potenza della sorgente per l’efficienza del driver, ottenendo la potenza prelevata dalla rete, e la si moltiplica per le ore di utilizzo annue.

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