Stort dansk aftryk på international laboratoriesammenligning

Efter mere end tre års arbejde afslutter IEA 4E SSLC platform nu den store, internationale laboratorie-sammenligning IC2023. I den 120 sider lange slutrapport indgår resultater fra de danske interessenter FORCE Technology, Viso Systems og DTU Electro – hvor sidstnævnte var medarrangør af IC2023. Her ser vi nærmere på de markante danske aftryk.

Af Carsten Dam-Hansen, DTU Electro, og Casper Kofod, Energy piano

Flimmer, som vi ofte siger på dansk, eller tidslig lysmodulation (TLM) fra lyskilder er et af de store problemer ved LED-belysning, som forbrugere klager oftest over, og det med rette, da det kan forårsage negative sundhedseffekter. Det er især den mere belysningsfølsomme del af befolkningen, der eksempelvis kan opleve hovedpine, migræne eller i værste fald fotoinducerede epileptiske anfald.

For at undgå/reducere TLM effekter indførte EU i 2021 grænseværdier for flicker og stroboskopisk effekt hhv. målt med parametrene P_st^LM og SVM. For at kunne håndhæve disse kvalitetsmål for belysningen er det nødvendigt, at laboratorierne robust og reproducerbart kan måle disse parametre. Dette var baggrunden for, at SSLC Platformen iværksatte den store laboratoriesammenligning kaldet ”IC2023 Measurement of Temporal Light Modulation”. Formålet var at undersøge, hvor konsistent laboratorier fra hele verden kan måle TLM-parametre og at etablere en færdighedstest, som laboratorier kunne benytte til at verificere deres målekompetencer og bruge i forbindelse med akkreditering.

Carsten Dam-Hansen var med i arbejdsgruppen under SSLC, der organiserede og gennemførte IC2023. Carsten udtaler: ”Det viste sig at blive et langt større arbejde end forventet, men det har været meget givende personligt og fagligt med udvikling af vores kompetencer på det lystekniske laboratorium på DTU samt hævet vores internationale anerkendelse.”

IC2023 arbejdsgruppen blev ledet af Yoshi Ohno, NIST, og Steve Coyne fra Australien, og bestod yderligere af Gillian Isoardi, Australien, Jun-Seok Oh fra KIEL i Sydkorea, Jiaye Li der tidligere har arbejdet hos NIST og nu er hos ENTPE i Frankrig, og Mike Scholand, deputy manager for SSLC Platform. Der blev holdt onlinemøder hver eller hver anden uge i tre år, og med deltagere fra så mange tidszoner var det tidligt morgen for nogen og sen aften for andre. ”Sådant et langt samarbejde med skæve arbejdstider gør, at man lærer hinanden rigtigt godt at kende. Desuden mødtes vi personligt hvert halve år på SSLC ekspertmøder.”, udtaler Carsten. På de halvårlige ekspertmøder blev fremdrift, resultater og næste skridt drøftet sammen med resten af deltagerne i SSLC Platform på linje med, at arbejdet drøftes for de syv andre arbejdsgrupper, som SSLC-arbejdet omfatter.

DTU havde udviklet et specialdesignet TLM måle-setup, som gav mulighed for at kontrollere måleprocessen. Det gjorde, at der kunne udføres langtidstest på LED lyskilder i forbindelse med udvælgelse af LED-måleobjekter (”artefakter”) til IC2023. Via deltagelse i sammenligningen mellem de såkaldte kernelaboratorier blev der endvidere etableret et usikkerhedsbudget for målingerne på LED-artefakterne og korrektionsfaktorer i forhold til referenceværdierne.

Som artefakter i undersøgelsen blev udvalgt fire LED-lyskilder med E27-fatning, samt en programmerbar LED-lyskilde, som blev leveret af det danske firma Viso Systems. Anne Bay fra Viso Systems, fortæller: ”Vi har i Viso Systems har haft mulighed for at supportere IC2023 med en særlig lyskilde: ”Labarazzi”. Det er en lyskilde til laboratorie- og demonstrationsbrug, der producerer præcise tidsmæssige lysartefakter (TLA). Man kan bruge forudindstillede flimmersignaler, eller oprette sine egne. Således har IC2023 oprettet egne signaler på en specialudgave, som har indgået i laboratoriesammenligningen.”

Med denne programmerbare lyskilde blev fem specifikke TLM-signaler designet og genereret, f.eks. et signal der giver en meget høj flicker (PstLM) værdi, hvilket ingen af de fire LED lyskilder havde. Viso Systems programmerede et interface, så de deltagende laboratorier let kunne vælge de enkelte signaler og ikke kunne se, hvilke signaler de faktisk skulle måle. DTU fungerede som pilotlaboratorium for denne del af IC2023, som var yderst vigtig, da Labarazzi-lyskilden ikke kræver en stabiliseret laboratoriestrømforsyning, således som de fire LED lyskilder gjorde. De målemæssige problemer for flicker, der blev opdaget for de fire LED lyskilder, blev ikke set for Labarazzi-målingerne. Det var en indikation af at flicker måleproblemerne var forårsaget af lavfrekvent støj fra nogle af de specifikke strømforsyninger, som laboratorierne anvendte.

I den forbindelse fortæller Anne Bay: ”Viso Systems har med interesse fulgt projektets undersøgelser af, hvor vigtig strømforsyningen er for flickermålingen. På baggrund af dette har Viso Systems kunnet introducere konkrete firmwareforbedringer til virksomhedens egen laboratoriestrømforsyning, LabPower. Også dette understreger, hvor vigtigt det er, at forskningsinstitutioner og virksomheder har et tæt og kontinuerligt samarbejde.”

I DTU’s lystekniske laboratorium findes tre forskellige typer af laboratoriestrømforsyninger. Ved brug af disse startede DTU en grundig undersøgelse af dette problem. Herefter etablerede arbejdsgruppen en testmetode til vurdering af en strømforsynings lavfrekvente støj, hvor der måles på en halogenlyskilde. En række af de deltagende laboratorier udførte tilsammen 49 målinger efter denne testmetode på den tilsendte halogenlyskilde med deres egne forskellige strømforsyninger.

Et af de mange laboratorier fra i alt 15 lande, der deltog i IC2023, var Danske FORCE Technology. Efter at have tilmeldt sig og betalt for deltagelsen, fik de tilsendt en kuffert med de fire LED-artefakter, som de skulle måle på med deres eget udstyr efter en protokol, som blev udviklet til IC2023. Ahmed Fadil Hamid fra FORCE Technology fortæller: ”Deltagelsen i IC 2023 har givet os værdifuld indsigt i kvaliteten af vores målinger af temporal light modulation (TLM). Som et ISO 17025-akkrediteret laboratorie hos FORCE Technology inden for lystekniske målinger valgte vi at deltage for at benchmarke vores målekapabiliteter mod internationale reference-laboratorier og for at understøtte vores arbejde med at udvide akkrediteringen til også at omfatte TLM-målinger. Processen var velstruktureret med en klar teknisk protokol, og testforløbet kunne relativt nemt implementeres i vores eksisterende setup. Sammenligningen har givet os en bedre forståelse af måleusikkerheder og variationer samt de praktiske udfordringer ved bestemmelse af TLM parametre som P_st^LM og SVM.”

Efter et omfattende analysearbejde i arbejdsgruppen blev resultaterne sendt til de deltagende laboratorier i november 2024 i form af fortrolige, individuelle testrapporter. Ahmed fortsætter: ”Resultaterne var overskuelige og lette at fortolke og har fungeret som grundlag for evaluering af vores målemetoder og udstyr. Samtidig har de givet os konkret input til forbedringer i vores måleprocedurer. Fremadrettet vil vi anvende erfaringerne fra deltagelsen som et vigtigt element i arbejdet med at etablere flicker- og TLM-målinger som en akkrediteret testydelse. Samlet set er deltagelse i internationale interlaboratorie-sammenligninger en vigtig mekanisme til at sikre sporbarhed, kvalitet og tillid til vores måleresultater.”

Slutrapport

Slutrapporten for IC2023 er i juni 2026 blevet publiceret og kan frit downloades på SSLC Platforms hjemmeside. Den indeholder alle resultater for alle laboratorier, LED artefakter og alle måleparametre. Heri indgår også DTU’s måleresultater som kernelaboratorium; mens FORCE Technology’s måleresultater indgår anonymiseret sammen med måleresultater for alle de andre deltagende laboratorier. Slutrapporten indeholder også en diskussion af en række identificerede problemer med målingerne samt anbefalinger i den forbindelse.

Foto fra DTU Electro’s laboratorium hvor Carsten Dam-Hansen viser de benyttede LED artefakter og DTU’s specialdesignede målesystem.
Nederst til venstre ses Labarazzi lyskilden, som lyser på detektoren lige bagved. Computerskærmen viser den målte sinus bølgeform, som Labarazzi lyskilden her var programmeret til at udsende. Kufferten til højre indeholder to sæt af fire LED-lyskilderne, der blev målt på i den integrerende kugle, der ses til venstre.

Fakta om IEA 4E SSL Annex/SSLC Platform

• IEA 4E Solid State Lighting (SSL) Annex blev grundlagt i juli 2010 som et fælles initiativ mellem syv lande fra fire kontinenter, der arbejdede sammen om at løse udfordringer med LED baseret belysning under Det Internationale Energiagentur (IEA) teknologi samarbejdsprogram 4E (Energy Efficient End-use Equipment).
• Formålet var at støtte en bred vifte af aktiviteter designet til at fremskynde den globale overgang til LED belysning, sikre energibesparelser og en høj belysningskvalitet gennem harmoniserede globale kvalitetskrav og give input til udvikling målemetoder og standarder.
• I 2024 blev navnet ændret til Smart Sustainability in Lighting and Controls (SSLC) Platform for at understrege at fokus for arbejdet nu ligger i energibesparelser og lyskvalitet igennem smarte belysningssystemer og styring af disse.
• Nuværende deltagende lande: Australien, Danmark, EU Kommissionen, Frankrig, Sydkorea, Sverige og UK. Tidligere har også Canada, Japan og USA deltaget.
• Hjemmeside: www.iea-4e.org/ssl
• SSL Annex/SSLC platform har siden starten holdt indlæg på over 40 konferencer, offentliggjort mere end 50 rapporter og forskningsartikler samt gennemført et stort antal webinarer.
• SSL Annex/SSLC platform har gennemført tre store laboratoriesammenligninger for lystekniske målinger af LED-lyskilder og armaturer: IC2013, IC2017 og senest IC2023 omkring måling af tidslig lysmodulation.
• Ultimo 2023 i Xiamen blev SSLC ekspertgruppen tildelt “Global SSL Award for Outstanding Achievement” fra International Solid State Lighting Alliance (ISA), en non-profit organisation bestående af regionale alliancer, brancheforeninger, førende virksomheder og anerkendte universiteter.
• I perioden 2025-29 fokuseres SSLC arbejdet især på ny viden og muligheder for at anvende fremtidens smarte bæredygtige LED belysning og kontrol, som er et område af stor interesse for dansk industri, rådgivende virksomheder, laboratorier og ikke mindst den offentlige sektor.
• SSLC platformen bidrager løbende til udvikling af lovgivning, standardisering og metrologi.
• Carsten Dam-Hansen og Casper Kofod har været med siden starten som repræsentanter for Energistyrelsen. I det nuværende arbejde er Carsten Dam-Hansen og Casper Kofod internationale opgaveledere henholdsvis for arbejdspakkerne “Lighting Product Database and System Performance Tracker” og “Smart Lighting: Data Collection, Controls and Systems”.
• Den danske deltagelse er finansieret af EUDP (Det Energiteknologiske Udviklings- og Demonstrationsprogram). For perioden 2025-2029 sker finansieringen via EUDP-projektet ”Smart bæredygtighed i belysning og styring – IEA 4E SSLC Platform” med j.nr. 134243-533617.

LYS-artikel, juni 2026. Artiklen er publiceret at Dansk Center for Lys. Indholdet er leveret af artiklens forfatter, og er derfor udtryk for den pågældendes egen ekspertise og holdning. Eftertryk og videreformidling af artiklen må kun ske efter aftale med DCL og artiklens forfattere. Kontakt DCL på information@centerforlys.dk.