Un diodo a emissione di luce (LED) è un dispositivo a semiconduttore che emette luce incoerente a spettro ristretto quando una giunzione pn è polarizzata elettricamente in avanti. Questo effetto è una forma di elettroluminescenza. I LED rappresentano una forma molto efficiente di produzione di energia e i costi sono già diminuiti abbastanza da essere competitivi per un gran numero di applicazioni come l'illuminazione stradale e domestica. Esistono anche LED bianchi che possono essere utilizzati al posto delle lampadine a incandescenza.
Contenuti
Efficienza
I LED sono una forma di illuminazione estremamente efficiente. Producono molta più luce per watt rispetto alle lampadine a incandescenza: questo è utile per il risparmio energetico, ma anche per prolungare la durata dei dispositivi alimentati a batteria o a risparmio energetico.
Durata
I LED hanno anche una durata estremamente lunga. Philips ha calcolato che l'ETTF (Estimated Time To Failure) per i propri LED è compreso tra 100.000 e 1.000.000 di ore. Tuttavia, la maggior parte dei produttori valuta la durata della vita dei LED in 50.000 ore e alcuni scelgono una cifra più conservativa di 35.000 ore. Ciò è dovuto al fatto che dopo un certo numero di ore di attività si verifica una diminuzione dell'efficienza della luce, sia in termini di lumen che di temperatura di colore, e mentre la luce continua ancora a funzionare, molto probabilmente un utente desidera sostituirli in quel momento.
I tubi fluorescenti in genere hanno una durata nominale di circa 30.000 ore, le CFL o luci fluorescenti compatte tra 7.500 e 15.000 ore e le lampadine a incandescenza tra 1.000 e 2.000 ore.
Retrofit LED
I LED possono aggiornare l'illuminazione a incandescenza sia in casa che in strada. La conversione dei segnali stradali o pedonali da lampadine a incandescenza costose e inefficienti in moduli LED è una soluzione semplice ed ecologicamente intelligente per ridurre i costi e l'utilizzo di energia, con il risultato di:
- Fino al 90% di riduzione del consumo di elettricità e dei costi energetici
- Significativi risparmi sui costi per i contribuenti sia attraverso la riduzione dei costi energetici, ma anche attraverso la riduzione dei costi di manutenzione. Ciò è dovuto alla lunga durata dei LED che non necessitano di essere sostituiti tanto quanto le lampadine standard. Il governo vittoriano dell'Australia, nell'ambito del programma di potenziamento energetico del Victoria, offre incentivi se una famiglia o un'azienda del Victoria passa alle luci a LED.
Retrofit LED economico di CFL
Se hai poco budget ma desideri sostituire la tua CFL con una LED, ti consigliamo di dare un'occhiata alle lampade LED Philips InstantFit. La lampadina Philips T8 ha la stessa forma del tubo della tipica CFL che ne consente l'installazione istantanea nel tuo apparecchio. Le lampade LED InstantFit di Philip garantiscono un risparmio energetico del 40% e prestazioni prive di sfarfallio. Sulla base del sito Web di Home Depot, le lampadine T8 da 4 piedi e 17 watt costano $ 6,97 ciascuna.
Apprendimento del servizio e LED
Il retrofitting dei LED è stato utilizzato in progetti di service learning al fine di ridurre l’impronta di carbonio di un comune e anche per insegnare agli studenti la sostenibilità. Gli studenti della Clarion University of Pennsylvania hanno utilizzato Appropedia per coordinare la ricerca sugli impatti ambientali del passaggio dalle lampadine a incandescenza standard ai LED in tutta la Pennsylvania. [1] accesso aperto
Polarità
A differenza delle lampadine a incandescenza, che si accendono indipendentemente dalla polarità elettrica, i LED si illuminano solo con polarità elettrica positiva. Quando la tensione attraverso la giunzione pn è nella direzione corretta, scorre una corrente significativa e si dice che il dispositivo è polarizzato direttamente. Se la tensione ha la polarità sbagliata, si dice che il dispositivo è polarizzato in modo inverso, scorre pochissima corrente e non viene emessa luce. I LED possono funzionare con tensione di corrente alternata, ma si accendono solo con tensione positiva, provocando l'accensione e lo spegnimento del LED alla frequenza dell'alimentazione CA.
Calcoli dietro il LED
La lunghezza d'onda (e il colore) della luce emessa in una ricombinazione radiativa di portatori iniettati attraverso una giunzione pn è determinata dalla differenza di energia tra la coppia elettrone-lacuna ricombinante delle bande di valenza e di conduzione. Le energie approssimative dei portatori corrispondono al livello energetico superiore della banda di valenza e all'energia più bassa della banda di conduzione, a causa della tendenza degli elettroni e delle lacune ad equilibrarsi a questi livelli. Di conseguenza, la lunghezza d'onda (l) di un fotone emesso è approssimata dalla seguente espressione:
dove h rappresenta la costante di Planck, c è la velocità della luce ed Ebg è l'energia del gap di banda. Per modificare la lunghezza d'onda della radiazione emessa è necessario modificare la banda proibita del materiale semiconduttore utilizzato per fabbricare il LED. L'arseniuro di gallio è un materiale comune per i diodi e può essere utilizzato come esempio per illustrare il modo in cui la struttura della banda di un semiconduttore può essere alterata per variare la lunghezza d'onda di emissione del dispositivo. [1] Per vedere le immagini di come appaiono le lampade a LED, guarda qui Puoi vedere come ogni singola luce a LED si adatta alla forma di una lampada.
Vantaggi
I LED hanno molti altri vantaggi:
- I LED possono emettere luce del colore desiderato scegliendo il tipo di temperatura dell'emissione, in unità Kelvin, senza l'uso di filtri colorati richiesti dai metodi di illuminazione tradizionali. Questo è più efficiente e può ridurre i costi iniziali. CRI (indice di resa cromatica) è ciò che determina la qualità dei LED rispetto al colore previsto.
- Se utilizzati in applicazioni in cui è richiesta la regolazione, i LED non cambiano la loro tonalità di colore poiché la corrente che li attraversa viene ridotta, a differenza delle lampade a incandescenza, che diventano gialle.
- I LED sono ideali per l'uso in applicazioni soggette a frequenti cicli di accensione e spegnimento, a differenza delle lampade fluorescenti che si bruciano più rapidamente con cicli frequenti o delle lampade HID che richiedono molto tempo prima del riavvio.
- I LED, essendo componenti a stato solido, sono difficili da danneggiare con shock esterni. Le lampadine fluorescenti e a incandescenza si rompono facilmente se cadono a terra.
- Nella maggior parte dei casi i LED si guastano perché si attenuano nel tempo, piuttosto che per la brusca bruciatura delle lampadine a incandescenza.
- I LED si accendono molto velocemente. Un tipico indicatore LED rosso raggiunge la piena luminosità in microsecondi; I LED utilizzati nei dispositivi di comunicazione possono avere tempi di risposta ancora più rapidi, anche se non è sempre così. Alcune lampadine LED più economiche possono richiedere del tempo per riscaldarsi per raggiungere il loro pieno potenziale di colore.
- I LED possono essere molto piccoli e sono facilmente popolati su circuiti stampati.
- I LED non contengono mercurio, a differenza delle lampade fluorescenti compatte CFL .
- I LED funzionano in silenzio. I giorni delle lampadine ronzanti sono finiti con la creazione dei LED, non si sentono ticchettii o tintinnii come le normali lampadine.
- I LED sono incredibilmente sicuri. Con così poca energia dispersa nel calore e così poca energia utilizzata complessivamente, le lampadine a LED si raffreddano, il che significa che non ci sono dita bruciate.
- Quando i LED vengono utilizzati in sostituzione di una vecchia lampadina a incandescenza più potente, i progettisti possono scegliere materiali più economici per i paralumi e realizzare paralumi più piccoli e più vicini alla lampadina a LED, senza doversi preoccupare di eventuale surriscaldamento, bruciatura o incendio del materiale del paralume. , grazie al bassissimo calore creato.
Svantaggi
- Le luci a LED sono costose perché il mercato non è abbastanza grande da consentirne la produzione in serie a un costo inferiore. Pertanto, molti sono restii a sostituire le strutture esistenti con altre nuove.
- i fosfori vengono utilizzati per la loro capacità di emettere uno spettro di luce più ampio. Sfortunatamente, si sono verificati problemi con l'impossibilità di funzionare correttamente.
- Un altro ostacolo al passaggio mondiale alle lampade o all’illuminazione a LED è il cambiamento tecnologico che le famiglie dovranno effettuare per adattarsi alle luci. Affinché le luci siano efficienti dal punto di vista energetico, gli apparecchi dovrebbero essere cambiati.
- Una lamentela comune con l'illuminazione stradale a LED [2] è che non è "facile" per gli occhi a causa della luce apparentemente dura che emettono. Ma ciò è in genere causato da un'installazione errata e dalla scelta della temperatura del colore.
Illumina la Fondazione Mondiale
Light Up The World Foundation (LUTW) è la prima organizzazione umanitaria a utilizzare energie rinnovabili e tecnologie di illuminazione a stato solido per offrire un'illuminazione conveniente, sicura, sana, efficiente e rispettosa dell'ambiente alle persone che non hanno accesso all'energia per un'illuminazione adeguata.
Produttori e rivenditori di LED
- http://www.ledmarketing.com
- http://www.usa.lighting.philips.com/products/product-highlights/instantfit
- http://www.ledlightco.com/
- http://www.supreme.com.co.in/
- http://web.archive.org/web/20170912100511/http://indianlighting.tk/
- Prodotti per l'illuminazione ecologica
- Servizi elettrici ecologici
- Torce LED
- Produttore di luci a LED
- LEDlight.com
- LEDoptix
- Distributore di luci per pannelli LED
- Lampadina a LED
- Faretto da incasso a LED
- Striscia LED
- Luce a led
- Fornitore di luci a LED
- Kit di retrofit LED per sostituire lampade ad alogenuri metallici fino a 1000W
Semafori a LED
Per le domande più frequenti sui retrofit dei semafori a LED, consultare le domande frequenti sui semafori a LED .
Illuminazione display a LED
Display refrigerato a LED
Ulteriori informazioni sui LED
LEDs Magazine - LEDs Magazine è una pubblicazione bimestrale disponibile tramite abbonamento GRATUITO come download elettronico (PDF). La rivista contiene articoli tecnici, casi di studio, note applicative, informazioni sui prodotti, notizie economiche e finanziarie e un'ampia varietà di altre informazioni rilevanti per l'industria dei LED. Una versione stampata della pubblicazione è disponibile previo abbonamento a pagamento.
GoodWork International - LED ad alta potenza
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- ↑ Joshua M. Pearce, "Appropedia come strumento per l'apprendimento dei servizi nello sviluppo sostenibile", Journal of Education for Sustainable Development , 3 (1), pp.47-55, 2009.
