uutiset

LED-valaistus on nykyään suosituin valaistustekniikka. Melkein kaikki tietävät LED-valaisimien lukuisat edut, erityisesti sen, että ne ovat energiatehokkaampia ja kestävämpiä kuin perinteiset valaisimet. Useimmilla ihmisillä ei kuitenkaan ole paljon tietoa LED-valaistuksen taustalla olevasta tekniikasta. Tässä viestissä tarkastelemme LED-valaistustekniikan taustalla olevaa LED-valaistustekniikkaa ymmärtääksemme, miten LED-valot toimivat ja mistä kaikki edut ovat tulleet.

Luku 1: Mitä LEDit ovat ja miten ne toimivat?

Ensimmäinen askel LED-valaistustekniikan ymmärtämisessä on ymmärtää, mitä LEDit ovat. LED tarkoittaa valoa emittoivia diodeja. Nämä diodit ovat luonteeltaan puolijohteita, mikä tarkoittaa, että ne voivat johtaa sähkövirtaa. Kun sähkövirtaa johdetaan valodiodin yli, seurauksena on energian vapautuminen fotonien muodossa (valoenergia).

Koska LED-valaisimet käyttävät puolijohdediodia valon tuottamiseen, niitä kutsutaan puolijohdevalolaitteiksi. Muita puolijohdevaloja ovat orgaaniset valodiodit ja polymeeriset valodiodit, joissa käytetään myös puolijohdediodia.

Luku 2: LED-valon väri ja värilämpötila

Useimmat LED-valaisimet tuottavat valkoista valoa. Valkoinen valo luokitellaan eri luokkiin riippuen kunkin valaisimen lämmöstä tai viileydestä (siis värilämpötilasta). Nämä värilämpötilaluokitukset sisältävät:

Lämmin valkoinen - 2 700 - 3 000 Kelviniä
Neutraali valkoinen - 3 000 - 4 000 Kelviniä
Puhdas valkoinen - 4000 - 5000 Kelviniä
Päivän valkoinen - 5000 - 6000 Kelviniä
Kylmä valkoinen – 7000–7500 kelviniä
Lämpimän valkoisena LEDien tuottama väri on keltainen, samanlainen kuin hehkulamppujen. Värilämpötilan noustessa valo muuttuu valkoisemmaksi, kunnes se saavuttaa päivänvalkoisen värin, joka on samanlainen kuin luonnonvalo (auringon päivävalo). Kun värilämpötila jatkaa nousuaan, valonsäde alkaa saada sinertävää sävyä.

Yksi asia, joka sinun tulee kuitenkin huomioida valodiodeissa, on se, että ne eivät tuota valkoista valoa. Diodit ovat saatavilla kolmessa päävärissä: punainen, vihreä ja sininen. Valkoinen väri, joka löytyy useimmista LED-valaisimista, saadaan sekoittamalla näitä kolmea pääväriä. Pohjimmiltaan LEDien värien sekoittaminen sisältää kahden tai useamman diodin eri valon aallonpituuksien yhdistämisen. Siksi värisekoituksella on mahdollista saavuttaa mikä tahansa näkyvän valon spektristä löytyvästä seitsemästä väristä (sateenkaaren värit), jotka tuottavat valkoisen värin, kun ne kaikki yhdistetään.

Luku 3: LED ja energiatehokkuus

Yksi tärkeä näkökohta LED-valaistustekniikassa on niiden energiatehokkuus. Kuten jo mainittiin, melkein kaikki tietävät, että LEDit ovat energiatehokkaita. Suuri osa ihmisistä ei kuitenkaan ymmärrä, miten energiatehokkuus syntyy.

Se, mikä tekee LEDistä energiatehokkaamman kuin muut valaistustekniikat, on se, että LEDit muuttavat lähes kaiken syötetyn tehon (95 %) valoenergiaksi. Lisäksi LEDit eivät lähetä infrapunasäteilyä (näkymätöntä valoa), jota hallitaan sekoittamalla kunkin valaisimen diodien väriaallonpituuksia vain valkoisen värin aallonpituuden saavuttamiseksi.

Toisaalta tyypillinen hehkulamppu muuntaa vain pienen osan (noin 5 %) kulutetusta tehosta valoksi ja loput hukkaan lämmön (noin 14 %) ja infrapunasäteilyn (noin 85 %) kautta. Siksi perinteisillä valaistustekniikoilla tarvitaan paljon tehoa riittävän kirkkauden tuottamiseen, ja LEDit tarvitsevat huomattavasti vähemmän energiaa tuottaakseen samanlaisen tai suuremman kirkkauden.

Luku 4: LED-valaisimien valovirta

Jos olet aiemmin ostanut hehku- tai loistelamppuja, teho on sinulle tuttu. Teho oli pitkään hyväksytty tapa mitata valaisimen tuottamaa valoa. LED-valaisimien tulon jälkeen tämä on kuitenkin muuttunut. LEDien tuottamaa valoa mitataan valovirralla, joka määritellään valonlähteen kaikkiin suuntiin säteilemänä energiana. Valovirran mittayksikkö on lumenia.

Syy kirkkausmitan vaihtamiseen watista kirkkauteen johtuu siitä, että LEDit ovat pienitehoisia laitteita. Siksi on järkevämpää määrittää kirkkaus käyttämällä valotehoa tehon sijaan. Tämän lisäksi eri LED-valaisimilla on erilainen valotehokkuus (kyky muuntaa sähkövirta valotehoksi). Siksi valaisimilla, jotka kuluttavat saman määrän tehoa, voi olla hyvin erilainen valoteho.

Luku 5: LEDit ja lämpö

Yleinen väärinkäsitys LED-valaisimista on, että ne eivät tuota lämpöä, koska ne ovat viileitä kosketettaessa. Tämä ei kuitenkaan ole totta. Kuten edellä jo mainittiin, pieni osa valodiodeihin syötetystä tehosta muunnetaan lämpöenergiaksi.

Syy siihen, miksi LED-valaisimet ovat kosketettaessa viileitä, on se, että pieni osa lämpöenergiaksi muunnetusta energiasta ei ole liikaa. Tämän lisäksi LED-valaisimiin tulee jäähdytyselementtejä, jotka haihduttavat tätä lämpöä, mikä estää valodiodien ja LED-valaisimien sähköpiirien ylikuumenemisen.

Luku 6: LED-valaisimien käyttöikä

Energiatehokkuuden lisäksi LED-valaisimet ovat kuuluisia myös energiatehokkuudestaan. Jotkut LED-valaisimet voivat kestää 50 000–70 000 tuntia, mikä on noin 5 kertaa (tai jopa enemmän) pidempään verrattuna joihinkin hehku- ja fluoresoiviin valaisimiin. Joten mikä saa LED-valot kestävät pidempään kuin muut valotyypit?

No, yksi syy liittyy siihen, että LED-valot ovat puolijohdevaloja, kun taas hehkulamput ja loistelamput käyttävät sähköfilamentteja, plasmaa tai kaasua valon lähettämiseen. Sähkölangat palavat helposti lyhyen ajan kuluttua lämmön hajoamisen vuoksi, kun taas plasmaa tai kaasua sisältävät lasikuoret ovat erittäin herkkiä vaurioille törmäyksen, tärinän tai putoamisen vuoksi. Nämä valaisimet eivät siis ole kestäviä, ja vaikka ne kestäisivät tarpeeksi kauan, niiden käyttöikä on huomattavasti lyhyempi kuin LED-valaisimet.

Yksi asia, joka on huomioitava LEDien ja käyttöiän suhteen, on, että ne eivät pala kuten loiste- tai hehkulamput (elleivät diodit ylikuumene). Sen sijaan LED-valaisimen valovirta heikkenee vähitellen ajan myötä, kunnes se saavuttaa 70 % alkuperäisestä valotehosta.

Tässä vaiheessa (jota kutsutaan L70:ksi) valon heikkeneminen tulee ihmissilmälle havaittavaksi, ja heikkenemisnopeus kasvaa, mikä tekee LED-valaisimien käytön jatkamisesta epäkäytännöllistä. Valaisimien katsotaan siis saavuttaneen käyttöikänsä tässä vaiheessa.