notizia

L’illuminazione a LED è oggi la tecnologia di illuminazione più popolare. Quasi tutti conoscono i numerosi vantaggi offerti dagli apparecchi a LED, in particolare il fatto che sono più efficienti dal punto di vista energetico e durano più a lungo rispetto agli apparecchi di illuminazione tradizionali. Tuttavia, la maggior parte delle persone non ha molta conoscenza della tecnologia alla base dell’illuminazione a LED. In questo post, diamo uno sguardo alle basi della tecnologia di illuminazione a LED per capire come funzionano le luci a LED e da dove derivano tutti i vantaggi che ne derivano.

Capitolo 1: Cosa sono i LED e come funzionano?

Il primo passo per comprendere la tecnologia di illuminazione a LED è capire cosa sono i LED. LED sta per diodi emettitori di luce. Questi diodi sono di natura semiconduttore, il che significa che possono condurre corrente elettrica. Quando la corrente elettrica viene applicata attraverso un diodo emettitore di luce, il risultato è il rilascio di energia sotto forma di fotoni (energia luminosa).

Dato che gli apparecchi LED utilizzano un diodo semiconduttore per produrre luce, vengono definiti dispositivi luminosi a stato solido. Altre luci a stato solido includono diodi emettitori di luce organici e diodi emettitori di luce polimerici, che utilizzano anche un diodo a semiconduttore.

Capitolo 2: Colore della luce LED e temperatura del colore

La maggior parte degli apparecchi LED producono luce di colore bianco. La luce bianca è classificata in varie categorie a seconda del calore o del freddo di ciascun apparecchio (da qui la temperatura del colore). Queste classificazioni della temperatura del colore includono:

Bianco caldo: da 2.700 a 3.000 Kelvin
Bianco neutro: da 3.000 a 4.000 Kelvin
Bianco puro: da 4.000 a 5.000 Kelvin
Giorno bianco: da 5.000 a 6.000 Kelvin
Bianco freddo: da 7.000 a 7.500 Kelvin
Nel bianco caldo, il colore prodotto dai LED ha una tonalità gialla, simile a quella delle lampade a incandescenza. All'aumentare della temperatura del colore, la luce diventa più bianca, fino a raggiungere il colore bianco diurno, simile alla luce naturale (luce diurna proveniente dal sole). Man mano che la temperatura del colore continua ad aumentare, il fascio luminoso inizia ad assumere una tonalità bluastra.

Una cosa che dovresti notare, tuttavia, sui diodi emettitori di luce è che non producono luce bianca. I diodi sono disponibili nei tre colori primari: rosso, verde e blu. Il colore bianco che si trova nella maggior parte degli apparecchi a LED si ottiene mescolando questi tre colori primari. Fondamentalmente, la miscelazione dei colori nei LED comporta la combinazione delle diverse lunghezze d'onda della luce di due o più diodi. Pertanto, attraverso la miscelazione dei colori, è possibile ottenere uno qualsiasi dei sette colori che si trovano nello spettro della luce visibile (i colori dell'arcobaleno), che quando vengono tutti combinati producono un colore bianco.

Capitolo 3: LED ed efficienza energetica

Un aspetto importante della tecnologia di illuminazione a LED è la loro efficienza energetica. Come già accennato, quasi tutti sanno che i LED sono efficienti dal punto di vista energetico. Tuttavia, un buon numero di persone non si rende conto di come si raggiunga l’efficienza energetica.

Ciò che rende i LED più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ad altre tecnologie di illuminazione è il fatto che convertono quasi tutta la potenza immessa (95%) in energia luminosa. Inoltre, i LED non emettono radiazioni infrarosse (luce invisibile), che vengono gestite miscelando le lunghezze d'onda dei colori dei diodi in ciascun apparecchio per ottenere solo la lunghezza d'onda del colore bianco.

D'altra parte, una tipica lampada a incandescenza converte solo una piccola parte (circa il 5%) dell'energia consumata in luce, mentre il resto viene sprecato attraverso il calore (circa il 14%) e la radiazione infrarossa (circa l'85%). Pertanto, con le tecnologie di illuminazione tradizionali, è necessaria molta energia per produrre una luminosità sufficiente, mentre i LED necessitano di molta meno energia per produrre una luminosità simile o maggiore.

Capitolo 4: Flusso luminoso degli apparecchi a LED

Se in passato hai acquistato lampadine a incandescenza o fluorescenti, conosci la potenza. Per molto tempo, la potenza è stata il modo accettato per misurare la luce prodotta da un apparecchio. Tuttavia, con l’avvento degli apparecchi a LED, la situazione è cambiata. La luce prodotta dai LED viene misurata in flusso luminoso, che è definito come la quantità di energia emessa da una sorgente luminosa in tutte le direzioni. L'unità di misura del flusso luminoso è il lumen.

Il motivo per cui si cambia la misura della luminosità da wattaggio a luminosità è dovuto al fatto che i LED sono dispositivi a basso consumo. Pertanto è più sensato determinare la luminosità utilizzando la potenza luminosa invece che la potenza. Inoltre, diversi apparecchi LED hanno un’efficacia luminosa diversa (la capacità di convertire la corrente elettrica in emissione luminosa). Pertanto, apparecchi che consumano la stessa quantità di energia potrebbero avere un rendimento luminoso molto diverso.

Capitolo 5: LED e calore

Un malinteso comune sugli apparecchi a LED è che non producano calore, perché sono freddi al tatto. Tuttavia, questo non è vero. Come già accennato in precedenza, una piccola parte della potenza immessa nei diodi emettitori di luce viene convertita in energia termica.

Il motivo per cui gli apparecchi a LED sono freddi al tatto è che la piccola porzione di energia convertita in energia termica non è eccessiva. Inoltre, gli apparecchi a LED sono dotati di dissipatori di calore, che dissipano questo calore, impedendo il surriscaldamento dei diodi emettitori di luce e dei circuiti elettrici degli apparecchi a LED.

Capitolo 6: La durata degli apparecchi a LED

Oltre ad essere efficienti dal punto di vista energetico, gli apparecchi di illuminazione a LED sono famosi anche per la loro efficienza energetica. Alcuni apparecchi a LED possono durare tra 50.000 e 70.000 ore, ovvero circa 5 volte (o anche di più) in più rispetto ad alcuni apparecchi a incandescenza e fluorescenti. Quindi, cosa fa sì che le luci a LED durino più a lungo rispetto ad altri tipi di luce?

Ebbene, uno dei motivi ha a che fare con il fatto che i LED sono luci allo stato solido, mentre le luci a incandescenza e fluorescenti utilizzano filamenti elettrici, plasma o gas per emettere luce. I filamenti elettrici si bruciano facilmente dopo un breve periodo a causa della degradazione del calore, mentre gli involucri di vetro che ospitano il plasma o il gas sono molto soggetti a danni dovuti a urti, vibrazioni o cadute. Questi apparecchi di illuminazione non sono quindi durevoli e, anche se sopravvivono abbastanza a lungo, la loro durata è notevolmente inferiore rispetto ai LED.

Una cosa da notare sui LED e sulla loro durata è che non si bruciano come le lampadine fluorescenti o a incandescenza (a meno che i diodi non si surriscaldino). Invece il flusso luminoso di un apparecchio a LED degrada gradualmente nel tempo, fino a raggiungere il 70% del rendimento luminoso originale.

A questo punto (indicato come L70), il degrado luminoso diventa evidente all'occhio umano e il tasso di degrado aumenta, rendendo impraticabile l'uso continuato degli apparecchi a LED. A questo punto si ritiene quindi che gli apparecchi abbiano raggiunto la fine della loro vita utile.