aktualności

Oświetlenie LED to obecnie najpopularniejsza technologia oświetleniowa. Prawie każdy zna liczne zalety, jakie oferują oprawy LED, zwłaszcza fakt, że są one bardziej energooszczędne i trwalsze niż tradycyjne oprawy oświetleniowe. Jednak większość ludzi nie ma dużej wiedzy na temat technologii leżącej u podstaw oświetlenia LED. W tym poście przyjrzymy się podstawom technologii oświetlenia LED, aby zrozumieć, jak działają światła LED i jakie korzyści płyną z nich.

Rozdział 1: Co to są diody LED i jak działają?

Pierwszym krokiem do zrozumienia technologii oświetlenia LED jest zrozumienie, czym są diody LED. LED oznacza diody elektroluminescencyjne. Diody te mają charakter półprzewodnikowy, co oznacza, że ​​mogą przewodzić prąd elektryczny. Gdy prąd elektryczny zostanie przyłożony do diody elektroluminescencyjnej, w rezultacie następuje uwolnienie energii w postaci fotonów (energia świetlna).

Ze względu na to, że oprawy LED wykorzystują do wytwarzania światła diodę półprzewodnikową, nazywane są urządzeniami półprzewodnikowymi. Inne źródła światła półprzewodnikowego obejmują organiczne diody elektroluminescencyjne i polimerowe diody elektroluminescencyjne, które również wykorzystują diodę półprzewodnikową.

Rozdział 2: Barwa światła LED i temperatura barwowa

Większość opraw LED emituje światło o barwie białej. Białe światło dzieli się na różne kategorie w zależności od ciepła lub chłodu każdego urządzenia (stąd temperatura barwowa). Te klasyfikacje temperatury barwowej obejmują:

Ciepła biel – od 2700 do 3000 kelwinów
Neutralna biel – 3000 do 4000 kelwinów
Czysta biel – 4000 do 5000 kelwinów
Dzień biały – od 5000 do 6000 kelwinów
Zimna biel – od 7 000 do 7 500 kelwinów
W przypadku ciepłej bieli kolor wytwarzany przez diody LED ma żółty odcień, podobny do koloru żarówek. Wraz ze wzrostem temperatury barwowej światło staje się bielsze, aż do osiągnięcia białego koloru dziennego, który jest podobny do światła naturalnego (światło słoneczne w ciągu dnia). W miarę dalszego wzrostu temperatury barwowej wiązka światła zaczyna przybierać niebieskawy odcień.

Należy jednak pamiętać o diodach elektroluminescencyjnych, że nie wytwarzają one światła białego. Diody dostępne są w trzech podstawowych kolorach: czerwonym, zielonym i niebieskim. Biały kolor występujący w większości opraw LED powstaje w wyniku zmieszania tych trzech kolorów podstawowych. Zasadniczo mieszanie kolorów w diodach LED polega na łączeniu różnych długości fali światła dwóch lub więcej diod. Dlatego poprzez mieszanie kolorów można uzyskać dowolny z siedmiu kolorów znajdujących się w widmie światła widzialnego (kolory tęczy), które po połączeniu dają kolor biały.

Rozdział 3: LED i efektywność energetyczna

Ważnym aspektem technologii oświetlenia LED jest ich efektywność energetyczna. Jak już wspomniano, prawie każdy wie, że diody LED są energooszczędne. Jednak znaczna liczba osób nie zdaje sobie sprawy, w jaki sposób dochodzi do efektywności energetycznej.

Tym, co sprawia, że ​​diody LED są bardziej energooszczędne niż inne technologie oświetleniowe, jest fakt, że diody LED przekształcają prawie całą pobieraną moc (95%) w energię świetlną. Co więcej, diody LED nie emitują promieniowania podczerwonego (światła niewidzialnego), które jest zarządzane poprzez mieszanie długości fal kolorów diod w każdej oprawie, aby uzyskać tylko długość fali koloru białego.

Z drugiej strony typowa żarówka zamienia tylko niewielką część (około 5%) pobieranej energii na światło, a reszta jest marnowana poprzez ciepło (około 14%) i promieniowanie podczerwone (około 85%). Dlatego w przypadku tradycyjnych technologii oświetleniowych do wytworzenia wystarczającej jasności potrzeba dużo energii, przy czym diody LED potrzebują znacznie mniej energii, aby wytworzyć podobną lub większą jasność.

Rozdział 4: Strumień świetlny opraw LED

Jeśli w przeszłości kupiłeś żarówki żarowe lub fluorescencyjne, znasz moc w watach. Przez długi czas akceptowaną metodą pomiaru światła wytwarzanego przez oprawę była moc. Jednak od czasu pojawienia się opraw LED to się zmieniło. Światło wytwarzane przez diody LED mierzy się strumieniem świetlnym, który definiuje się jako ilość energii emitowanej przez źródło światła we wszystkich kierunkach. Jednostką miary strumienia świetlnego są lumeny.

Powodem zmiany miary jasności z mocy na jasność jest fakt, że diody LED są urządzeniami małej mocy. Dlatego rozsądniej jest określić jasność na podstawie mocy świetlnej, a nie mocy wyjściowej. Ponadto różne oprawy LED charakteryzują się różną skutecznością świetlną (możliwością zamiany prądu elektrycznego na strumień świetlny). Dlatego oprawy zużywające tę samą ilość energii mogą mieć bardzo różną moc świetlną.

Rozdział 5: Diody LED i ciepło

Powszechnym błędnym przekonaniem na temat opraw LED jest to, że nie wytwarzają one ciepła, ponieważ są chłodne w dotyku. Jednak nie jest to prawdą. Jak już wspomniano powyżej, niewielka część mocy dostarczonej do diod elektroluminescencyjnych jest przekształcana w energię cieplną.

Powodem, dla którego oprawy LED są chłodne w dotyku, jest to, że niewielka część energii zamienionej na energię cieplną nie jest zbyt duża. Ponadto oprawy LED będą wyposażone w radiatory, które odprowadzają to ciepło, co zapobiega przegrzaniu diod elektroluminescencyjnych i obwodów elektrycznych opraw LED.

Rozdział 6: Żywotność opraw LED

Oprócz tego, że są energooszczędne, oprawy oświetleniowe LED słyną także ze swojej energooszczędności. Niektóre oprawy LED mogą działać od 50 000 do 70 000 godzin, czyli około 5 razy (lub nawet więcej) dłużej w porównaniu z niektórymi oprawami żarowymi i fluorescencyjnymi. Co zatem sprawia, że ​​diody LED działają dłużej niż inne rodzaje światła?

Cóż, jeden z powodów ma związek z faktem, że diody LED to lampy półprzewodnikowe, podczas gdy żarówki i świetlówki wykorzystują do emitowania światła włókna elektryczne, plazmę lub gaz. Włókna elektryczne łatwo wypalają się po krótkim czasie na skutek degradacji cieplnej, natomiast szklane obudowy, w których znajduje się plazma lub gaz, są bardzo podatne na uszkodzenia w wyniku uderzeń, wibracji lub upadku. Oprawy te nie są zatem trwałe i nawet jeśli przetrwają wystarczająco długo, ich żywotność jest znacznie krótsza w porównaniu do diod LED.

Jedną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę w odniesieniu do diod LED i ich żywotności, jest to, że nie przepalają się one tak jak żarówki fluorescencyjne lub żarowe (chyba że diody się przegrzeją). Zamiast tego strumień świetlny oprawy LED stopniowo maleje z biegiem czasu, aż osiągnie 70% pierwotnej mocy świetlnej.

W tym momencie (określanym jako L70) degradacja światła staje się zauważalna dla ludzkiego oka, a szybkość degradacji wzrasta, co sprawia, że ​​dalsze używanie opraw LED staje się niepraktyczne. Uznaje się zatem, że w tym momencie ich żywotność dobiegła końca.