novice

LED razsvetljava je trenutno najbolj priljubljena tehnologija razsvetljave. Skoraj vsi poznajo številne prednosti, ki jih ponujajo LED svetila, predvsem to, da so energetsko učinkovitejša in dolgotrajnejša od klasičnih svetil. Vendar pa večina ljudi nima veliko znanja o osnovni tehnologiji LED osvetlitve. V tem prispevku si bomo ogledali, kako je osnovna tehnologija LED osvetlitve, da bi razumeli, kako LED luči delujejo in kakšne so njihove prednosti.

1. poglavje: Kaj so LED diode in kako delujejo?

Prvi korak k razumevanju tehnologije LED razsvetljave je razumevanje, kaj LED so. LED pomeni svetleče diode. Te diode so po naravi polprevodniške, kar pomeni, da lahko prevajajo električni tok. Ko skozi svetlečo diodo teče električni tok, se sprošča energija v obliki fotonov (svetlobna energija).

Zaradi dejstva, da svetilke LED uporabljajo polprevodniško diodo za proizvajanje svetlobe, jih imenujemo polprevodniške svetlobne naprave. Druge polprevodniške luči vključujejo organske svetleče diode in polimerne svetleče diode, ki prav tako uporabljajo polprevodniško diodo.

Poglavje 2: Barva LED svetlobe in barvna temperatura

Večina LED svetilk proizvaja svetlobo bele barve. Bela svetloba je razvrščena v različne kategorije, odvisno od toplote ali hladnosti posamezne napeljave (torej barvne temperature). Te klasifikacije barvne temperature vključujejo:

Topla bela – 2.700 do 3.000 Kelvinov
Nevtralno bela – 3.000 do 4.000 Kelvinov
Čista bela – 4.000 do 5.000 Kelvinov
Dnevna bela – 5.000 do 6.000 Kelvinov
Hladna bela – 7.000 do 7.500 Kelvinov
V topli beli barvi LED diod je rumen odtenek, podoben barvi žarnic z žarilno nitko. Ko se barvna temperatura dvigne, postaja svetloba na videz bolj bela, dokler ne doseže dnevno bele barve, ki je podobna naravni svetlobi (dnevna svetloba sonca). Ko se barvna temperatura še naprej povečuje, postane svetlobni žarek modrikast.

Ena stvar, ki jo morate upoštevati pri svetlečih diodah je, da ne proizvajajo bele svetlobe. Diode so na voljo v treh osnovnih barvah: rdeči, zeleni in modri. Bela barva, ki jo najdemo v večini LED svetilk, nastane z mešanjem teh treh osnovnih barv. V bistvu mešanje barv pri LED diodah vključuje združevanje različnih valovnih dolžin svetlobe dveh ali več diod. Zato je z mešanjem barv mogoče doseči katero koli od sedmih barv, ki jih najdemo v spektru vidne svetlobe (barve mavrice), ki tvorijo belo barvo, ko so vse združene.

Poglavje 3: LED in energetska učinkovitost

Eden od pomembnih vidikov tehnologije LED razsvetljave je njihova energetska učinkovitost. Kot smo že omenili, skoraj vsi vedo, da so LED diode energetsko učinkovite. Vendar pa se veliko ljudi ne zaveda, kako nastane energetska učinkovitost.

Stvar, zaradi katere so LED energetsko učinkovitejše od drugih tehnologij razsvetljave, je dejstvo, da LED pretvorijo skoraj vso vloženo moč (95 %) v svetlobno energijo. Poleg tega LED diode ne oddajajo infrardečega sevanja (nevidne svetlobe), kar se upravlja z mešanjem barvnih valovnih dolžin diod v vsaki svetilki, da se doseže samo bela barvna valovna dolžina.

Po drugi strani pa tipična žarnica z žarilno nitko pretvori le majhen del (približno 5 %) porabljene energije v svetlobo, preostanek pa se izgubi zaradi toplote (približno 14 %) in infrardečega sevanja (približno 85 %). Zato je pri tradicionalnih tehnologijah razsvetljave potrebno veliko energije, da se proizvede zadostna svetlost, LED diode pa potrebujejo bistveno manj energije, da ustvarijo podobno ali večjo svetlost.

Poglavje 4: Svetlobni tok svetilk LED

Če ste v preteklosti že kupovali žarnice z žarilno nitko ali fluorescentne žarnice, ste seznanjeni z močjo. Dolgo časa je bila moč sprejet način merjenja svetlobe, ki jo proizvaja napeljava. Vendar pa se je to spremenilo od prihoda napeljav LED. Svetloba, ki jo proizvajajo LED, se meri v svetlobnem toku, ki je opredeljen kot količina energije, ki jo oddaja svetlobni vir v vse smeri. Merska enota svetlobnega toka je lumen.

Razlog za spremembo mere svetlosti iz moči v svetlost je dejstvo, da so LED-diode naprave z nizko porabo energije. Zato je bolj smiselno določiti svetlost z uporabo svetlobnega izhoda namesto z izhodno močjo. Poleg tega imajo različne LED svetilke različno svetlobno učinkovitost (zmožnost pretvorbe električnega toka v svetlobni izhod). Zato imajo lahko napeljave, ki porabijo enako količino energije, zelo različno svetlobno moč.

Poglavje 5: LED in toplota

Pogosta napačna predstava o LED napeljavah je, da ne proizvajajo toplote – ker so hladne na dotik. Vendar to ne drži. Kot že omenjeno, se majhen del energije, ki se dovaja v svetleče diode, pretvori v toplotno energijo.

Razlog, zakaj so LED napeljave hladne na dotik, je v tem, da majhen delež energije, pretvorjen v toplotno energijo, ni prevelik. Poleg tega bodo LED svetila opremljena s toplotnimi odvodi, ki odvajajo to toploto, kar preprečuje pregrevanje svetlečih diod in električnih vezij LED svetilk.

Poglavje 6: Življenjska doba svetilk LED

LED svetilke poleg energijske učinkovitosti slovijo tudi po energijski učinkovitosti. Nekatere LED svetilke lahko zdržijo med 50.000 in 70.000 urami, kar je približno 5-krat (ali celo več) dlje v primerjavi z nekaterimi žarnicami in fluorescentnimi svetilkami. Torej, zakaj LED luči trajajo dlje kot druge vrste luči?

No, eden od razlogov je povezan z dejstvom, da so LED polprevodniške luči, medtem ko žarnice z žarilno nitko in fluorescentne luči za oddajanje svetlobe uporabljajo električne filamente, plazmo ali plin. Električni filamenti zlahka izgorijo po kratkem času zaradi toplotne degradacije, medtem ko so steklena ohišja, v katerih je plazma ali plin, zelo dovzetna za poškodbe zaradi udarcev, vibracij ali padcev. Ta svetila tako niso trpežna in tudi če preživijo dovolj dolgo, je njihova življenjska doba bistveno krajša v primerjavi z LED.

Ena stvar, ki jo je treba upoštevati glede LED in življenjske dobe je, da ne izgorijo kot fluorescentne ali žarnice z žarilno nitko (razen če se diode pregrejejo). Namesto tega se svetlobni tok LED napeljave sčasoma postopoma zmanjšuje, dokler ne doseže 70 % prvotne svetlobne moči.

Na tej točki (ki se imenuje L70) postane degradacija svetlobe opazna za človeško oko in stopnja degradacije se poveča, zaradi česar je nadaljnja uporaba napeljav LED nepraktična. Šteje se, da so napeljave na tej točki dosegle konec svoje življenjske dobe.