I riassunti , gli appunti i testi contenuti nel nostro sito sono messi a disposizione gratuitamente con finalità illustrative didattiche, scientifiche, a carattere sociale, civile e culturale a tutti i possibili interessati secondo il concetto del fair use e con l' obiettivo del rispetto della direttiva europea 2001/29/CE e dell' art. 70 della legge 633/1941 sul diritto d'autore
Le informazioni di medicina e salute contenute nel sito sono di natura generale ed a scopo puramente divulgativo e per questo motivo non possono sostituire in alcun caso il consiglio di un medico (ovvero un soggetto abilitato legalmente alla professione).
I VANTAGGI DEI LED
Quando è nato il LED?
Nel 1962 Nick Holonyak, professore di ingegneria elettrica, realizza il primo LED come un oggetto curioso fine a se stesso. Non sapeva ancora che il piccolo “chip” sarebbe stata la prima sorgente luminosa a luce fredda.
Tra gli anni ’70 e ’80 il LED si evolve e compaiono sul mercato statunitense i primi LED
a luce rossa (1969), quindi gli arancioni, i gialli, e a seguire i verdi (1974).
Date le ridottissime dimensioni, i LED furono impiegati soprattutto nei display di calcolatrici ed orologi; la massima emissione raggiungibile fu di 65-68 mcd (millicandele). L’84 è l’anno della svolta: viene presentato un LED da 300mcd.
Cosa significa la parola LED?
Il termine "LED" è un acronimo che sta per "Light Emitting Diode" ovvero "diodo che emette luce".
I LED in questi anni si sono diffusi in tutte le applicazioni in cui serve avere elevata affidabilità, lunga durata ed un consistente risparmio energetico. Alcune delle principali applicazioni nel settore dell’illuminazione sono:
- illuminazione decorativa
- illuminazione di giardini, vialetti, camminamenti, etc…
-piccoli proiettori
- cartelloni a messaggio variabile
- fari e “stop” delle automobili
- semafori
- indicatori di stato (lampade spia)
Com’è fatto e come funziona un LED?
Il diodo è composto da una stratificazione di materiali semiconduttori costituiti in una struttura a “wafer”. Tali stratificazioni sono caratterizzate alternativamente da elettroni con carica negativa e da particelle con carica positiva. I materiali compositi sono avvolti da una guarnizione di finitura trasparente che consente la fuoriuscita della luce.
Il funzionamento del led si basa sul fenomeno dell’elettroluminescenza dovuta alla emissione dei fotoni.
Quando il sistema è collegato a un circuito elettrico, cioè quando gli elettroni sono messi in moto, impattano con le stratificazioni alternate ed emettono fotoni cioè luce di vari colori: rosso, giallo, blu, verde, a seconda del materiale usato. I LED hanno un terminale positivo e uno negativo. Durante l’installazione, per garantire la corretta funzionalità del LED, deve essere rigidamente rispettata la polarità. E’ necessario quindi seguire con attenzione le indicazioni riportate sui fogli di istruzione.
Grafico LUX a terra 3 metri su area 3,2 * 2,4 mt
Risparmio energetico:
A parità di illuminazione, con la tecnologia LED si ha un risparmio energetico dal 50 al 80% rispetto a lampade al sodio o al mercurio.
Qualità della luce:
La luce emessa dalle lampade al sodio é gialla, non corrispondente al picco della sensibilita’ dell’ occhio umano: i colori non sono riprodotti fedelmente ed e’ quindi necessaria piu’ luce per garantire una visione sicura. I LED invece, emettono luce bianca fredda, che permette di raggiungere un’illuminazione sicura per gli utenti della strada (abbassa i tempi di reazione all’imprevisto) , con minor consumo di energia. La luce bianca attraversa molto meglio la nebbia, rendendo i veicoli piu’ visibili. Inoltre i LED aumentano anche la qualità delle immagini catturate dalle telecamere di sicurezza. L’indice di resa colorimetrica (CRI) indica la fedeltà di riproduzione dei colori: vale 20 per le lampade al sodio e 80 per le lampade LED. L’idea di legare la tecnologia LED all’illuminazione stradale deriva anche dalle ultime scoperte scientifiche in campo percettivo: gli studi sulla visibilità con luce bianca si basano sul fatto che a seconda della luminanza utilizziamo o meno tutti gli apparati percettivi del nostro occhio. I risultati indicano che sono da preferire le sorgenti luminose con spettro prevalente nella banda del blu , come i LED, senza richiedere elevati valori di luminanza. Le lampade al sodio ad alta pressione presentano uno spettro centrato nella banda del rosso, molto al di fuori del picco di sensibilita’ dell’occhio umano. Si può quindi affermare che con le lampade al sodio occorre aumentare la potenza luminosa del 50% per garantire una visione sicura.
Inquinamento luminoso:
Le lampade al sodio, essendo omnidirezionali, diffondono la luce in tutte le direzioni ed e’ necessario dotare il lampione di parabola per recuperarne metà: l’efficienza luminosa finale e’ il 50% di quella emessa. Il LED e’ direzionale per costruzione ed emette un fascio luminoso definito, a 90°, da 90 lumen/watt (alimentazione a 350mA) e quindi riduce al minimo l’inquinamento luminoso. Il LED puo’ essere interfacciato con delle ottiche secondarie per restringere il fascio luminoso. In conclusione, la lampada al sodio, per qualità della luce, efficacia della proiezione e inquinamento luminoso, risulta essere inferiore alla lampada LED.
Durata:
La vita utile dei sistemi a LED e’ stimata in 50.000-100.000 ore (10-20 anni, 12 ore al giorno) contro le 4000-5000 ore (11-14 mesi) delle lamapade al sodio ad alta pressione. Secondo stime, dopo 50.000-100.000 ore la luminosità dei sistemi a LED scende al 70% rispetto al valore iniziale e questo puo’ essere considerato il termine della vita utile del LED. L’indice di caduta del flusso luminoso dei LED e’ nul class=”home_font”lo dopo 3000 ore di funzionamento, anzi nelle prime 5000 ore aumenta leggermente.
I fari al sodio, invece, dopo 3000 ore presentano una riduzione del flusso fino al 40%.
Manutenzione:
I costi di manutenzione degli apparati di illuminazione a LED sono stimati nell’ordine di un decimo rispetto agli impianti al sodio attualmente in uso.
Costi:
I sistemi a LED hanno un costo iniziale maggiore, dal doppio al triplo, rispetto alle soluzioni tradizionali. Considerando però la maggiore durata , il risparmio energetico e la mauntenzione quasi assente, si ha un risparmio netto dal 50% al 80%. Il dipartimento dell’energia degli Stati Uniti d’America stima che sostituendo,negli U.S.A., nei prossimi 20 anni l’attuale illuminazione stradale e urbana con i LED si possa:
1. diminuire il consumo di energia elettrica del 62%
2. ridurre le emissioni inquinanti di 250 milioni di tonnellate di anidride carbonica
3. evitare la costruzione di 153 nuove centrali elettriche
4. risparmi finanziari per 115 miliardi di dollari di finanziamenti non necessari per la costruzione di centrali elettriche.
Inoltre la produzione di semiconduttori diventa sempre piu’ economica con l’ aumentare dei volumi di produzione e quindi, con il diffondersi della tecnologia LED, i prezzi si abbasseranno. La tecnologia LED e’ in rapido sviluppo e l’ efficacia luminosa dei LED aumenta rapidamente, mentre la ricerca per gli altri tipi di illuminazione è terminata.
2. ILLUMINAZIONE PUBBLICA
( Parchi e camminamenti aperti )
Premessa:
L’illuminazione pubblica ha la principale funzione di rendere fruibili aree che durante le ore notturne possono essere a rischio, quali aree pedonali, parchi e lungo mare. La classica illuminazione pubblica fatta da lampade omnidirezionali, necessita di parabole e concentratori per generare un flusso luminoso direzionale, che però non è mai ottimale e quindi genera un effetto di inquinamento luminoso.
Inoltre le classiche forme d’illuminazione sono fonti di generazione di calore e frequenze luminose vicine allo spettro luminoso, che non rientrano nello spettro visibile dall’occhio umano, questo implica quindi una perdita di energia ed una attrazione di insetti che crea fastidio al passaggio e altera l’equilibrio biologico.
Creare inoltre linee elettriche dedicate è spesso causa di vandalismi e incidenti pericolosi, in aree di pregio urbano (parchi e camminamenti).
Obiettivi:
L’obiettivo del progetto è quindi di realizzare un sistema d’illuminazione a basso impatto ambientale, bassa manutenzione, alta efficienza e senza pericolo di incidenti mortali dovuti a tensioni elettriche pericolose.
Punto luce stradale con alimentazione autonoma a bassissima tensione (12V) autosostenibile, con energia fotovoltaica ed illuminazione tramite matrice di LED ad alta efficienza.
Questo progetto prevede quindi lo sviluppo in serie di punti luminosi autonomi, autosostenibili, che permettono il risparmio energetico e riduzione di emissione CO2.
Il progetto racchiude l’utilizzo di due innovative tecnologie che permettono la massimizzazione della resa energetica.
Il fotovoltaico è la tecnologia che permette la trasformazione dell’energia radiante luminosa dal sole in corrente elettrica, questa energia viene stoccata in batteria (con elettrolita sigillato) per poter essere utilizzata nelle ore notturne per l’accensione di una lampada a LED di basso consumo, per dare un punto luce con capacità luminosa di 1.600 lumen.
10 vantaggi dell'illuminazione a LED:
1) Risparmio Energetico, l'illuminazione LED è più efficiente rispetto alle tradizionali lampadine ad incandescenza. 3 Watt LED corrispondono a 20 Watt delle normali lampade. In media i LED durano da 3 a 5 volte di più delle lampade fluorescenti e hanno un'illuminazione 20-30 volte superiore di quelle ad incandescenza;
2) Costi Ridotti, le lampade a LED hanno bassi costi di manutenzione grazie alla loro maggiore affidabilità e così, anche se l'investimento iniziale può sembrare più elevato rispetto ad una normale lampadina, la maggiore durata ne riduce, alla lunga, le spese complessive;
3) Elevata resistenza agli shock, alle vibrazioni, oltre ad essere i LED praticamente impermeabili e resistenti alle temperature estreme (a differenza delle lampade fluorescenti);
4) Accensione istantanea, non serve attendere per avere l'elevata luminosità. E' possibile l'immediata accensione anche a bassissime temperature, addirittura a -40°. Se non bastasse, i LED sono più piccoli e più compatti, ma forniscono più di luce rispetto a qualsiasi altra fonte;
5) Minimo riscaldamento, infatti i LED producono pochissimo calore;
6) Luce Pulita i LED non emettono raggi UV, dunque risultano più sicuri da maneggiare e da usare. Ideali per i tessuti sensibili o i quadri;
7) Alimentazione a bassissima tensione in corrente continua;
8) Maggiore Durata di funzionamento fino a 50.000 ore;
9) Colori Saturi:i LED sono disponibili in bianco freddo, colori caldi multipli;
10) La tecnologia LED è il futuro dei dispositivi di illuminazione, permetterà di eliminare con il tempo l'inquinamento luminoso essendo il fascio luminoso delle lampade LED direzionale definito, a 90° da 90 lumen/watt (alimentazione a 350mA) questo soprattutto per le illuminazioni delle nostre città.
Le lampade LED OSRAM permettono di usufruire di tutti i vantaggi della tecnologia LED comodamente a casa propria. Grazie alle forme tradizionali e alla varietà di attacchi standard è semplicissimo sostituire le vecchie lampade. I colori brillanti e intensi dei LED permettono di creare atmosfere sempre diverse, mentre il ridotto consumo energetico e la lunga durata rendono queste lampade particolarmente economiche ed ecologiche. Le tonalità cool white, warm white, rosso, verde, blu, giallo e color-changing offrono infinite opzioni di progettazione per un'illuminazione d'accento. Le lampade LED sono totalmente prive di emissioni UV (ultraviolette) e IR (infrarosse), con la conseguente riduzione della deformazione e dello scolorimento degli oggetti illuminati come ad esempio quadri e piante.
Le lampade LED offrono una serie di vantaggi.
La tecnologia a LED costituisce una valida e potente alternativa per l'illuminazione eco-compatibile.
Differenza di Lampade:
3. Illustrazione Progetto
Questo progetto descrive l’illuminazione a led di un percorso stradale a due carreggiate simmetriche della lunghezza di 500 m, con carreggiata larga 10,50 m e marciapiedi laterali larghi 2,50 m per una superficie illuminata di 15000 m2.
Per l’illuminazione sono stati utilizzati n.42 apparecchi a Led-In -St0-54-4K su pali di 8 m con potenza elettrica totale utilizzata 2856 W e potenza elettrica di 0,19 W/m2. Ogni lampada è composta da 54 led, flusso luminoso di 5400 lumen e una temperatura di colore di 4000 °K.
L’illuminamento sul piano stradale orizzontale riporta i seguenti risultati:
Medio 15 lux
Minimo 12 lux Massimo 19 lux Min/Med 0.82 Min/Max 0.66 Medio/Max 0.81.
Il progetto è stato realizzato con OxyTech LITESTAR 10, programma per la gestione integrata della progettazione illuminotecnica.
Fonte: http://www.itef-isernia.it/portale/index.php?option=com_k2&view=item&task=download&id=58_1a807ffee8b85d1a517257fb0f3a0a9e
Sito web da visitare: http://www.itef-isernia.it
Autori del testo: Di Benedetto – Di Tanna – Giuliano – Lombardi – Petrecca - Illuminazione a LED
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"Ciò che sappiamo è una goccia, ciò che ignoriamo un oceano!" Isaac Newton. Essendo impossibile tenere a mente l'enorme quantità di informazioni, l'importante è sapere dove ritrovare l'informazione quando questa serve. U. Eco
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