Budućnost rasvjete

10.03.2014

Budućnost rasvjete – LED rasvjeta

 

Uvod

 

Svjetleća dioda (en. LED – Light Emiting Diode) je posebna vrsta poluvodičke diode koja emitira svjetlost kada kroz nju teče električna struja. Ta pojava se naziva elektroluminiscencija. Svjetlosne diode temelje se na poluvodičima koji pretvaraju električnu struju izravno u svjetlost. LED je alternativa za sve klasične izvore svjetla.

 

 buducnost_led_rasvjete_slika1

Slika    Izvori svjetlosti – na bazi termičkog zračenja i luminiscentni

 

Žarulje kakve danas poznajemo nastale su 1910. godine. Iskoristivost svjetlosnog dijela žarulje je samo 5%, a 95% otpada na toplinu. LED rasvjeta ima efikasnost veću od 95%. To znači da žarulja od 100W ima istu efikasnost kao dioda od 6W. Ušteda energije je iznimna i u svakom modernom uređaju nalazimo LE-diode. S obzirom na veliki udio klasične rasvjete, njenom zamjenom s LED-om u Europi bi se godišnje smanjila razina emisije ugljičnog dioksida u količini kojom bi se „poništila“ emisija 10-ak milijuna automobila. Korištenjem LED rasvjete u našem kućanstvu drastično bi smanjili račune za el. energiju jer bi rasvjeta cijele kuće iznutra i izvana bila snage oko 100W, a što je danas snaga jedne prosječne žarulje koju koristimo u sobi. LED izvori su neusporedivo bolje rješenje i predstavljaju optimalan izbor.

 

LED je čvrsto fizičko tijelo, poluvodički element koji električnu energiju pretvara direktno u svijetlost za razliku od žarulje koja mora proizvesti toplinu koja onda daje svjetlost.

LED pretvara električnu energiju u fotone koje onda vidimo kao svjetlost.

Srce LED-a je poluvodički element koji se napaja istosmjernim niskim naponom, a cijeli je sistem zatvoren (zaliven) u specijalnu plastiku, što joj daje posebnu čvrstoću i manipulativnu upotrebljivost. Dimenzije su male, manje od 5mm.

 

Povijest LED-a odlazi u vrijeme između 1960-1970 godine, kada su u ekspanziji razvoja poluvodičke tehnike u Silicijskoj dolini proizveli i LED, u početku su svijetlile crvenom bojom svijetla, a bile su upotrebljavane kao zamjena za razne signalne žaruljice na elektroničkim uređajima, a kasnije i za izradu raznih reklamnih panoa i svjetlećih reklama i displeja. Desetljeće kasnije pojavila se je i LED u zelenoj boji, razvoj tehnologije je nastavljen i intenzitet svjetla postaje još jači. Krajem 90-ih godina prošlog stoljeća proizvedena je LED i u plavoj boji. I tu počinje revolucija koja će žarulju kakvu znamo zadnjih stotinjak godina poslati u mirovinu.

 

Osnovna karakteristika svjetlosti koju emitira LED je to da ona isključivo emitira frekvenciju svjetlosnog spektra za koju je napravljena. Tako LED koja koja je crvene boje, emitira svjetlost s frekvencijom od oko 650nm. Zelena LED emitira spektar s frekvencijom od oko 600nm, a plava LED emitira svoju svjetlost s oko 400nm.

 

LED ne emitira niti jednu drugu frekvenciju, za razliku od toplinskih izvora osvjetljenja koja emitira puno veći spektar zračenja koji je i ispod i iznad spektra frekvencija vidljive svjetlosti. To praktički znači da nema drugih ”otpadnih” zračenja koji su sa stanovišta rasvjete nepotreban otpad.

Strahovit razvoj LED tehnologije koji je primjetan doslovno iz dana u dan svoju ekspanziju aplicira na svaki segment oko nas. Od znakova obavještavanja i opasnosti na cestama, semafora, svjetlima na vozilima, osvjetljavanja u dekorativne svrhe, osvjetljavanje eksponata koje može oštetiti UV zračenje klasičnih toplinskih izvora osvjetljenja kao što su umjetnička dijela, pa do ulične rasvjete i rasvjete u stambenim i poslovnim prostorima.

 

Sve veća svijest projektanata i investitora kako u EU tako i u našoj zemlji razmišlja o primjeni ove tehnologije za svoje potrebe. Nova tehnologija je već izbacila na tržište LED s posebno velikim intenzitetom svjetlosti tzv. Hi-Power LED, a doslovce svakim danom te karakteristike se mijenjaju i idu prema sve većoj snazi i intenzitetu.

 

 

Prednosti LED rasvjete

 

 

  • POTROŠNJA – osjetno manja potrošnja od sličnih toplinskih izvora osvjetljenja, ovisno od načina primjene u nekim aplikacijama, uglavnom je to oko 80% manja potrošnja električne energije.

 

  • VIJEK TRAJANJA – trajnost LED-a je i više od 100.000 radnih sati, za razliku od dosadašnjih izvora osvjetljenja koje su od ispod 100 radnih sati, pa do maksimalno 2.000 radnih sati s približno istim početnim karakteristikama. Kada bi svakodnevno LED rasvjeta radila 10-12 sati u prosjeku vijek trajanja bi bio oko 27 godina. Isto tako nema trenutnog izgaranja i prestanka rada kao kod klasičnih žarulja nego s vremenom degradiraju, tj. intenzitet im slabi. Na kraju radnog vijeka intenzitet im padne za nekih 30% vrijednosti od početne.

 

  • ZRAČENJE – nema UV zračenja kao niti toplinske disipacije (IR, infra crvenog spektra zračenja) oko izvora svjetlosti za razliku od dosadašnjih izvora osvjetljenja koja emitiraju i vidljive popratne pojave kao toplina i UV zračenje koje npr. uništava predmete izložene svjetlosti (promjena boje na tkaninama, papiru, npr. artiklima u izlozima trgovina, itd), a i nevidljive popratne pojave koje se osjećaju na raspoloženju živih bića koja borave u prostorijama tako osvijetljenima, a da za to nemamo neki poseban vidljivi razlog, kao razdražljivost, nelagoda, umor, nervoza, osjećaj iscrpljenosti, itd…

 

  • FIZIČKA ČVRSTOĆA – izuzetna postojanost na fizička opterećenja, udaranje, praktički se ne može polomiti pošto nema staklenih niti sličnih dijelova koji su podložni fizičkim oštećenjima za razliku od staklenih balona i dijelova kojim su izrađene klasične žarulje, a kojima je isto tako potrebno puno više pažnje posvetiti rukovanju, ambalaži u koju se pakira, transportira i skladištenju, što isto tako osjetno poskupljuje proizvod.

 

  • NAPAJANJE – niski napon napajanja, 12/24V istosmjerne struje. Zahvaljujući maloj potrošnji i niskom naponu moguće je napajanje neovisno o el. mreži. Nema treperenja u ritmu mrežne frekvencije (50Hz) koju inače ne zapažamo, djelomično zbog tromosti oka ali je osjećamo kao nelagodnost i iscrpljenost ako se duže vremena nalazimo u prostorijama, a normalna je pojava kod klasičnih izvora osvjetljenja.
  • ODRŽAVANJE – minimalni troškovi održavanja, možemo čak slobodno reći da i nema troškova održavanja pošto nema toplinskih opterećenja kao niti UV zračenja koja ubrzavaju starenje i zamor materijala od koji je izgrađen određeni predmet.

 

  • DIMENZIJE – osjetno manje dimenzije za razliku od klasičnih izvora osvjetljenja, jednostavno je oblikovati i prilagoditi određenoj primjeni i zamišljenom dizajnu.

 

  • MOGUĆNOSTI I INSTALACIJA – za razliku od klasičnih izvora osvjetljenja mogućnosti su neograničene, kako u oblikovanju izvora osvjetljenja, tako i u mogućnostima promjene boje, temperaturne korekcije boje svjetla, proizvodnji i kreiranju svjetlosnih efekata za razne prigode. Kod klasičnih izvora osvjetljenja mogućnosti su znatno ograničene svojim fizičkim dimenzijama, načinom prisilnog hlađenja, napajanja, itd…

 

  • EKOLOŠKI PRIHVATLJIVA – ima dobro usmjereni snop, te osvjetljava samo ono što želimo (nema svjetlosnog zagađenja), a i ne uništava insekte kao klasična rasvjeta, jer radi na mnogo nižim temperaturama. Nadalje, kako koristi elektroluminiscenciju nema ni toplinskog utjecaja na okoliš, a i dodatno smanjuje potrebe za hlađenjem prostora u kojima je ugrađena (manje opterećenje klima uređaja i manja potrošnja energije za hlađenje).