Le lampade a LED stanno gradualmente entrando nella nostra quotidianità per l’illuminazione delle abitazioni, sostituendo le lampade a incandescenza, alogene e fluorescenti. Per determinare la necessità di tale sostituzione, è necessario confrontare le caratteristiche dei diversi tipi di dispositivi di illuminazione. Quindi, scopriamo cosa è meglio: lampade a LED o lampade a risparmio energetico o forse lampade a incandescenza?
Principali caratteristiche delle lampade per illuminazione
I principali parametri tecnici che determinano la qualità delle lampade di illuminazione includono:
- consumo di energia;
- flusso luminoso;
- traditore;
- durata della lampada;
- resistenza strutturale;
- dimensioni e peso;
- rispetto dell’ambiente
Insieme a queste caratteristiche, anche i seguenti indicatori sono di grande importanza:
- spettro e resa cromatica;
- la capacità di regolare la luce;
- direzionalità della luce.
L’indicatore più importante della qualità di una lampada è il suo consumo energetico. Questo valore mostra l’efficienza del dispositivo di illuminazione.
Il flusso luminoso caratterizza la quantità di luce emessa da questo dispositivo.
L’efficienza delle lampade di illuminazione di questo tipo può essere valutata da un indicatore come l’emissione luminosa. L’emissione luminosa è pari al rapporto tra il flusso luminoso e la potenza del dispositivo. Mostra quale flusso luminoso può emettere il dispositivo quando consuma 1 W di potenza.
L’indicatore più importante dell’affidabilità delle lampade per l’illuminazione è la loro durata, che è determinata dall’orologio. Maggiore è la durata, più affidabile è la lampada e più a lungo non si brucerà.
Confronto di dispositivi LED con lampade di altri tipi
I seguenti tipi di dispositivi di illuminazione saranno presi in considerazione per il confronto:
- Lampada a LED. L’elemento principale di tale lampada è un LED che emette luce quando viene attraversato da una corrente;
- lampada ad incandescenza. Questo è il tipo più comune di lampada. Utilizza la radiazione di un filo metallico situato in un bulbo di vetro. A causa della bassa efficienza e affidabilità, tali lampade vengono sostituite da dispositivi più moderni;
- lampade alogene. Utilizza un filamento di tungsteno posto in un pallone con un gas tampone come emettitore. Questi dispositivi hanno caratteristiche migliori rispetto alle lampade ad incandescenza;
- lampada fluorescente (“a risparmio energetico”). Questa lampada è una sorgente luminosa a scarica di gas. Allo stesso tempo, la scarica di elettricità nel vapore di mercurio provoca il bagliore dello strato di fosforo. Le lampade di questo tipo sono più efficienti delle lampade a incandescenza.
Tabella 1
| Parametro | Lampada a incandescenza | Alogena | Luminescente | GUIDATO |
| Flusso luminoso, lm | 700 | 700 | 700 | 800 |
| Potenza, w | 75 | 45 | 15 | 10 |
| Potenza luminosa, lm/W | 10 | 16 | 47 | 80 |
| Indice di colore | 90-100 | 70-90 | 75 | 80-100 |
| Pulsazioni, % | 5 | 5 | 30-40 | 1-30 |
| Durata del servizio, ora | 1000 | 2300 | 8000 | 50000 |
| Temperatura, °C | 180 | 100-150 | 60 | 70 |
| Costruzione | fragile | fragile | fragile | forte |
| Resistenza alle vibrazioni | NO | NO | NO | SÌ |
| Compatibilità ambientale | SÌ | SÌ | no (mercurio) | SÌ |
| Prezzo, rubli | 30 | 50 | 150 | 500 |
La tabella 1 mostra le principali caratteristiche delle lampade di illuminazione. Per confronto, vengono prese diverse lampade che emettono un flusso luminoso di circa 700-800 lumen.
Come si può vedere dalla tabella, per ottenere un tale flusso di luce, è necessaria la potenza massima di 75 W per una lampada a incandescenza e la potenza minima di 10 W è consumata da una lampada a LED. Per le lampade alogene e fluorescenti è richiesta rispettivamente una potenza di 45 e 15 W.
Pertanto, l’efficienza di ciascuna di queste lampade è determinata dall’emissione luminosa, che tiene conto di vari parametri del dispositivo di illuminazione, come l’efficienza, la presenza di un diffusore e di un riflettore, ecc. I LED hanno un’emissione luminosa media di 80 lm/W, ma possono raggiungere i 150-170 lm/W. Secondo questo parametro, si può vedere che le lampade a LED risparmiano elettricità, il che consente di ridurre i costi di illuminazione.
L’indice di colore di una lampada a incandescenza è il più vicino all’ideale (luce solare). Le lampade fluorescenti convenzionali ne hanno circa 75. Per lampade di questo tipo con un fosforo a 5 bande, l’indice può raggiungere 90. Le lampade a LED hanno un indice di trasmissione della luce dell’ordine di 80-100, che è considerato confortevole per gli occhi.
La più grande pulsazione di luce si verifica nelle lampade fluorescenti. A causa dell’inerzia termica della spirale, le lampade ad incandescenza e le lampade alogene hanno un ripple che non supera il 5%. Nelle lampade a LED economiche, la pulsazione della luce può raggiungere il 30%. Per ottenere basse pulsazioni in queste lampade, è necessario utilizzare driver di alta qualità. Va inoltre tenuto presente che l’utilizzo della regolazione della luminosità dei dimmer con modulazione di ampiezza può aumentare la pulsazione della lampada a LED.
L’affidabilità della lampada a LED (50.000 ore) supera anche notevolmente l’affidabilità di altri dispositivi, in particolare la lampada a incandescenza (1000 ore). Grazie a ciò, sono necessari meno dispositivi per l’illuminazione con lampade a LED, che dovranno essere cambiate molto meno spesso.
Durante il funzionamento dei dispositivi di illuminazione, parte dell’energia viene rilasciata sotto forma di calore. Allo stesso tempo, fino all’80% dell’elettricità viene spesa per il riscaldamento nelle lampade a incandescenza, fino al 65% nelle lampade alogene, il 25% nelle lampade fluorescenti e solo il 2-5% nelle lampade a LED. Allo stesso tempo, la lampada a incandescenza si riscalda di più e le lampade fluorescenti e LED si riscaldano di meno.
Importante! Con un forte riscaldamento (+80°С), può verificarsi un degrado della giunzione pn, a seguito del quale il flusso luminoso diminuirà e la qualità della luce si deteriorerà. Per evitare il surriscaldamento della transizione nelle lampade a LED, viene solitamente utilizzato un radiatore in alluminio.
Da un punto di vista costruttivo, il più durevole e resistente alle vibrazioni è il LED. L’alloggiamento dei LED è realizzato in plastica resistente o resina epossidica. Le lampadine di altri tipi di dispositivi sono realizzate in vetro, il che le rende molto fragili.
Solo le lampade fluorescenti contenenti vapori di mercurio sono pericolose per l’ambiente. La presenza di mercurio deve essere presa in considerazione nello smaltimento di tali lampade, che viene sempre fatto per intero. Un altro svantaggio delle lampade fluorescenti è lo sfarfallio della luce. Questo a volte rende l’illuminazione scomoda e può influire negativamente sulla visione di una persona.
Qualità della luce
Un indicatore importante di diversi tipi di lampade è la qualità della luce. Può essere valutato utilizzando due indicatori:
- indice di colore;
- temperatura di colore
Il primo indicatore della qualità delle lampade caratterizza quanto il colore dell’oggetto quando è illuminato da una data sorgente luminosa è vicino al colore visualizzato in condizioni ideali (naturali). Il valore di questo indicatore per diverse lampade è mostrato nella Tabella 1.
Il secondo indicatore caratterizza le sfumature di luce emesse dalla lampada ed è calcolato in gradi Kelvin (K). La temperatura del colore è un parametro importante nella scelta di un dispositivo di illuminazione, poiché influisce sul comfort del lavoro e del riposo. Ad esempio, la produttività del lavoro sarà maggiore se illuminata con sfumature di luce bianca (3000-3500 K), quindi tali lampade sono installate in uffici, biblioteche e negozi. Gli spazi abitativi vengono illuminati con una luce calda (2700-3000 K) più confortevole e rilassante o neutra (3500-4000 K). Le tonalità di luce fredde vengono utilizzate nei supermercati e negli ospedali e le tonalità di luce diurna vengono utilizzate nei musei, nelle mostre e nelle gallerie.
Tabella 2 – Temperatura colore:
| Tipo di luce | Temperatura | Lampada a incandescenza | Alogena | Luminescente | GUIDATO |
| Caldo | 2700 K | + | + | + | |
| Bianco | 3000 K | + | + | + | |
| Neutro | 3500 K | + | + | ||
| Freddo | 4100 K | + | + | ||
| Quotidiano | 5000-6500 K | + | + |
La tabella mostra che nell’intero spettro delle temperature di colore vengono prodotte solo lampade LED o fluorescenti. Pertanto, se si desidera sostituire una lampada a incandescenza tradizionale, è possibile trovare facilmente un analogo del tipo di luce tra quelle a risparmio energetico.
Spettri di lampade
Una lampada a incandescenza ha lo spettro più piacevole per la percezione con un massimo a una lunghezza d’onda di 550-560 nm, che corrisponde alla massima sensibilità spettrale dell’occhio umano. È vicino allo spettro di emissione di un corpo nero con una temperatura di 2700 K, ma con un leggero spostamento verso il rosso. Lo spettro è continuo.
In una lampada alogena, lo spettro ha anche un aspetto continuo, simile allo spettro di una lampada a incandescenza, ma è ancora più spostato verso il rosso.
Lo spettro di una lampada fluorescente è intermittente. Allo stesso tempo, le lampade economiche hanno un guasto nel punto più sensibile per l’occhio umano (530-550 nm). Pertanto, se illuminati con tali lampade, gli oggetti appariranno distorti. Ad esempio, a un’onda di 530 nm, l’oggetto sarà più scuro.
Lo spettro delle lampade su LED bianchi economici è una curva con un picco a 450 nm e 550 nm e cali a lunghezze d’onda di 500 nm e oltre 600 nm. Il picco a 450 nm è associato alla frequenza di emissione principale del LED blu, mentre il picco a 550 nm è associato alle riemissioni del fosforo giallo. Con tali caratteristiche sono possibili anche distorsioni di colore.
Conclusioni:
- Un confronto tra quattro tipi di lampade ha mostrato che le lampade a LED sono le più promettenti.
- I principali vantaggi delle lampade con LED sono la loro economia e l’elevata affidabilità.
- Forniscono una buona resa cromatica e, con la corretta selezione del driver di potenza, una bassa pulsazione luminosa.
- Le lampade a LED possono fornire luce di varie tonalità, il che consente loro di sostituire fonti di illuminazione meno efficienti in varie aree della loro applicazione.