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APPLICAZIONI DEI LED NELL'ILLUMINAZIONE A BASSO CONSUMO
I LED:
L.E.D. è l'acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione di luce). Il primo LED è stato sviluppato da Nick Holonyak Jr. nel 1962.
Il Nobel per la Fisica 2014 è stato assegnato a tre ricercatori giapponesi, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura per l'invenzione del LED di colore blu. L'invenzione del LED blu ha rivoluzionato l'illuminazione mondiale permettendo, grazie alla combinazione con altre sostanze, la realizzazione dei LED a luce bianca che conosciamo oggi.
I LED sono ormai un'ottima e valida alternativa all'utilizzo delle lampadine ad incandescenza e/o a fluorescenza, sia in termini economici che ambientali.
Si tratta di dispositivi elettronici caratterizzati dall’emissione monocromatica di luce e da un bassissimo assorbimento di energia. Sono infatti detti “a luce fredda” proprio perché generano (e quindi disperdono) poco calore durante il loro funzionamento, cosa che invece avviene nelle lampadine ad incandescenza/alogene con filamento al tungsteno, che disperdono nell’ambiente il 95% dell’energia ricevuta per il loro funzionamento.
La loro durata inoltre è molto più elevata rispetto agli altri tipi di lampadine. Un LED può infatti funzionare fino a 80.000 ore (circa 9 anni di accensione continua) ed alla fine del suo ciclo vitale non si “brucia”, come invece accade ai filamenti delle lampade a incandescenza, ma continua a funzionare per un certo periodo di tempo, perdendo progressivamente la sua luminosità.
Negli ultimi anni, l’abbattimento dei costi di produzione e le migliori tecnologie di produzione (oggi sono in commercio LED notevolmente più potenti rispetto a quelli di qualche anno fa) hanno permesso di realizzare i cosiddetti “LED ad alta luminosità”, utilizzati sempre di più in sostituzione delle lampade ad incandescenza/alogene o a fluorescenza nell’illuminazione domestica interna ed esterna.
Ogni singola lampada a LED può essere composta da un insieme di led ad alta luminosità, oppure da filamenti LED oppure da un singolo LED di potenza. Queste varie configurazioni costruttive permettono così di ottenere intensità luminose diverse e di ottimo livello (anche dal punto di vista cromatico).
Normalmente le lampadine a LED per l'utilizzo domestico, consumano in media dai 2 ai 30 Watt (valori decisamente minimi rispetto alle tradizionali luci ad incandescenza/fluorescenza a parità di emissione luminosa). In concreto si ottiene così un notevole risparmio energetico ed un'alta efficienza luminosa.
Esempi di lampadine/faretti a LED commerciali:
Lampadina LED a 230V (10 Watt) attacco a vite "E27", con vetro smerigliato.
Lampadine a 230V con filamenti LED (3/6Watt) attacco a vite "E27" oppure "E14"
Lampadina LED per faretti a 230V (6 Watt) con attacco "GU10"
Lampadina a 230V con 30 LED (3 Watt) attacco a vite "E14"
Lampadina a 230V con 90 LED (6 Watt) attacco a vite "E27"
Faretto per interni/esterni 230V con H-LED (10 Watt)
Faretto per esterni 230V con 132 LED (10 Watt)
Lampadina a 230V con 6 LED (3 Watt) attacco a vite "E14"
Inoltre, sono anche disponibili "stringhe" a LED realizzate in barre rigide o flessibili (adesive e tagliabili) in modo da potersi adattare ancora meglio ad ogni esigenza particolare d'illuminazione.
Le barre o le strisce a LED di solito funzionano a 12Volt (in corrente continua) per cui se dobbiamo alimentarle direttamente a 230Volt, occorre inserire nel circuito un idoneo trasformatore/alimentatore.
Oppure, sono anche disponibili tubi LED alimentati direttamente a 230Volt, senza più necessità di dover utilizzare plafoniere dotate di reattore e starter, come invece quelle per i tubi fluorescenti (NEON).
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L’abbattimento progressivo dei costi di produzione, l’assenza di manutenzione, il minor impatto ambientale per lo smaltimento e la notevole durata, tuttavia, permette già oggi di ammortizzare in breve tempo i costi di sostituzione delle lampade tradizionali. Questo investimento è comunque di sicuro vantaggio ai fini del risparmio energetico e del rispetto ambientale, affermando positivamente l’applicazione di questa nuova tecnologia per l’illuminazione.
Inoltre, per rendere ancora più conveniente e creativo l'utilizzo di queste innovative lampade, è anche possibile realizzare con facilità "fai-da-te" dei sistemi d'illuminazione a LED.
Al riguardo, vedi alcuni esempi di autocostruzione di lampade a LED ai seguenti link:
---> http://www.wutel.net/ecolamp
---> http://www.wutel.net/ledlamp
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Rappresentazioni grafico/schematiche dei LED
Riassumendo, i vantaggi dei LED dal punto di vista illuminotecnico sono:
- durata di funzionamento (i LED a luce bianca hanno una vita media di circa 50/80.000 ore);
- assenza di costi di manutenzione;
- elevato rendimento (se paragonato alle lampade ad incandescenza ed alogene);
- luce "pulita" poiché priva di componenti "IR" e "UV";
- facilità nella realizzazione di efficienti involucri in plastica riciclata;
- flessibilità d'installazione del punto luce;
- colori saturi, molteplici e puri;
- possibilità di ottenere sia un notevole effetto “spot” (luce concentrata e direzionale) che omnidirezionale (luce diffusa);
- funzionamento anche a bassissima tensione di alimentazione;
- accensione a freddo (fino a -40°C) senza problemi;
- insensibilità ad umidità e vibrazioni;
- assenza di sostanze pericolose nel loro interno (es. mercurio);
- notevole robustezza meccanica.
La forza di questi dispositivi luminosi si basa sulla loro potenzialità di ottenere elevata luminosità (quattro volte maggiore rispetto a quella delle lampade fluorescenti o con filamento), elevata efficienza ed affidabilità (la durata di un LED è di molti ordini di grandezza superiore a quella delle classiche sorgenti luminose, anche in condizioni di elevati stress meccanici); inoltre i LED non richiedono circuiti di alimentazione particolarmente complessi per il loro funzionamento, possiedono alte velocità di commutazione ON/OFF e la loro tecnologia di costruzione è compatibile con quella dei normali circuiti integrati al silicio.
L'evoluzione tecnica dei LED permetterà sempre di più di ottenere sorgenti luminose con vantaggi e caratteristiche in grado di sostituire completamente quelle sino ad ora utilizzate. Attualmente possiamo vedere installati i LED:
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su alcuni modelli di autovetture e ciclomotori in sostituzione delle lampade a filamento (per le luci anabbaglianti, di posizione, stop, indicatori di direzione e spie del cruscotto);
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nella segnaletica stradale di sicurezza ed in alcuni impianti semaforici (tra l'altro con luce molto visibile anche in caso di nebbia o maltempo);
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nell'illuminazione di vetrine e bacheche espositive;
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nell'illuminazione stradale di vie, piazze, monumenti, ecc.;
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nell'illuminazione domestica interna ed esterna;
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come "spie luminose" in qualsiasi apparecchio elettrico/elettronico;
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nell'illuminazione notturna di giardini, terrazzi, aiuole ed aree di passaggio (anche con funzionamento a batterie ricaricate tramite piccoli impianti solari fotovoltaici)
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nelle insegne pubblicitarie (anche con messaggi scorrevoli e/o intermittenti es. farmacie);
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nei "mouse" ottici per computer;
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come luce nelle torce elettriche portatili per campeggio/escursionismo;
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negli illuminatori notturni ad infrarosso (es. nelle telecamere di videosorveglianza);
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nei televisori con schermo a tecnologia led;
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nei telecomandi ad infrarossi (es. televisori, lettori DVD/CD, ecc.);
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nei puntatori laser e nei lettori (es. di codici a barre, CD, DVD, ecc.).
Applicazioni pratiche delle lampade a LED negli impianti elettrici tradizionali ed in quelli alimentati ad energia solare fotovoltaica:
Esempi d'illuminazione interna a LED con alimentazione a 12 e 230Volt
Barra a 30 LED funzionante a 12Volt (autocostruita)
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Barre a 108 led (7 Watt) funzionanti a 12Volt
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(clicca sulla foto per ingrandirla)
Faretto con 1 LED di potenza (10W) funzionante a 230Volt
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Barra a 48 led - 12Volt (autocostruita)
Lampada e faretto a led funzionanti a 12 e 230Volt
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Lampadine LED funzionanti a 12Volt
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Lampada da tavolo a LED autocostruita (funzionante a 12Volt), realizzata utilizzando un contenitore trasparente per CD/DVD
Esempi d'illuminazione esterna a LED con alimentazione a 12Volt
Plafoniera a 18 LED (autocostruita)
Lampioncino a 7 LED con interruttore crepuscolare
Plafoniera a LED per esterni funzionante a 12Volt
Interno della plafoniera a LED funzionante a 12Volt (autocostruita)
Le lampade a LED descritte e fotografate in questa pagina, sono quelle collegate all'impianto fotovoltaico autonomo (non connesso alla rete elettrica) "SOLE", realizzato nell'ambito dei progetti fotovoltaici "Solar Energy Way".
Altre informazioni sulle lampade a LED si possono reperire ai seguenti link:
