FAQ

Technologia LED

Przemysł elektroniczny wykorzystuje technologię LED przez kilka ostatnich dziesięcioleci – diody świecące LED stosuje się głównie jako wskaźniki dla urządzeń elektronicznych i podświetlacze np. w telewizorach LCD , telefonach komórkowych itp. Specjalną grupę stanowią diody LED , które wytwarzają światło białe. Uzyskuje się je poprzez pokrycie niebieskiej diody warstwą żółtego luminoforu fosforowego. Po zmieszaniu tych kolorów uzyskujemy efekt w postaci białego źródła światła. Odpowiednio zmieniając proporcje światła niebieskiego i żółtego producent diody może wpływać na kolor światła białego – czyli jego temperaturę barwową ( CT ) oraz współczynnik oddawania barw ( CRI ). Wczesne próby zastosowania białych diod LED w oświetleniu ogólnym nie powiodły się, ponieważ diody nie spełniały podstawowych warunków : generowały zbyt mały strumień świetlny na wat pobieranej mocy, nie spełniały kryterium długiego czasu pracy i utraty strumienia świetlnego oraz emitowały nieprzyjemne niebieskawe światło o bardzo wysokiej temperaturze barwowej. . Rozwój technologiczny w ostatnich latach osiągnął punkt, w którym w diodach LED dużej mocy wyeliminowano ich podstawowe wady a cena jednostkowa diody osiągnęła punkt , w którym użycie ich do produkcji opraw stało się sensowne ekonomicznie.

Co to jest temperatura barwowa ( CT ) ?

Definicja : temperatura barwowa – temperatura ciała doskonale czarnego, w której wysyła ono promieniowanie tej samej chromatyczności, co promieniowanie rozpatrywane. Innymi słowy, jest to obiektywna miara wrażenia barwy danego źródła światła.

Co to jest współczynnik oddawania barw ( CRI ) ?

CRI (ang. Colour Rendering Index) – współczynnik oddawania barw. Wyrażony jest liczbą z przedziału od 0 (dla światła monochromatycznego) do 100 (dla światła białego słonecznego). Określa, jak wiernie postrzegamy barwy oświetlonych przedmiotów. Im współczynnik ten jest wyższy, tym barwy są lepiej oddawane. Niskim współczynnikiem CRI charakteryzują się np. niskoprężne lampy sodowe, a wysokim światło słoneczne.

Jakie są podstawowe zalety używania technologii LED do celów oświetleniowych ?

Oświetlenie LED przynosi szereg korzyści dla użytkownika :

wysoką wydajność świetlną – stabilną w bardzo długim okresie czasu

odporność na wibracje i uderzenia

najdłuższy czas życia w stosunku do innych źródeł światła oraz zmniejszenie wymagań konserwacji systemu.

jest technologią przyjazną dla środowiska naturalnego – oprawy nie zawierają rtęci, są zgodne dyrektywą RoHS, dłużej są eksploatowane – a tym samym produkują mniej odpadów. W rzeczywistości, od 20 do 25% (wagowo) produktu produkuje się z materiałów z recyklingu (odlewów aluminiowych i profili). Ponadto, 70% części oprawy (wagowo) może być łatwo poddanych recyklingowi. Pozostałe obwody , diody LED , sterowniki, przewody i złącza nie są niebezpieczne.

Jak diody LED są w stanie pokonać technologię HID ?

Super jasne, białe diody LED mają kilka zalet nad klasyczną technologią HID (High Intensity Discharge) czyli źródłami sodowymi ( HPS ) oraz metalohalogenkowymi ( MH ) :

minimalna utrata strumienia świetlnego w czasie ( ok. 30% po 50 000 godzin w zależności od oprawy i warunków pracy)

lepszą sprawność optyczną i wysoką sprawność przetwarzania energii elektrycznej w świetlną ( lumenów na wat )

znacznie dłuższą żywotność niż tradycyjne źródła światła.

Oprawa LED ma niższy początkowy strumień świetlny niż tradycyjne źródła HID. W jaki sposób można uzyskać lepsze parametry systemu w porównaniu do HID ?

Projektowanie oświetlenia LED łamie wszystkie dotychczasowe stereotypy, metody projektowania i uwarunkowania normatywne – dostosowane do charakterystyk źródeł HID. Kiedy porównamy średnią ilość wyprodukowanych lumenów w ciągu 50 000 godzin, zobaczmy że lampy LED wyprzedzają klasyczne źródła HID. (50 000 godzin to średnio 3 pełne cykle życia dla HID). Więcej na temat technologii LED w porównaniu do HID ( HPS i MH ) - ZOBACZ TU >>>

Ponadto w przypadku porównania do źródeł HPS ( sodowych ) - wykorzystujemy dodatkowo cechę wzroku – tzw. widzenie skotopowe czyli nocne, które powoduje uwypuklenie istotnych wad oświetlenia sodowego. Więcej na temat specyfiki widzenia nocnego i dziennego zobacz poniżej.

Widzenie fotopowe (dzienne) i skotopowe ( nocne )

W normalnych warunkach widzenia (czyli gdy jest wystarczająco dużo światła), obraz oglądanego obiektu jest uzyskiwany - w pełnych barwach - poprzez elementy światłoczułe skupione wokół plamki żółtej na siatkówce oka ( są to tzw. czopki ) . Obrzeże wzroku , pokrywające kąt większy od 200 stopni - nie daje szczegółowego obrazu, ale pozwala na postrzeganie ogólne. Idąc w kierunku obrzeża obrazu, postrzeganie kolorów zanika z powodu braku czopków. Ten stan wzroku, który występuje zawsze gdy jest wystarczające światło, nazywa się widzeniem fotopowym.
Przy bardzo niskich poziomach oświetlenia (mniej niż 0,035 cd/m2), czopki nie funkcjonują. Widzenie jest wtedy realizowane wyłącznie poprzez drugi rodzaj receptorów tzw. pręciki, co powoduje obraz o małej rozdzielczości i bez kolorów. Ta sytuacja nazywana jest widzeniem skotopowym.
Pomiędzy widzeniem fotopowym i widzeniem skotopowym istnieje stan przejściowy (pomiędzy 0,035 i 3,5 cd/m2), gdzie czopki częściowo jeszcze działają. Sytuacja ta nazywana jest widzeniem mezopowym.

Zmiana czułości oka wraz z długością fali

W zakresie widzialnym widma elektromagnetycznego, czułość oka waha się znaczne przy różnych długościach fal dla tej samej wartości energii. Na przykład, w warunkach widzenia fotopowego ( dziennego ) , oko jest około dwadzieścia pięć razy czulsze na światło o długości fali równej 555 nm (żółty), niż dla długości fali równej 670 nm (głęboka czerwień) lub 450 nm (fioletowo-niebieski). Szczytowa czułość dla widzenia skotopowego ( nocnego – czerwony wykres na ilustracji ) jest około 50 nm bliższa niebieskiego końca spektrum, niż maksymalna czułość dla widzenia fotopowego ( dziennego – niebieski wykres na ilustracji).

Właściwość ta ma fundamentalne znaczenie w przypadku zastosowania oświetlenia LED o barwach chłodnych, jeżeli porównamy je z klasycznymi stosowanymi dziś oprawami sodowymi ( żółte światło HPS ). W przypadku zastosowania opraw LED w oświetleniu drogowym ( dla którego z definicji nie projektuje się wysokich wartości natężenia oświetlenia ) – możliwe jest uzyskanie wrażenia jasności nawet 2,5 -krotnie większego niż dla oprawy HPS przy tej samej wartości natężenia oświetlenia.

Więcej o wykorzystaniu zjawiska widzenia nocnego do projektowania oświetlenia >>>

Jak mierzymy czas życia opraw LED ?

Żywotność LED określa się jako czas, po którym oprawa utraci określony procent początkowego strumienia świetlnego. Zgodnie z wytycznymi Illuminating Engineering Society (IES) aktualnie standardem do obliczania życia LED jest punkt, w którym spadek strumienia osiąga 30% w stosunku do strumienia początkowego ( tzw. punkt L70 ) . Chociaż tak naprawdę oprawa LED będzie działać nadal ( ponad 100.000 godzin ), ale strumień świetlny ulegnie stopniowemu dalszemu liniowemu zmniejszaniu. Inaczej zupełnie wygląda sytuacja dla klasycznych źródeł HID – po upływie określonej ilości czasu pracy ( pomiędzy 10 000 a 20 000 godzin ) następuje zjawisko masowego przepalania i utraty 100% strumienia początkowego.

Ile to jest 100.000 godzin pracy dla oprawy LED ?

Jeżeli założymy, że oprawa pracuje:

24 godziny na dobę = 11,4 lat