Il mercato globale dell'illuminazione sta subendo una radicale trasformazione guidata dall'adozione massiccia della tecnologia dei diodi a emissione di luce (LED).Questa rivoluzione dell'illuminazione a stato solido (SSL) ha modificato radicalmente l'economia sottostante del mercato e le dinamiche del settore.Non solo diverse forme di produttività sono state abilitate dalla tecnologia SSL, la transizione dalle tecnologie convenzionali verso Illuminazione a LED sta cambiando profondamente anche il modo in cui le persone pensano all'illuminazione.Le tecnologie di illuminazione convenzionali sono state progettate principalmente per soddisfare le esigenze visive.Con l'illuminazione a LED, la stimolazione positiva degli effetti biologici della luce sulla salute e sul benessere delle persone attira sempre più attenzione.L'avvento della tecnologia LED ha anche aperto la strada alla convergenza tra l'illuminazione e il Internet delle cose (IoT), che apre un intero nuovo mondo di possibilità.All'inizio, c'è stata molta confusione sull'illuminazione a LED.L'elevata crescita del mercato e l'enorme interesse dei consumatori creano un urgente bisogno di chiarire i dubbi che circondano la tecnologia e di informare il pubblico dei suoi vantaggi e svantaggi.

Come faccioes GUIDATOlavoro?

Un LED è un pacchetto semiconduttore che comprende un die LED (chip) e altri componenti che forniscono supporto meccanico, connessione elettrica, conduzione termica, regolazione ottica e conversione della lunghezza d'onda.Il chip LED è fondamentalmente un dispositivo a giunzione pn formato da strati semiconduttori composti drogati in modo opposto.Il semiconduttore composto di uso comune è il nitruro di gallio (GaN) che ha un intervallo di banda diretto che consente una maggiore probabilità di ricombinazione radiativa rispetto ai semiconduttori con un intervallo di banda indiretto.Quando la giunzione pn è polarizzata in avanti, gli elettroni della banda di conduzione dello strato semiconduttore di tipo n si spostano attraverso lo strato limite nella giunzione p e si ricombinano con le lacune della banda di valenza dello strato semiconduttore di tipo p nello strato semiconduttore di tipo p. regione attiva del diodo.La ricombinazione elettrone-lacuna fa cadere gli elettroni in uno stato di energia inferiore e rilasciano l'energia in eccesso sotto forma di fotoni (pacchetti di luce).Questo effetto è chiamato elettroluminescenza.Il fotone può trasportare radiazioni elettromagnetiche di tutte le lunghezze d'onda.Le lunghezze d'onda esatte della luce emessa dal diodo sono determinate dall'intervallo di banda di energia del semiconduttore.

La luce generata attraverso l'elettroluminescenza nel Chip LEDha una distribuzione di lunghezza d'onda ristretta con una larghezza di banda tipica di poche decine di nanometri.Le emissioni a banda stretta fanno sì che la luce abbia un unico colore come rosso, blu o verde.Per fornire una sorgente di luce bianca ad ampio spettro, l'ampiezza della distribuzione di potenza spettrale (SPD) del chip LED deve essere ampliata.L'elettroluminescenza del chip LED viene convertita parzialmente o completamente attraverso la fotoluminescenza in fosfori.La maggior parte dei LED bianchi combina l'emissione a lunghezza d'onda corta dai chip blu InGaN e la luce a lunghezza d'onda più lunga riemessa dai fosfori.La polvere di fosforo viene dispersa in una matrice di silicio, epossidica o altre matrici di resina.La matrice contenente fosforo è rivestita sul chip LED.La luce bianca può anche essere prodotta pompando fosfori rossi, verdi e blu utilizzando un chip LED ultravioletto (UV) o viola.In questo caso, il bianco risultante può ottenere una resa cromatica superiore.Ma questo approccio soffre di una bassa efficienza perché il grande spostamento di lunghezza d'onda coinvolto nella conversione verso il basso della luce UV o viola è accompagnato da un'elevata perdita di energia di Stokes.

Vantaggi diIlluminazione a LED

L'invenzione delle lampade a incandescenza ben oltre un secolo fa ha rivoluzionato l'illuminazione artificiale.Al momento, stiamo assistendo alla rivoluzione dell'illuminazione digitale abilitata da SSL.L'illuminazione basata su semiconduttori non solo offre design, prestazioni e vantaggi economici senza precedenti, ma consente anche una pletora di nuove applicazioni e proposte di valore precedentemente ritenute impraticabili.Il ritorno dalla raccolta di questi vantaggi supererà di gran lunga il costo iniziale relativamente elevato dell'installazione di un sistema a LED, su cui vi è ancora qualche esitazione nel mercato.

1. Efficienza energetica

Una delle principali giustificazioni per la migrazione all'illuminazione a LED è l'efficienza energetica.Nell'ultimo decennio, l'efficienza luminosa dei pacchetti LED bianchi convertiti al fosforo è aumentata da 85 lm/W a oltre 200 lm/W, il che rappresenta un'efficienza di conversione della potenza da elettrica a ottica (PCE) di oltre il 60%, a una corrente operativa standard densità di 35 A/cm2.Nonostante i miglioramenti nell'efficienza dei LED blu InGaN, dei fosfori (efficienza e lunghezza d'onda corrispondenti alla risposta dell'occhio umano) e del pacchetto (diffusione/assorbimento ottico), il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) afferma che rimane più spazio per i PC-LED dovrebbero essere praticamente possibili miglioramenti di efficacia ed efficacia luminosa di circa 255 lm/W LED blu della pompa.L'elevata efficienza luminosa è indiscutibilmente un vantaggio schiacciante dei LED rispetto alle sorgenti luminose tradizionali: incandescenza (fino a 20 lm/W), alogena (fino a 22 lm/W), fluorescente lineare (65-104 lm/W), fluorescente compatta (46 -87 lm/W), fluorescente a induzione (70-90 lm/W), vapori di mercurio (60-60 lm/W), sodio ad alta pressione (70-140 lm/W), alogenuri metallici di quarzo (64-110 lm/W), W) e ioduri metallici ceramici (80-120 lm/W).

2. Efficienza di consegna ottica

Oltre ai miglioramenti significativi nell'efficacia della sorgente luminosa, la capacità di ottenere un'elevata efficienza ottica dell'apparecchio di illuminazione con l'illuminazione a LED è meno nota ai consumatori generici, ma molto apprezzata dai progettisti dell'illuminazione.L'effettiva consegna della luce emessa dalle sorgenti luminose al bersaglio è stata una delle principali sfide di progettazione nel settore.Le tradizionali lampade a forma di lampadina emettono luce in tutte le direzioni.Ciò fa sì che gran parte del flusso luminoso prodotto dalla lampada venga intrappolato all'interno dell'apparecchio (ad es. da riflettori, diffusori) o fuoriesca dall'apparecchio in una direzione non utile per l'applicazione prevista o semplicemente sgradevole alla vista.Gli apparecchi HID come gli alogenuri metallici e il sodio ad alta pressione generalmente hanno un'efficienza compresa tra il 60% e l'85% circa nel dirigere la luce prodotta dalla lampada fuori dall'apparecchio.Non è raro che downlight e plafoniere da incasso che utilizzano sorgenti luminose fluorescenti o alogene subiscano perdite ottiche del 40-50%.La natura direzionale dell'illuminazione a LED consente un'erogazione efficace della luce e il fattore di forma compatto dei LED consente un'efficiente regolazione del flusso luminoso mediante lenti composte.I sistemi di illuminazione a LED ben progettati possono fornire un'efficienza ottica superiore al 90%.

3. Uniformità dell'illuminazione

L'illuminazione uniforme è una delle massime priorità nei progetti di illuminazione di ambienti interni ed esterni.L'uniformità è una misura delle relazioni dell'illuminamento su un'area.Una buona illuminazione dovrebbe garantire una distribuzione uniforme dei lumen incidenti su una superficie o un'area di lavoro.Le differenze estreme di luminanza risultanti da un'illuminazione non uniforme possono causare affaticamento visivo, influire sulle prestazioni del compito e persino presentare un problema di sicurezza poiché l'occhio deve adattarsi tra superfici di diversa luminanza.Le transizioni da un'area fortemente illuminata a una di luminanza molto diversa causeranno una perdita transitoria dell'acuità visiva, che ha grandi implicazioni sulla sicurezza nelle applicazioni all'aperto in cui è coinvolto il traffico di veicoli.Nelle grandi strutture interne, l'illuminazione uniforme contribuisce a un elevato comfort visivo, consente la flessibilità delle posizioni delle attività ed elimina la necessità di spostare gli apparecchi di illuminazione.Ciò può essere particolarmente vantaggioso nelle strutture industriali e commerciali ad alta altezza, dove sono coinvolti costi e inconvenienti sostanziali nello spostamento degli apparecchi di illuminazione.Gli apparecchi che utilizzano lampade HID hanno un illuminamento molto più elevato direttamente sotto l'apparecchio rispetto alle aree più lontane dall'apparecchio.Ciò si traduce in una scarsa uniformità (tipico rapporto max/min 6:1).I progettisti dell'illuminazione devono aumentare la densità degli apparecchi per garantire che l'uniformità dell'illuminazione soddisfi i requisiti minimi di progettazione.Al contrario, un'ampia superficie di emissione della luce (LES) creata da una matrice di LED di piccole dimensioni produce una distribuzione della luce con un'uniformità inferiore al rapporto max/min di 3:1, che si traduce in condizioni visive migliori e in un numero significativamente ridotto di installazioni sull'area di lavoro.

4. Illuminazione direzionale

A causa del loro modello di emissione direzionale e dell'elevata densità di flusso, i LED sono intrinsecamente adatti all'illuminazione direzionale.Un apparecchio direzionale concentra la luce emessa dalla sorgente luminosa in un raggio diretto che viaggia ininterrotto dall'apparecchio all'area di destinazione.Fasci di luce strettamente focalizzati vengono utilizzati per creare una gerarchia di importanza attraverso l'uso del contrasto, per far emergere caratteristiche selezionate dallo sfondo e per aggiungere interesse e fascino emotivo a un oggetto.Gli apparecchi direzionali, inclusi faretti e proiettori, sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni di illuminazione d'accento per migliorare la prominenza o evidenziare un elemento di design.L'illuminazione direzionale viene impiegata anche in applicazioni in cui è necessario un raggio intenso per aiutare a svolgere compiti visivi impegnativi o per fornire illuminazione a lungo raggio.I prodotti che servono a questo scopo includono torce elettriche,proiettori, seguipersona,luci di guida per veicoli, proiettori per stadi, ecc. Un apparecchio di illuminazione a LED può offrire abbastanza potenza nella sua emissione luminosa, sia per creare un fascio "duro" molto ben definito per un'elevata drammaticità con LED COBo per lanciare un lungo raggio in lontananza conLED ad alta potenza.

5. Ingegneria spettrale

La tecnologia LED offre la nuova capacità di controllare la distribuzione della potenza spettrale (SPD) della sorgente luminosa, il che significa che la composizione della luce può essere personalizzata per varie applicazioni.La controllabilità spettrale consente di progettare lo spettro dei prodotti di illuminazione per coinvolgere specifiche risposte umane visive, fisiologiche, psicologiche, fotorecettori vegetali o persino rivelatori di semiconduttori (ad esempio, telecamere HD) o una combinazione di tali risposte.È possibile ottenere un'elevata efficienza spettrale massimizzando le lunghezze d'onda desiderate e rimuovendo o riducendo porzioni dannose o non necessarie dello spettro per una data applicazione.Nelle applicazioni a luce bianca, l'SPD dei LED può essere ottimizzato per la fedeltà cromatica prescritta etemperatura di colore correlata (CCT).Con un design multicanale e multiemettitore, il colore prodotto dall'apparecchio a LED può essere controllato in modo attivo e preciso.I sistemi di miscelazione dei colori RGB, RGBA o RGBW in grado di produrre uno spettro completo di luce creano infinite possibilità estetiche per designer e architetti.I sistemi Dynamic White utilizzano LED multi-CCT per fornire una regolazione calda che imita le caratteristiche cromatiche delle lampade a incandescenza quando vengono regolate o per fornire un'illuminazione bianca regolabile che consente il controllo indipendente sia della temperatura del colore che dell'intensità della luce.Illuminazione incentrata sull'uomobasato su tecnologia LED bianco regolabileè uno degli slanci alla base di gran parte degli ultimi sviluppi della tecnologia di illuminazione.

6. Accensione/spegnimento

I LED si accendono alla massima luminosità quasi istantaneamente (da una cifra a decine di nanosecondi) e hanno un tempo di spegnimento di decine di nanosecondi.Al contrario, il tempo di riscaldamento, ovvero il tempo impiegato dalla lampadina per raggiungere la sua piena emissione luminosa, delle lampade fluorescenti compatte può durare fino a 3 minuti.Le lampade HID richiedono un periodo di riscaldamento di diversi minuti prima di fornire luce utilizzabile.La riaccensione a caldo è molto più preoccupante dell'avviamento iniziale per le lampade ad alogenuri metallici, che un tempo erano la principale tecnologia impiegata per illuminazione ad alta baiaE illuminazione ad alta potenzaIn impianti industriali,stadi e arene.Un'interruzione di corrente per una struttura con illuminazione ad alogenuri metallici può compromettere la sicurezza e la protezione perché il processo di riaccensione a caldo delle lampade ad alogenuri metallici richiede fino a 20 minuti.L'avvio istantaneo e il riavvio a caldo conferiscono ai LED una posizione unica per svolgere efficacemente molte attività.Non solo le applicazioni di illuminazione generale traggono grande vantaggio dal breve tempo di risposta dei LED, ma anche un'ampia gamma di applicazioni speciali sta sfruttando questa capacità.Ad esempio, le luci a LED possono funzionare in sincronia con le telecamere del traffico per fornire un'illuminazione intermittente per l'acquisizione di veicoli in movimento.I LED si accendono da 140 a 200 millisecondi più velocemente delle lampade a incandescenza.Il vantaggio del tempo di reazione suggerisce che le luci dei freni a LED sono più efficaci delle lampade a incandescenza nel prevenire i tamponamenti.Un altro vantaggio dei LED nel funzionamento a commutazione è il ciclo di commutazione.La durata dei LED non è influenzata da frequenti accensioni.I tipici driver LED per applicazioni di illuminazione generale sono classificati per 50.000 cicli di commutazione ed è raro che i driver LED ad alte prestazioni sopportino 100.000, 200.000 o addirittura 1 milione di cicli di commutazione.La durata dei LED non è influenzata dai cicli rapidi (commutazione ad alta frequenza).Questa caratteristica rende le luci a LED particolarmente adatte all'illuminazione dinamica e all'uso con controlli dell'illuminazione come i sensori di presenza o di luce diurna.D'altra parte, frequenti accensioni/spegnimenti possono ridurre la durata delle lampade a incandescenza, HID e fluorescenti.Queste sorgenti luminose hanno generalmente solo poche migliaia di cicli di commutazione durante la loro vita nominale.

7. Capacità di oscuramento

La capacità di produrre un'emissione luminosa in modo molto dinamico presta perfettamente i LEDcontrollo dell'attenuazione, mentre le lampade fluorescenti e HID non rispondono bene all'attenuazione.L'oscuramento delle lampade fluorescenti richiede l'uso di circuiti costosi, grandi e complessi per mantenere le condizioni di tensione e di eccitazione del gas.L'oscuramento delle lampade HID comporterà una vita più breve e un guasto prematuro della lampada.Le lampade a ioduri metallici e al sodio alta pressione non possono essere dimmerate al di sotto del 50% della potenza nominale.Rispondono anche a segnali di attenuazione sostanzialmente più lenti rispetto ai LED.L'attenuazione del LED può essere effettuata tramite la riduzione della corrente costante (CCR), che è meglio nota come attenuazione analogica, o applicando la modulazione dell'ampiezza dell'impulso (PWM) al LED, ovvero l'attenuazione digitale.L'attenuazione analogica controlla la corrente di pilotaggio che fluisce attraverso i LED.Questa è la soluzione di regolazione più utilizzata per le applicazioni di illuminazione generale, anche se i LED potrebbero non funzionare bene a correnti molto basse (inferiori al 10%).Il dimming PWM varia il ciclo di lavoro della modulazione dell'ampiezza dell'impulso per creare un valore medio alla sua uscita su un intervallo completo dal 100% allo 0%.Il controllo dell'attenuazione dei LED consente di allineare l'illuminazione alle esigenze umane, massimizzare il risparmio energetico, abilitare la miscelazione dei colori e la regolazione CCT e prolungare la durata dei LED.

8. Controllabilità

La natura digitale dei LED facilita l'integrazione perfetta di sensori, processori, controller e interfacce di rete nei sistemi di illuminazione per l'implementazione di varie strategie di illuminazione intelligente, dall'illuminazione dinamica e adattativa a qualunque cosa l'IoT porti avanti.L'aspetto dinamico dell'illuminazione a LED spazia dal semplice cambio di colore a intricati spettacoli di luce attraverso centinaia o migliaia di nodi di illuminazione controllabili individualmente e complesse traduzioni di contenuti video per la visualizzazione su sistemi a matrice di LED.La tecnologia SSL è al centro del grande ecosistema di soluzioni di illuminazione connesseche può sfruttare la raccolta della luce diurna, il rilevamento dell'occupazione, il controllo del tempo, la programmabilità integrata e i dispositivi connessi alla rete per controllare, automatizzare e ottimizzare vari aspetti dell'illuminazione.La migrazione del controllo dell'illuminazione alle reti basate su IP consente ai sistemi di illuminazione intelligenti e carichi di sensori di interagire con altri dispositivi all'interno Reti IoT.Ciò apre la possibilità di creare un'ampia gamma di nuovi servizi, vantaggi, funzionalità e flussi di entrate che aumentano il valore dei sistemi di illuminazione a LED.Il controllo dei sistemi di illuminazione a LED può essere implementato utilizzando una varietà di cablaggi ecomunicazone wirelessprotocolli, inclusi protocolli di controllo dell'illuminazione come 0-10V, DALI, DMX512 e DMX-RDM, protocolli di automazione degli edifici come BACnet, LON, KNX ed EnOcean e protocolli implementati sull'architettura mesh sempre più popolare (ad es. ZigBee, Z-Wave, rete Bluetooth, filo).

9. Flessibilità progettuale

Le dimensioni ridotte dei LED consentono ai progettisti di apparecchi di realizzare sorgenti luminose in forme e dimensioni adatte a molte applicazioni.Questa caratteristica fisica conferisce ai designer più libertà di esprimere la propria filosofia di design o di comporre identità di marca.La flessibilità derivante dall'integrazione diretta delle sorgenti luminose offre la possibilità di creare prodotti di illuminazione che portano una perfetta fusione tra forma e funzione.Apparecchi di illuminazione a LEDpuò essere realizzato per offuscare i confini tra design e arte per applicazioni in cui è richiesto un punto focale decorativo.Possono anche essere progettati per supportare un alto livello di integrazione architettonica e integrarsi in qualsiasi composizione di design.L'illuminazione a stato solido guida le nuove tendenze del design anche in altri settori.Le esclusive possibilità di stile consentono ai produttori di veicoli di progettare fari e luci posteriori distintivi che conferiscono alle auto un aspetto accattivante.

10. Durabilità

Un LED emette luce da un blocco di semiconduttore, piuttosto che da un bulbo o tubo di vetro, come nel caso delle tradizionali lampade a incandescenza, alogene, fluorescenti e HID che utilizzano filamenti o gas per generare luce.I dispositivi a stato solido sono generalmente montati su un circuito stampato con anima in metallo (MCPCB), con connessione tipicamente fornita da cavi saldati.Nessun vetro fragile, nessuna parte in movimento e nessuna rottura del filamento, i sistemi di illuminazione a LED sono quindi estremamente resistenti a urti, vibrazioni e usura.La durabilità allo stato solido dei sistemi di illuminazione a LED ha valori evidenti in una varietà di applicazioni.All'interno di un impianto industriale, ci sono luoghi in cui le luci soffrono di eccessive vibrazioni dovute a macchinari di grandi dimensioni.Gli apparecchi installati lungo strade e gallerie devono sopportare vibrazioni ripetute causate dal passaggio di veicoli pesanti ad alta velocità.Le vibrazioni costituiscono la giornata lavorativa tipica dei fari da lavoro montati su veicoli, macchinari e attrezzature per l'edilizia, l'industria mineraria e l'agricoltura.Gli apparecchi di illuminazione portatili come le torce elettriche e le lanterne da campeggio sono spesso soggetti all'impatto delle cadute.Ci sono anche molte applicazioni in cui le lampade rotte rappresentano un pericolo per gli occupanti.Tutte queste sfide richiedono una soluzione di illuminazione robusta, che è esattamente ciò che può offrire l'illuminazione a stato solido.

11. Vita del prodotto

La lunga durata si distingue come uno dei principali vantaggi dell'illuminazione a LED, ma le affermazioni di lunga durata basate esclusivamente sulla metrica della durata del pacchetto LED (sorgente luminosa) possono essere fuorvianti.La vita utile di un pacchetto LED, una lampada a LED o un apparecchio di illuminazione a LED (apparecchi di illuminazione) viene spesso citata come il momento in cui l'emissione del flusso luminoso è scesa al 70% della sua emissione iniziale, o L70.In genere, i LED (pacchetti LED) hanno una durata L70 compresa tra 30.000 e 100.000 ore (a Ta = 85 °C).Tuttavia, le misurazioni LM-80 utilizzate per prevedere la durata L70 dei pacchetti LED utilizzando il metodo TM-21 vengono effettuate con i pacchetti LED funzionanti continuamente in condizioni operative ben controllate (ad esempio in un ambiente a temperatura controllata e alimentato con una corrente continua costante corrente di pilotaggio).Al contrario, i sistemi LED nelle applicazioni del mondo reale sono spesso messi alla prova da un maggiore sovraccarico elettrico, temperature di giunzione più elevate e condizioni ambientali più difficili.I sistemi a LED possono subire un mantenimento accelerato del flusso luminoso o guasti prematuri.Generalmente,Lampade a LED (lampadine, tubi)hanno una durata L70 compresa tra 10.000 e 25.000 ore, gli apparecchi di illuminazione a LED integrati (ad es. proiettori, luci stradali, downlight) hanno una durata compresa tra 30.000 e 60.000 ore.Rispetto ai prodotti di illuminazione tradizionali: incandescenza (750-2.000 ore), alogene (3.000-4.000 ore), fluorescenti compatte (8.000-10.000 ore) e ioduri metallici (7.500-25.000 ore), sistemi a LED, in particolare gli apparecchi integrati, fornire una vita utile sostanzialmente più lunga.Poiché le luci a LED non richiedono praticamente alcuna manutenzione, la riduzione dei costi di manutenzione unita all'elevato risparmio energetico derivante dall'uso delle luci a LED per tutta la loro durata prolungata fornisce una base per un elevato ritorno sull'investimento (ROI).

12. Sicurezza fotobiologica

I LED sono sorgenti luminose fotobiologicamente sicure.Non producono alcuna emissione infrarossa (IR) ed emettono una quantità trascurabile di luce ultravioletta (UV) (inferiore a 5 uW/lm).Le lampade a incandescenza, fluorescenti e ad alogenuri metallici convertono rispettivamente il 73%, il 37% e il 17% dell'energia consumata in energia infrarossa.Emettono anche nella regione UV dello spettro elettromagnetico: a incandescenza (70-80 uW/lm), fluorescenti compatte (30-100 uW/lm) e alogenuri metallici (160-700 uW/lm).A un'intensità sufficientemente elevata, le sorgenti luminose che emettono luce UV o IR possono presentare rischi fotobiologici per la pelle e gli occhi.L'esposizione ai raggi UV può causare cataratta (opacità del cristallino normalmente trasparente) o fotocheratite (infiammazione della cornea).L'esposizione di breve durata a livelli elevati di radiazioni IR può causare lesioni termiche alla retina dell'occhio.L'esposizione a lungo termine ad alte dosi di radiazioni infrarosse può indurre la cataratta del soffiatore di vetro.Il disagio termico causato dal sistema di illuminazione a incandescenza è stato a lungo un fastidio nel settore sanitario poiché le luci chirurgiche convenzionali e le luci per studi dentistici utilizzano sorgenti luminose a incandescenza per produrre luce con un'elevata fedeltà cromatica.Il fascio ad alta intensità prodotto da questi apparecchi fornisce una grande quantità di energia termica che può mettere a disagio i pazienti.

Inevitabilmente, la discussione disicurezza fotobiologicaspesso si concentra il rischio di luce blu, che si riferisce a un danno fotochimico della retina derivante dall'esposizione a radiazioni a lunghezze d'onda principalmente comprese tra 400 nm e 500 nm.Un malinteso comune è che i LED potrebbero essere più propensi a causare il rischio di luce blu perché la maggior parte dei LED bianchi convertiti al fosforo utilizza una pompa LED blu.DOE e IES hanno chiarito che i prodotti LED non sono diversi da altre sorgenti luminose che hanno la stessa temperatura di colore rispetto al pericolo di luce blu.I LED convertiti al fosforo non rappresentano un tale rischio anche in base a severi criteri di valutazione.

13. Effetto delle radiazioni

I LED producono energia radiante solo all'interno della porzione visibile dello spettro elettromagnetico da circa 400 nm a 700 nm.Questa caratteristica spettrale conferisce alle luci a LED un prezioso vantaggio applicativo rispetto alle sorgenti luminose che producono energia radiante al di fuori dello spettro della luce visibile.Le radiazioni UV e IR provenienti da sorgenti luminose tradizionali non solo presentano rischi fotobiologici, ma portano anche al degrado dei materiali.La radiazione UV è estremamente dannosa per i materiali organici poiché l'energia fotonica della radiazione nella banda spettrale UV è sufficientemente elevata da produrre scissione diretta del legame e percorsi di fotoossidazione.La conseguente interruzione o distruzione del cromoforo può portare al deterioramento e allo scolorimento del materiale.Le applicazioni museali richiedono che tutte le sorgenti luminose che generano raggi UV superiori a 75 uW/lm siano filtrate per ridurre al minimo i danni irreversibili alle opere d'arte.IR non induce lo stesso tipo di danno fotochimico causato dalla radiazione UV ma può comunque contribuire al danno.L'aumento della temperatura superficiale di un oggetto può provocare un'attività chimica accelerata e cambiamenti fisici.Le radiazioni IR ad alta intensità possono innescare l'indurimento della superficie, lo scolorimento e la screpolatura dei dipinti, il deterioramento dei prodotti cosmetici, l'essiccazione di frutta e verdura, lo scioglimento del cioccolato e dei dolciumi, ecc.

14. Sicurezza antincendio ed antideflagrante

I rischi di incendio ed esposizione non sono una caratteristica dei sistemi di illuminazione a LED poiché un LED converte l'energia elettrica in radiazione elettromagnetica attraverso l'elettroluminescenza all'interno di un pacchetto semiconduttore.Ciò è in contrasto con le tecnologie legacy che producono luce riscaldando filamenti di tungsteno o eccitando un mezzo gassoso.Un guasto o un funzionamento improprio può provocare un incendio o un'esplosione.Le lampade ad alogenuri metallici sono particolarmente soggette al rischio di esplosione perché il tubo ad arco di quarzo funziona ad alta pressione (da 520 a 3.100 kPa) e ad altissima temperatura (da 900 a 1.100 °C).Guasti del tubo ad arco non passivo causati da condizioni di fine vita della lampada, da guasti dell'alimentatore o dall'uso di una combinazione lampada-alimentatore impropria possono causare la rottura del bulbo esterno della lampada a ioduri metallici.I frammenti di quarzo caldo possono incendiare materiali infiammabili, polveri combustibili o gas/vapori esplosivi.

15. Comunicazione a luce visibile (VLC)

I LED possono essere accesi e spenti a una frequenza più veloce di quella rilevabile dall'occhio umano.Questa capacità di accensione/spegnimento invisibile apre una nuova applicazione per i prodotti di illuminazione.LiFi (fedeltà della luce) La tecnologia ha ricevuto una notevole attenzione nel settore delle comunicazioni wireless.Sfrutta le sequenze "ON" e "OFF" dei LED per trasmettere i dati.Rispetto alle attuali tecnologie di comunicazione wireless che utilizzano onde radio (ad es. Wi-Fi, IrDA e Bluetooth), LiFi promette una larghezza di banda mille volte più ampia e una velocità di trasmissione significativamente più elevata.Il LiFi è considerato un'interessante applicazione IoT a causa dell'ubiquità dell'illuminazione.Ogni luce LED può essere utilizzata come punto di accesso ottico per la comunicazione dati wireless, purché il suo driver sia in grado di trasformare i contenuti in streaming in segnali digitali.

16. Illuminazione CC

I LED sono dispositivi a bassa tensione guidati dalla corrente.Questa natura consente all'illuminazione a LED di trarre vantaggio dalle griglie di distribuzione di corrente continua (CC) a bassa tensione.C'è un crescente interesse per i sistemi di microgrid CC che possono funzionare in modo indipendente o in combinazione con una rete elettrica standard.Queste reti elettriche su piccola scala forniscono migliori interfacce con i generatori di energia rinnovabile (solare, eolica, celle a combustibile, ecc.).L'alimentazione CC disponibile localmente elimina la necessità di conversione dell'alimentazione CA-CC a livello di apparecchiatura, che comporta una sostanziale perdita di energia ed è un punto di guasto comune nei sistemi LED alimentati a CA.L'illuminazione a LED ad alta efficienza a sua volta migliora l'autonomia delle batterie ricaricabili o dei sistemi di accumulo di energia.Man mano che la comunicazione di rete basata su IP acquista slancio, Power over Ethernet (PoE) è emersa come opzione di microgrid a bassa potenza per fornire alimentazione CC a bassa tensione sullo stesso cavo che fornisce i dati Ethernet.L'illuminazione a LED presenta chiari vantaggi per sfruttare i punti di forza di un'installazione PoE.

17. Funzionamento a basse temperature

L'illuminazione a LED eccelle negli ambienti a basse temperature.Un LED converte la potenza elettrica in potenza ottica attraverso l'elettroluminescenza di iniezione che viene attivata quando il diodo a semiconduttore è polarizzato elettricamente.Questo processo di avvio non dipende dalla temperatura.La bassa temperatura ambiente facilita la dissipazione del calore disperso generato dai LED e quindi li esenta dalla caduta termica (riduzione della potenza ottica a temperature elevate).Al contrario, il funzionamento a basse temperature rappresenta una grande sfida per le lampade fluorescenti.Per avviare la lampada fluorescente in un ambiente freddo è necessaria un'alta tensione per innescare l'arco elettrico.Le lampade fluorescenti perdono anche una notevole quantità della loro emissione luminosa nominale a temperature sotto lo zero, mentre le luci a LED danno il meglio di sé in ambienti freddi, anche fino a -50°C.Le luci a LED sono quindi ideali per l'uso in congelatori, frigoriferi, celle frigorifere e applicazioni all'aperto.

18. Impatto ambientale

Le luci a LED producono un impatto ambientale notevolmente inferiore rispetto alle fonti di illuminazione tradizionali.Il basso consumo energetico si traduce in basse emissioni di carbonio.I LED non contengono mercurio e quindi creano meno complicazioni ambientali a fine vita.In confronto, lo smaltimento delle lampade fluorescenti e HID contenenti mercurio comporta l'uso di rigorosi protocolli di smaltimento dei rifiuti.