Pasaulinė apšvietimo rinka išgyvena radikalias transformacijas, kurias paskatino masiškai auganti šviesos diodų (LED) technologija.Ši kietojo kūno apšvietimo (SSL) revoliucija iš esmės pakeitė pagrindinę rinkos ekonomiką ir pramonės dinamiką.SSL technologija įgalino ne tik skirtingas produktyvumo formas, bet ir perėjimą nuo įprastų technologijų prie LED apšvietimas iš esmės keičia žmonių požiūrį į apšvietimą.Įprastos apšvietimo technologijos pirmiausia buvo skirtos vizualiniams poreikiams tenkinti.Naudojant LED apšvietimą, teigiamas biologinio šviesos poveikio žmonių sveikatai ir gerovei stimuliavimas atkreipia vis didesnį dėmesį.LED technologijos atsiradimas taip pat atvėrė kelią apšvietimo ir apšvietimo konvergencijai Daiktų internetas (IoT), kuris atveria visiškai naują galimybių pasaulį.Iš pradžių buvo daug painiavos dėl LED apšvietimo.Didelis rinkos augimas ir didžiulis vartotojų susidomėjimas sukuria neatidėliotiną poreikį išsklaidyti su technologija susijusias abejones ir informuoti visuomenę apie jos pranašumus ir trūkumus.

Kaip daryties LEDdirbti?

Šviesos diodas yra puslaidininkių paketas, kurį sudaro LED štampas (lustas) ir kiti komponentai, užtikrinantys mechaninį palaikymą, elektros jungtį, šilumos laidumą, optinį reguliavimą ir bangos ilgio konvertavimą.LED lustas iš esmės yra pn jungties įtaisas, sudarytas iš priešingai legiruotų puslaidininkių sluoksnių.Paprastai naudojamas sudėtinis puslaidininkis yra galio nitridas (GaN), turintis tiesioginį juostos tarpą, leidžiantį pasiekti didesnę spinduliuotės rekombinacijos tikimybę, nei puslaidininkiai su netiesioginiu juostos tarpu.Kai pn sandūra yra pakreipta į priekį, elektronai iš n-tipo puslaidininkinio sluoksnio laidumo juostos juda per ribinį sluoksnį į p sandūrą ir rekombinuojasi su skylutėmis iš p-tipo puslaidininkinio sluoksnio valentinės juostos. aktyvioji diodo sritis.Dėl elektronų skylės rekombinacijos elektronai nukrenta į mažesnės energijos būseną ir išleidžia energijos perteklių fotonų (šviesos paketų) pavidalu.Šis efektas vadinamas elektroliuminescencija.Fotonas gali pernešti visų bangų ilgių elektromagnetinę spinduliuotę.Tikslūs diodo skleidžiamos šviesos bangos ilgiai nustatomi pagal puslaidininkio energijos juostos tarpą.

Šviesa, generuojama per elektroliuminescenciją LED lustasturi siaurą bangos ilgio pasiskirstymą, o įprastas kelių dešimčių nanometrų dažnių juostos plotis.Siauros juostos spinduliuotės rezultatas yra vienos spalvos šviesa, pavyzdžiui, raudona, mėlyna arba žalia.Siekiant užtikrinti plataus spektro baltos šviesos šaltinį, LED lusto spektrinės galios paskirstymo (SPD) plotis turi būti išplėstas.LED lusto elektroliuminescencija iš dalies arba visiškai paverčiama fotoliuminescencija fosforuose.Dauguma baltų šviesos diodų sujungia trumpos bangos spinduliuotę iš InGaN mėlynųjų lustų ir pakartotinai skleidžiamą ilgesnės bangos šviesą iš fosforo.Fosforo milteliai yra disperguojami silicio, epoksidinės ar kitos dervos matricose.Fosforo turinti matrica yra padengta LED lustu.Balta šviesa taip pat gali būti gaminama pumpuojant raudoną, žalią ir mėlyną fosforą naudojant ultravioletinę (UV) arba violetinę LED lustą.Tokiu atveju gaunama balta spalva gali pasiekti puikų spalvų perteikimą.Tačiau šis metodas kenčia nuo mažo efektyvumo, nes didelis bangos ilgio poslinkis, susijęs su UV arba violetinės šviesos keitimu žemyn, yra kartu su dideliais Stokso energijos nuostoliais.

Privalumai išLED apšvietimas

Kaitinamųjų lempų išradimas gerokai prieš šimtmetį sukėlė revoliuciją dirbtiniame apšvietime.Šiuo metu matome skaitmeninio apšvietimo revoliuciją, kurią įgalina SSL.Puslaidininkinis apšvietimas ne tik suteikia precedento neturintį dizainą, našumą ir ekonominę naudą, bet ir suteikia daugybę naujų programų bei vertės pasiūlymų, kurie anksčiau buvo laikomi nepraktiškais.Grąža iš šių pranašumų gerokai viršys palyginti dideles išankstines LED sistemos įrengimo išlaidas, dėl kurių rinkoje vis dar kyla abejonių.

1. Energijos vartojimo efektyvumas

Vienas iš pagrindinių priežasčių, kodėl reikia pereiti prie LED apšvietimo, yra energijos vartojimo efektyvumas.Per pastarąjį dešimtmetį fosforu konvertuotų baltų LED paketų šviesos efektyvumas padidėjo nuo 85 lm/W iki daugiau nei 200 lm/W, o tai reiškia, kad elektros energijos konvertavimo į optinį efektyvumą (PCE) viršija 60 %, esant standartinei darbo srovei. tankis 35 A/cm2.Nepaisant to, kad pagerėjo InGaN mėlynųjų šviesos diodų, fosforo (efektyvumas ir bangos ilgis atitinka žmogaus akių reakciją) ir paketo (optinės sklaidos / sugerties) efektyvumas, JAV Energetikos departamentas (DOE) teigia, kad PC-LED lieka daugiau erdvės. Maždaug 255 lm/W efektyvumo patobulinimai ir šviesos efektyvumas turėtų būti praktiškai įmanomi mėlyni siurblio šviesos diodai.Didelis šviesos efektyvumas neabejotinai yra didžiulis šviesos diodų pranašumas prieš tradicinius šviesos šaltinius – kaitrinę (iki 20 lm/W), halogeninę (iki 22 lm/W), linijinę fluorescencinę (65–104 lm/W), kompaktinę fluorescencinę (46). -87 lm/W), indukcinė fluorescencinė (70-90 lm/W), gyvsidabrio garai (60-60 lm/W), aukšto slėgio natrio (70-140 lm/W), kvarco metalo halogenidas (64-110 lm/ W), ir keramikos metalo halogenidas (80-120 lm/W).

2. Optinis pristatymo efektyvumas

Be reikšmingų šviesos šaltinio efektyvumo patobulinimų, galimybė pasiekti aukštą šviestuvo optinį efektyvumą naudojant LED apšvietimą yra mažiau žinoma paprastiems vartotojams, bet labai pageidaujama apšvietimo dizainerių.Veiksmingas šviesos šaltinių skleidžiamos šviesos pristatymas į taikinį buvo pagrindinis pramonės projektavimo iššūkis.Tradicinės lemputės formos lempos skleidžia šviesą visomis kryptimis.Dėl to didžioji dalis lempos sukuriamo šviesos srauto įstrigo šviestuve (pvz., dėl atšvaitų, difuzorių) arba išeina iš šviestuvo ta kryptimi, kuri nėra naudinga pagal numatytą paskirtį arba tiesiog pažeidžia akis.HID šviestuvai, tokie kaip metalo halogenidas ir aukšto slėgio natrio druska, paprastai yra maždaug 60–85 % efektyvūs nukreipiant lempos skleidžiamą šviesą iš šviestuvo.Neretai įleidžiami apatiniai šviestuvai ir troferiai, kuriuose naudojami fluorescenciniai arba halogeniniai šviesos šaltiniai, patiria 40–50 % optinių nuostolių.Kryptinis LED apšvietimo pobūdis leidžia efektyviai tiekti šviesą, o kompaktiškas šviesos diodų formos faktorius leidžia efektyviai reguliuoti šviesos srautą naudojant sudėtinius lęšius.Gerai suprojektuotos LED apšvietimo sistemos gali užtikrinti didesnį nei 90% optinį efektyvumą.

3. Apšvietimo tolygumas

Vienodas apšvietimas yra vienas iš svarbiausių vidaus aplinkos ir lauko zonų / kelių apšvietimo dizaino prioritetų.Vienodumas yra apšvietimo santykio matas tam tikroje srityje.Geras apšvietimas turėtų užtikrinti tolygų liumenų pasiskirstymą užduočių paviršiuje arba srityje.Ekstremalūs skaisčio skirtumai, atsirandantys dėl netolygaus apšvietimo, gali sukelti regėjimo nuovargį, paveikti užduočių atlikimą ir netgi kelti susirūpinimą dėl saugos, nes akis turi prisitaikyti prie skirtingo skaisčio paviršių.Perėjimas iš ryškiai apšviestos srities į labai skirtingą skaistį sukels trumpalaikį regėjimo aštrumo praradimą, o tai turi didelį poveikį saugai naudojant lauke, kur vyksta transporto priemonių eismas.Didelėse patalpų patalpose vienodas apšvietimas užtikrina aukštą vizualinį komfortą, leidžia lanksčiai atlikti užduočių vietas ir nereikės perkelti šviestuvų.Tai gali būti ypač naudinga pramoniniuose ir komerciniuose objektuose, kur šviestuvų perkėlimas reikalauja didelių išlaidų ir nepatogumų.Šviestuvai, kuriuose naudojamos HID lempos, turi daug didesnį apšvietimą tiesiai po šviestuvu nei tose srityse, kurios yra toliau nuo šviestuvo.Dėl to vienodumas prastas (tipinis maks./min santykis 6:1).Apšvietimo dizaineriai turi padidinti armatūros tankį, kad užtikrintų, jog apšvietimo vienodumas atitiktų minimalius projektavimo reikalavimus.Priešingai, didelis šviesą spinduliuojantis paviršius (LES), sukurtas iš daugybės mažų šviesos diodų, sukuria tolygų šviesos pasiskirstymą, kurio maksimalus/min santykis yra mažesnis nei 3:1, o tai reiškia geresnes regėjimo sąlygas ir žymiai sumažintą skaičių. įrenginių, esančių užduočių srityje.

4. Kryptinis apšvietimas

Dėl kryptinio spinduliavimo modelio ir didelio srauto tankio šviesos diodai iš prigimties tinka kryptiniam apšvietimui.Kryptinis šviestuvas sutelkia šviesos šaltinio skleidžiamą šviesą į nukreiptą spindulį, kuris nepertraukiamai keliauja iš šviestuvo į tikslinę sritį.Siaurai sufokusuoti šviesos pluoštai naudojami svarbos hierarchijai sukurti naudojant kontrastą, tam, kad pasirinktos ypatybės išryškėtų iš fono, ir objektas sudomintų bei emocinis patrauklumas.Kryptiniai šviestuvai, įskaitant prožektorius ir prožektorius, plačiai naudojami akcentinio apšvietimo programose, siekiant padidinti iškilumą arba pabrėžti dizaino elementą.Kryptinis apšvietimas taip pat naudojamas tais atvejais, kai reikalingas intensyvus spindulys, kad būtų galima atlikti sudėtingas vizualines užduotis arba užtikrinti ilgo nuotolio apšvietimą.Produktai, skirti šiam tikslui, yra žibintuvėliai,prožektoriai, sekančios dėmės,transporto priemonių vairavimo žibintai, stadiono prožektoriaiir tt LED šviestuvas gali turėti pakankamai stiprios šviesos srauto, nesvarbu, ar sukurti labai aiškiai apibrėžtą „kietą“ spindulį, kad būtų sukurta dramatiška COB šviesos diodaiarba mesti ilgą spindulį toli į tolį sudidelės galios šviesos diodai.

5. Spektrinė inžinerija

LED technologija suteikia naują galimybę valdyti šviesos šaltinio spektrinės galios paskirstymą (SPD), o tai reiškia, kad šviesos sudėtį galima pritaikyti įvairioms reikmėms.Spektrinis valdymas leidžia suprojektuoti apšvietimo produktų spektrą taip, kad būtų suaktyvintas specifinis žmogaus regėjimo, fiziologinis, psichologinis, augalų fotoreceptorių ar net puslaidininkinio detektoriaus (ty HD fotoaparato) atsakas arba tokių reakcijų derinys.Didelis spektrinis efektyvumas gali būti pasiektas maksimaliai padidinus norimus bangos ilgius ir pašalinus arba sumažinus žalingas arba nereikalingas spektro dalis tam tikram pritaikymui.Naudojant baltą apšvietimą, šviesos diodų SPD gali būti optimizuotas pagal nustatytą spalvų tikslumą irkoreliuojamą spalvų temperatūrą (CCT).Dėl kelių kanalų, kelių emiterių dizaino LED šviestuvo spalva gali būti aktyviai ir tiksliai valdoma.RGB, RGBA arba RGBW spalvų maišymo sistemos, galinčios sukurti visą šviesos spektrą, sukuria begalines estetines galimybes dizaineriams ir architektams.Dinaminės baltos spalvos sistemos naudoja kelių CCT šviesos diodus, kad užtikrintų šiltą pritemdymą, kuris imituoja kaitinamųjų lempų spalvų charakteristikas, kai pritemdoma, arba užtikrina reguliuojamą baltą apšvietimą, leidžiantį nepriklausomai valdyti spalvų temperatūrą ir šviesos intensyvumą.Į žmogų orientuotas apšvietimasremiantis derinama baltos spalvos LED technologijayra vienas iš daugelio naujausių apšvietimo technologijų plėtros momentų.

6. Įjungimas/išjungimas

Šviesos diodai visu ryškumu užsidega beveik akimirksniu (nuo vieno skaitmens iki dešimčių nanosekundžių), o išsijungia per keliasdešimt nanosekundžių.Priešingai, kompaktinių liuminescencinių lempų įšilimo laikas arba laikas, per kurį lemputė pasiekia visą savo šviesos srautą, gali trukti iki 3 minučių.HID lempoms reikia kelių minučių pašildymo, kad būtų galima naudoti šviesą.Karštas pakartojimas kelia daug didesnį susirūpinimą nei pradinis metalo halogeninių lempų, kurios kadaise buvo pagrindinė technologija, naudojama aukšto įlankos apšvietimasir didelio galingumo prožektoriaiin pramoniniai objektai,stadionai ir arenos.Elektros tiekimo nutraukimas objekte su metalo halogenidų apšvietimu gali pakenkti saugai ir saugumui, nes metalo halogeno lempų karšto uždegimo procesas trunka iki 20 minučių.Momentinis paleidimas ir karštas paleidimas suteikia šviesos diodams unikalią padėtį, kad būtų galima efektyviai atlikti daugybę užduočių.Trumpas šviesos diodų atsako laikas labai naudingas ne tik bendrojo apšvietimo programoms, bet ir įvairioms specialioms programoms.Pavyzdžiui, LED žibintai gali veikti sinchronizuoti su eismo kameromis, kad būtų užtikrintas pertraukiamas apšvietimas fiksuojant judančią transporto priemonę.Šviesos diodai įsijungia 140–200 milisekundžių greičiau nei kaitrinės lempos.Reakcijos laiko pranašumas rodo, kad LED stabdžių žibintai yra veiksmingesni už kaitrines lempas, kad išvengtų susidūrimų iš galinio smūgio.Kitas šviesos diodų privalumas perjungimo veikloje yra perjungimo ciklas.Dažnas perjungimas neturi įtakos šviesos diodų eksploatavimo trukmei.Įprastos bendrojo apšvietimo LED tvarkyklės yra įvertintos 50 000 perjungimo ciklų, o didelio našumo LED tvarkyklės retai atlaiko 100 000, 200 000 ar net 1 milijoną perjungimo ciklų.Greitas cikliškumas (aukšto dažnio perjungimas) neturi įtakos LED veikimo laikui.Dėl šios funkcijos LED žibintai puikiai tinka dinaminiam apšvietimui ir naudojami su apšvietimo valdikliais, tokiais kaip užimtumo ar dienos šviesos jutikliai.Kita vertus, dažnas įjungimas/išjungimas gali sutrumpinti kaitinamųjų, HID ir liuminescencinių lempų tarnavimo laiką.Šie šviesos šaltiniai paprastai turi tik kelis tūkstančius perjungimo ciklų per savo vardinį tarnavimo laiką.

7. Pritemdymo galimybė

Galimybė generuoti šviesos srautą labai dinamiškai suteikia šviesos diodų tobulumąpritemdymo valdymas, tuo tarpu fluorescencinės ir HID lempos blogai reaguoja į pritemdymą.Tam, kad fluorescencinės lempos būtų pritemdytos, reikia naudoti brangias, dideles ir sudėtingas grandines, kad būtų išlaikytos dujų sužadinimo ir įtampos sąlygos.HID lempų pritemdymas sumažins jų tarnavimo laiką ir sukels ankstyvą lempos gedimą.Metalo halogenidų ir aukšto slėgio natrio lempos negali būti pritemdytos žemiau 50 % vardinės galios.Jie taip pat reaguoja į pritemdymo signalus daug lėčiau nei šviesos diodai.Šviesos diodų pritemdymas gali būti atliekamas naudojant nuolatinį srovės mažinimą (CCR), kuris geriau žinomas kaip analoginis pritemdymas, arba taikant šviesos diodui impulsų pločio moduliaciją (PWM), AKA skaitmeninį pritemdymą.Analoginis pritemdymas kontroliuoja pavaros srovę, tekančią į šviesos diodus.Tai yra plačiausiai naudojamas pritemdymo sprendimas bendram apšvietimui, nors šviesos diodai gali prastai veikti esant labai mažoms srovėms (mažesnėms nei 10 %).PWM pritemdymas keičia impulso pločio moduliacijos darbo ciklą, kad būtų sukurta vidutinė jo išvesties vertė visame diapazone nuo 100% iki 0%.Šviesos diodų pritemdymo valdymas leidžia suderinti apšvietimą su žmogaus poreikiais, maksimaliai sutaupyti energijos, įgalinti spalvų maišymą ir CCT derinimą bei pailginti LED tarnavimo laiką.

8. Valdomumas

Skaitmeninis šviesos diodų pobūdis palengvina sklandų integravimą jutikliai, procesorius, valdiklius ir tinklo sąsajas į apšvietimo sistemas, skirtas įgyvendinti įvairias išmaniojo apšvietimo strategijas – nuo ​​dinaminio apšvietimo ir prisitaikančio apšvietimo iki bet kokio daiktų interneto.Dinaminis LED apšvietimo aspektas svyruoja nuo paprasto spalvų keitimo iki sudėtingų šviesos pasirodymų šimtuose ar tūkstančiuose atskirai valdomų apšvietimo mazgų ir sudėtingo vaizdo turinio vertimo, kad būtų galima rodyti LED matricų sistemose.SSL technologija yra didelės ekosistemos pagrindas sujungti apšvietimo sprendimaikuri gali panaudoti dienos šviesos derliaus nuėmimą, užimtumo jutimą, laiko kontrolę, integruotą programuojamumą ir prie tinklo prijungtus įrenginius, skirtus valdyti, automatizuoti ir optimizuoti įvairius apšvietimo aspektus.Apšvietimo valdymo perkėlimas į IP pagrindu veikiančius tinklus leidžia intelektualioms, jutikliais pakrautoms apšvietimo sistemoms sąveikauti su kitais įrenginiais. IoT tinklai.Tai atveria galimybes sukurti daugybę naujų paslaugų, privalumų, funkcijų ir pajamų srautų, kurie padidina LED apšvietimo sistemų vertę.LED apšvietimo sistemų valdymas gali būti įgyvendintas naudojant įvairius laidinius irbevielis ryšysprotokolai, įskaitant apšvietimo valdymo protokolus, tokius kaip 0-10V, DALI, DMX512 ir DMX-RDM, pastatų automatizavimo protokolus, tokius kaip BACnet, LON, KNX ir EnOcean, ir protokolus, naudojamus vis populiarėjančioje tinklinio tinklo architektūroje (pvz., ZigBee, Z-Wave, „Bluetooth“ tinklelis, siūlas).

9. Dizaino lankstumas

Mažas šviesos diodų dydis leidžia šviestuvų dizaineriams paversti šviesos šaltinius tokiomis formomis ir dydžiais, kurie tinka daugeliui pritaikymų.Ši fizinė savybė suteikia dizaineriams daugiau laisvės išreikšti savo dizaino filosofiją arba kurti prekės ženklo tapatybę.Lankstumas, atsirandantis dėl tiesioginio šviesos šaltinių integravimo, suteikia galimybę sukurti apšvietimo produktus, kurie puikiai susilieja tarp formos ir funkcijos.LED šviestuvaiGalima sukurti taip, kad panaikintų dizaino ir meno ribas, kai naudojamas dekoratyvinis židinio taškas.Jie taip pat gali būti sukurti taip, kad palaikytų aukštą architektūrinės integracijos lygį ir įsilietų į bet kokią dizaino kompoziciją.Kietojo kūno apšvietimas skatina naujas dizaino tendencijas ir kituose sektoriuose.Unikalios stiliaus galimybės leidžia transporto priemonių gamintojams sukurti išskirtinius priekinius ir galinius žibintus, kurie suteikia automobiliams patrauklią išvaizdą.

10. Patvarumas

Šviesos diodas skleidžia šviesą iš puslaidininkių bloko, o ne iš stiklinės lemputės ar vamzdžio, kaip yra senosiose kaitrinėse, halogeninėse, fluorescencinėse ir HID lempose, kuriose šviesai generuoti naudojami siūlai arba dujos.Kietojo kūno įrenginiai paprastai montuojami ant metalinės šerdies spausdintinės plokštės (MCPCB), o jungtis paprastai užtikrina lituoti laidai.Jokio trapaus stiklo, judančių dalių ir kaitinamųjų siūlų lūžimo, todėl LED apšvietimo sistemos yra itin atsparios smūgiams, vibracijai ir nusidėvėjimui.LED apšvietimo sistemų kietojo kūno patvarumas turi akivaizdžių reikšmių įvairiose srityse.Pramoniniame objekte yra vietų, kur žibintai kenčia nuo per didelės didelių mašinų vibracijos.Šalia kelių ir tunelių įrengti šviestuvai turi atlaikyti pasikartojančią vibraciją, kurią sukelia dideliu greičiu važiuojančios sunkiasvorės transporto priemonės.Vibracija sudaro įprastą darbo dieną, kai darbo žibintai montuojami ant statybinių, kasybos ir žemės ūkio transporto priemonių, mašinų ir įrenginių.Nešiojami šviestuvai, tokie kaip žibintuvėliai ir stovyklavimo žibintai, dažnai nukrenta.Taip pat yra daug programų, kuriose sugedusios lempos kelia pavojų keleiviams.Visi šie iššūkiai reikalauja tvirto apšvietimo sprendimo, kurį gali pasiūlyti kietojo kūno apšvietimas.

11. Gaminio gyvavimo laikas

Ilgas tarnavimo laikas yra vienas iš didžiausių LED apšvietimo privalumų, tačiau teiginiai apie ilgą tarnavimo laiką, pagrįsti vien LED paketo (šviesos šaltinio) naudojimo trukmės metrika, gali būti klaidinantys.LED paketo, LED lempos ar LED šviestuvo (šviestuvų) naudingo tarnavimo laikas dažnai nurodomas kaip momentas, kai šviesos srautas sumažėjo iki 70 % pradinės galios arba L70.Paprastai šviesos diodų (LED paketų) L70 tarnavimo laikas yra nuo 30 000 iki 100 000 valandų (esant Ta = 85 °C).Tačiau LM-80 matavimai, naudojami numatant LED paketų L70 tarnavimo laiką naudojant TM-21 metodą, atliekami LED paketams veikiant nuolat gerai kontroliuojamomis darbo sąlygomis (pvz., aplinkoje, kurioje temperatūra kontroliuojama ir tiekiama su pastovia DC). pavaros srovė).Priešingai, LED sistemos realiame pasaulyje dažnai susiduria su didesniu elektros įtempimu, aukštesne sankryžos temperatūra ir atšiauresnėmis aplinkos sąlygomis.Šviesos diodų sistemos gali pagreitinti šviesos srauto palaikymą arba tiesioginis ankstyvas gedimas.Apskritai,LED lempos (lemputės, vamzdeliai)L70 eksploatavimo laikas yra nuo 10 000 iki 25 000 valandų, integruotų LED šviestuvų (pvz., aukštų įėjimo šviestuvų, gatvių šviestuvų, apatinių šviestuvų) tarnavimo laikas yra nuo 30 000 iki 60 000 valandų.Palyginti su tradiciniais apšvietimo produktais – kaitrinėmis (750–2000 val.), halogeninėmis (3000–4000 val.), kompaktinėmis fluorescencinėmis (8000–10000 val.) ir metalų halogenidinėmis (7500–25000 val.), LED sistemomis, ypač integruotais šviestuvais, užtikrinti žymiai ilgesnį tarnavimo laiką.Kadangi LED lemputėms beveik nereikia priežiūros, mažesnės priežiūros išlaidos ir didelis energijos sutaupymas naudojant LED lemputes per ilgesnį jų eksploatavimo laiką yra didelės investicijų grąžos (IG) pagrindas.

12. Fotobiologinė sauga

Šviesos diodai yra fotobiologiškai saugūs šviesos šaltiniai.Jie neskleidžia infraraudonųjų spindulių (IR) ir skleidžia nedidelį ultravioletinės (UV) šviesos kiekį (mažiau nei 5 uW/lm).Kaitinamosios, fluorescencinės ir metalo halogenidų lempos atitinkamai 73%, 37% ir 17% suvartojamos energijos paverčia infraraudonųjų spindulių energija.Jie taip pat skleidžia elektromagnetinio spektro UV srityje - kaitrinę (70-80 uW/lm), kompaktinę fluorescencinę (30-100 uW/lm) ir metalų halogenidą (160-700 uW/lm).Esant pakankamai dideliam intensyvumui, šviesos šaltiniai, skleidžiantys UV arba IR šviesą, gali kelti fotobiologinį pavojų odai ir akims.UV spinduliuotės poveikis gali sukelti kataraktą (paprastai skaidraus lęšiuko drumstėjimą) arba fotokeratitą (ragenos uždegimą).Trumpalaikis didelio lygio IR spinduliuotės poveikis gali sukelti terminį akies tinklainės pažeidimą.Ilgalaikis didelių infraraudonųjų spindulių dozių poveikis gali sukelti stiklo pūstuvo kataraktą.Šiluminis diskomfortas, kurį sukelia kaitinamojo apšvietimo sistema, jau seniai erzina sveikatos priežiūros pramonę, nes įprastose chirurginėse užduočių lempose ir odontologijos operatoriaus lemputėse naudojami kaitriniai šviesos šaltiniai, kad būtų išgaunama itin tiksli šviesa.Šių šviestuvų sukuriamas didelio intensyvumo spindulys tiekia daug šiluminės energijos, dėl kurios pacientai gali jaustis labai nepatogiai.

Neišvengiamai diskusijos apiefotobiologinė saugadažnai sutelkia dėmesį į mėlynos šviesos pavojų, kuris reiškia fotocheminį tinklainės pažeidimą, atsirandantį dėl spinduliuotės poveikio, kai bangos ilgis daugiausia yra nuo 400 nm iki 500 nm.Įprasta klaidinga nuomonė, kad šviesos diodai gali sukelti mėlynos šviesos pavojų, nes dauguma fosforu konvertuotų baltų šviesos diodų naudoja mėlyną LED siurblį.DOE ir IES aiškiai nurodė, kad LED gaminiai niekuo nesiskiria nuo kitų šviesos šaltinių, kurių spalvos temperatūra yra tokia pati, atsižvelgiant į mėlynos šviesos pavojų.Fosforu konvertuoti šviesos diodai nekelia tokios rizikos net pagal griežtus vertinimo kriterijus.

13. Radiacijos poveikis

Šviesos diodai skleidžia spinduliavimo energiją tik matomoje elektromagnetinio spektro dalyje nuo maždaug 400 nm iki 700 nm.Ši spektrinė charakteristika suteikia LED lemputėms vertingą pranašumą prieš šviesos šaltinius, kurie spinduliuoja energiją už matomos šviesos spektro ribų.Tradicinių šviesos šaltinių UV ir IR spinduliuotė ne tik kelia fotobiologinį pavojų, bet ir sukelia medžiagų degradaciją.UV spinduliuotė labai kenkia organinėms medžiagoms, nes spinduliuotės fotonų energija UV spektrinėje juostoje yra pakankamai didelė, kad susidarytų tiesioginiai jungčių skilimo ir fotooksidacijos keliai.Dėl chromoforo pažeidimo ar sunaikinimo medžiaga gali pablogėti ir pakeisti spalvą.Muziejuje reikalaujama, kad visi šviesos šaltiniai, generuojantys UV, viršijančius 75 uW/lm, būtų filtruojami, kad būtų sumažinta negrįžtama meno kūrinių žala.IR nesukelia tokio paties tipo fotocheminės žalos, kurią sukelia UV spinduliuotė, bet vis tiek gali prisidėti prie žalos.Padidinus objekto paviršiaus temperatūrą, gali paspartėti cheminis aktyvumas ir fiziniai pokyčiai.Didelio intensyvumo IR spinduliuotė gali sukelti paviršiaus sukietėjimą, paveikslų spalvos pasikeitimą ir įtrūkimus, kosmetikos gaminių gedimą, daržovių ir vaisių džiūvimą, šokolado ir konditerijos gaminių tirpimą ir kt.

14. Priešgaisrinė ir sprogimo sauga

Gaisro ir poveikio pavojai nėra būdingi LED apšvietimo sistemoms, nes šviesos diodas paverčia elektros energiją į elektromagnetinę spinduliuotę per elektroliuminescenciją puslaidininkių pakete.Tai prieštarauja senoms technologijoms, kurios gamina šviesą kaitindamos volframo siūlus arba sužadindamos dujinę terpę.Gedimas arba netinkamas veikimas gali sukelti gaisrą arba sprogimą.Metalų halogenidų lempos yra ypač linkusios sprogti, nes kvarcinis lankinis vamzdis veikia esant aukštam slėgiui (520–3100 kPa) ir labai aukštai temperatūrai (900–1100 °C).Dėl nepasyviojo lankinio vamzdžio gedimų, atsiradusių dėl lempos eksploatavimo pabaigos sąlygų, dėl balasto gedimų arba dėl netinkamo lempos ir balasto derinio naudojimo, gali lūžti metalo halogeno lempos išorinė lemputė.Karštos kvarco skeveldros gali uždegti degias medžiagas, degias dulkes arba sprogias dujas/garus.

15. Matomos šviesos ryšys (VLC)

Šviesos diodai gali būti įjungiami ir išjungiami tokiu dažniu, kurį gali aptikti žmogaus akis.Ši nematoma įjungimo / išjungimo galimybė atveria naują apšvietimo gaminių pritaikymą.LiFi (Light Fidelity) technologija belaidžio ryšio pramonėje sulaukė didelio dėmesio.Duomenims perduoti naudoja šviesos diodų „ON“ ir „OFF“ sekas.Palyginti su dabartinėmis belaidžio ryšio technologijomis, naudojančiomis radijo bangas (pvz., Wi-Fi, IrDA ir Bluetooth), LiFi žada tūkstantį kartų didesnį pralaidumą ir žymiai didesnį perdavimo greitį.LiFi yra laikomas patrauklia IoT programa dėl apšvietimo visur.Kiekviena LED lemputė gali būti naudojama kaip optinis prieigos taškas belaidžiam duomenų ryšiui palaikyti, jei jos tvarkyklė gali paversti srautinį turinį į skaitmeninius signalus.

16. Nuolatinės srovės apšvietimas

Šviesos diodai yra žemos įtampos, srovės valdomi įrenginiai.Šis pobūdis leidžia LED apšvietimui pasinaudoti žemos įtampos nuolatinės srovės (DC) paskirstymo tinklais.Didėja susidomėjimas nuolatinės srovės mikrotinklo sistemomis, kurios gali veikti nepriklausomai arba kartu su standartiniu komunaliniu tinklu.Šie mažo masto elektros tinklai suteikia patobulintas sąsajas su atsinaujinančios energijos generatoriais (saulės, vėjo, kuro elementų ir kt.).Vietinis nuolatinės srovės maitinimas pašalina poreikį konvertuoti įrangos lygmeniu kintamosios srovės ir nuolatinės srovės energiją, dėl kurios prarandama daug energijos ir tai yra dažnas kintamosios srovės LED sistemų gedimo taškas.Didelio efektyvumo LED apšvietimas savo ruožtu pagerina įkraunamų baterijų arba energijos kaupimo sistemų savarankiškumą.Įsibėgėjus IP pagrindu veikiančiam tinklo ryšiui, „Power over Ethernet“ (PoE) atsirado kaip mažos galios mikrotinklo parinktis, skirta žemos įtampos nuolatinei srovei tiekti tuo pačiu kabeliu, kuriuo tiekiami Ethernet duomenys.LED apšvietimas turi aiškių pranašumų, kad išnaudotų PoE įrenginio pranašumus.

17. Šaltos temperatūros veikimas

LED apšvietimas puikiai tinka šaltoje temperatūroje.Šviesos diodas elektros energiją paverčia optine galia per įpurškimo elektroliuminescenciją, kuri įjungiama, kai puslaidininkinis diodas yra elektriškai pakreiptas.Šis paleidimo procesas nepriklauso nuo temperatūros.Žema aplinkos temperatūra palengvina perteklinės šilumos, susidarančios iš šviesos diodų, išsklaidymą ir taip atleidžia juos nuo šiluminio kritimo (optinės galios sumažėjimo esant aukštesnei temperatūrai).Priešingai, darbas šaltoje temperatūroje yra didelis iššūkis fluorescencinėms lempoms.Kad fluorescencinė lempa įsijungtų šaltoje aplinkoje, reikalinga aukšta įtampa elektros lankui paleisti.Liuminescencinės lempos taip pat praranda didelę dalį savo vardinės šviesos galios esant žemesnei nei užšalimo temperatūrai, o LED lempos geriausiai veikia šaltoje aplinkoje – net iki -50 °C.Todėl LED šviestuvai idealiai tinka naudoti šaldikliuose, šaldytuvuose, šaldymo patalpose ir lauke.

18. Poveikis aplinkai

LED šviestuvai daro daug mažesnį poveikį aplinkai nei tradiciniai apšvietimo šaltiniai.Mažas energijos suvartojimas reiškia mažą anglies dvideginio išmetimą.Šviesos dioduose nėra gyvsidabrio, todėl pasibaigus eksploatavimo laikui jie sukelia mažiau aplinkos problemų.Palyginimui, gyvsidabrio turinčių liuminescencinių ir HID lempų šalinimas apima griežtų atliekų šalinimo protokolų naudojimą.