Globálny trh s osvetlením prechádza radikálnou transformáciou poháňanou masívne rastúcim prijatím technológie LED (light emitting diode).Táto revolúcia polovodičového osvetlenia (SSL) zásadne zmenila základnú ekonomiku trhu a dynamiku priemyslu.Nielen rôzne formy produktivity umožnila technológia SSL, prechod od konvenčných technológií smerom k LED osvetlenie výrazne mení spôsob, akým ľudia uvažujú o osvetlení.Konvenčné svetelné technológie boli navrhnuté predovšetkým na riešenie zrakových potrieb.S LED osvetlením priťahuje čoraz väčšiu pozornosť pozitívna stimulácia biologických účinkov svetla na zdravie a pohodu ľudí.Príchod technológie LED tiež pripravil cestu pre konvergenciu medzi osvetlením a osvetlením Internet vecí (IoT), ktorá otvára úplne nový svet možností.Čoskoro bol okolo LED osvetlenia veľký zmätok.Vysoký rast trhu a obrovský záujem spotrebiteľov vytvárajú naliehavú potrebu odstrániť pochybnosti okolo technológie a informovať verejnosť o jej výhodách a nevýhodách.

Ako robiťes LEDpráca?

LED je polovodičový balík obsahujúci LED matricu (čip) a ďalšie komponenty, ktoré poskytujú mechanickú podporu, elektrické spojenie, tepelnú vodivosť, optickú reguláciu a konverziu vlnovej dĺžky.LED čip je v podstate pn spojovacie zariadenie tvorené opačne dotovanými zloženými polovodičovými vrstvami.Bežne používaný zložený polovodič je nitrid gália (GaN), ktorý má priamu medzeru v pásme umožňujúcu vyššiu pravdepodobnosť radiačnej rekombinácie ako polovodiče s nepriamou medzerou v pásme.Keď je pn prechod vychýlený v doprednom smere, elektróny z vodivého pásma polovodičovej vrstvy typu n sa pohybujú cez hraničnú vrstvu do p-prechodu a rekombinujú sa s otvormi z valenčného pásma polovodičovej vrstvy typu p v aktívna oblasť diódy.Rekombinácia elektrón-diera spôsobí, že elektróny spadnú do stavu nižšej energie a uvoľnia prebytočnú energiu vo forme fotónov (balíkov svetla).Tento efekt sa nazýva elektroluminiscencia.Fotón môže prenášať elektromagnetické žiarenie všetkých vlnových dĺžok.Presné vlnové dĺžky svetla vyžarovaného z diódy sú určené medzerou energetického pásma polovodiča.

Svetlo generované elektroluminiscenciou v LED čipmá úzke rozloženie vlnových dĺžok s typickou šírkou pásma niekoľko desiatok nanometrov.Úzkopásmové emisie vedú k tomu, že svetlo má jednu farbu, ako je červená, modrá alebo zelená.Na zabezpečenie širokospektrálneho zdroja bieleho svetla sa musí rozšíriť šírka spektrálneho rozloženia výkonu (SPD) LED čipu.Elektroluminiscencia z LED čipu je čiastočne alebo úplne prevedená prostredníctvom fotoluminiscencie vo fosforoch.Väčšina bielych LED kombinuje krátkovlnnú emisiu z modrých čipov InGaN a opätovne vyžarované svetlo s dlhšou vlnovou dĺžkou z luminoforov.Fosforový prášok je dispergovaný v kremíkovej, epoxidovej matrici alebo inej živicovej matrici.Matrica obsahujúca fosfor je nanesená na LED čip.Biele svetlo môže byť produkované aj čerpaním červeného, ​​zeleného a modrého fosforu pomocou ultrafialového (UV) alebo fialového LED čipu.V tomto prípade môže výsledná biela dosiahnuť vynikajúce podanie farieb.Tento prístup však trpí nízkou účinnosťou, pretože veľký posun vlnovej dĺžky zapojený do konverzie UV alebo fialového svetla smerom nadol je sprevádzaný vysokou stratou Stokesovej energie.

VýhodyLED osvetlenie

Vynález žiaroviek pred viac ako storočím spôsobil revolúciu v umelom osvetlení.V súčasnosti sme svedkami revolúcie digitálneho osvetlenia, ktorú umožňuje SSL.Polovodičové osvetlenie prináša nielen bezprecedentný dizajn, výkon a ekonomické výhody, ale umožňuje aj množstvo nových aplikácií a hodnotových návrhov, ktoré sa predtým považovali za nepraktické.Návratnosť zo zberu týchto výhod výrazne preváži relatívne vysoké počiatočné náklady na inštaláciu systému LED, nad ktorými na trhu stále existuje určité zaváhanie.

1. Energetická účinnosť

Jedným z hlavných dôvodov pre prechod na LED osvetlenie je energetická účinnosť.Za posledné desaťročie sa svetelná účinnosť luminoforom konvertovaných bielych LED balíkov zvýšila z 85 lm/W na viac ako 200 lm/W, čo predstavuje účinnosť premeny elektrickej energie na optickú energiu (PCE) viac ako 60 % pri štandardnom prevádzkovom prúde. hustota 35 A/cm2.Napriek zlepšeniu účinnosti InGaN modrých LED diód, fosforu (účinnosť a vlnová dĺžka zodpovedajú reakcii ľudského oka) a balíku (optický rozptyl/absorpcia), Ministerstvo energetiky USA (DOE) tvrdí, že pre PC-LED zostáva viac priestoru. zlepšenie účinnosti a svetelná účinnosť približne 255 lm/W by mala byť prakticky možná pre modré LED diódy čerpadla.Vysoká svetelná účinnosť je nepochybne obrovskou výhodou LED v porovnaní s tradičnými svetelnými zdrojmi – žiarovkami (až 20 lm/W), halogénovými (až 22 lm/W), lineárnymi žiarivkami (65-104 lm/W), kompaktnými žiarivkami (46 -87 lm/W), indukčná žiarivka (70-90 lm/W), ortuťové výpary (60-60 lm/W), vysokotlakový sodík (70-140 lm/W), halogenid kremenného kovu (64-110 lm/ W) a keramický kovový halogenid (80-120 lm/W).

2. Účinnosť optického prenosu

Okrem výrazného zlepšenia účinnosti svetelného zdroja je schopnosť dosiahnuť vysokú optickú účinnosť svietidla pomocou osvetlenia LED menej známa bežným spotrebiteľom, no dizajnéri osvetlenia ju veľmi žiadajú.Efektívne dodávanie svetla vyžarovaného svetelnými zdrojmi do cieľa bolo hlavnou výzvou v tomto odvetví.Tradičné žiarovky v tvare žiarovky vyžarujú svetlo do všetkých strán.To spôsobí, že veľká časť svetelného toku produkovaného žiarovkou sa zachytí vo svietidle (napr. reflektormi, difúzormi) alebo unikne zo svietidla v smere, ktorý nie je užitočný pre zamýšľanú aplikáciu alebo jednoducho uráža oko.HID svietidlá, ako je metalhalogenid a vysokotlakový sodík, sú vo všeobecnosti približne 60% až 85% účinné pri nasmerovaní svetla produkovaného žiarovkou von zo svietidla.Nie je nezvyčajné, že zapustené stropné svietidlá a stropné svietidlá, ktoré používajú fluorescenčné alebo halogénové svetelné zdroje, zaznamenávajú 40-50% optické straty.Smerový charakter LED osvetlenia umožňuje efektívne dodávanie svetla a kompaktný tvarový faktor LED umožňuje efektívnu reguláciu svetelného toku pomocou zložených šošoviek.Dobre navrhnuté LED osvetľovacie systémy môžu poskytnúť optickú účinnosť vyššiu ako 90%.

3. Rovnomernosť osvetlenia

Jednotné osvetlenie je jednou z najvyšších priorít pri navrhovaní osvetlenia interiéru a exteriéru priestorov/voznice.Rovnomernosť je mierou vzťahov medzi osvetlenosťou na ploche.Dobré osvetlenie by malo zabezpečiť rovnomernú distribúciu lúmenov dopadajúcich na pracovnú plochu alebo oblasť.Extrémne rozdiely v jase spôsobené nerovnomerným osvetlením môžu viesť k únave zraku, ovplyvniť výkon úloh a dokonca predstavovať bezpečnostné riziko, pretože oko sa potrebuje prispôsobiť medzi povrchmi s rozdielnym jasom.Prechody z jasne osvetlenej oblasti do oblasti s veľmi odlišnou svietivosťou spôsobia prechodnú stratu zrakovej ostrosti, čo má veľké bezpečnostné dôsledky vo vonkajších aplikáciách, kde je zapojená premávka vozidiel.Vo veľkých vnútorných priestoroch prispieva rovnomerné osvetlenie k vysokému zrakovému komfortu, umožňuje flexibilitu pracovísk a eliminuje potrebu premiestňovania svietidiel.To môže byť výhodné najmä vo veľkých priemyselných a komerčných zariadeniach, kde sú spojené značné náklady a nepohodlie pri presúvaní svietidiel.Svietidlá využívajúce výbojky HID majú oveľa vyššiu osvetlenosť priamo pod svietidlom ako oblasti ďalej od svietidla.To má za následok slabú rovnomernosť (typický pomer max/min 6:1).Návrhári osvetlenia musia zvýšiť hustotu svietidiel, aby zabezpečili, že rovnomernosť osvetlenia spĺňa minimálnu konštrukčnú požiadavku.Na rozdiel od toho veľká plocha vyžarujúca svetlo (LES) vytvorená z radu malých LED diód vytvára distribúciu svetla s jednotným pomerom menej ako 3:1 max/min, čo sa premieta do lepších vizuálnych podmienok, ako aj do výrazne zníženého počtu. inštalácie nad oblasťou úloh.

4. Smerové osvetlenie

Kvôli ich smerovému vyžarovaniu a vysokej hustote toku sú LED diódy neodmysliteľne vhodné pre smerové osvetlenie.Smerové svietidlo koncentruje svetlo vyžarované svetelným zdrojom do smerovaného lúča, ktorý sa neprerušovane šíri zo svietidla do cieľovej oblasti.Úzko zaostrené lúče svetla sa používajú na vytvorenie hierarchie dôležitosti pomocou kontrastu, na vytvorenie vybraných prvkov, ktoré vyčnievajú z pozadia, a na pridanie objektu na zaujímavosti a emocionálnej príťažlivosti.Smerové svietidlá, vrátane bodových svetiel a reflektorov, sa široko používajú v aplikáciách akcentačného osvetlenia na zvýšenie nápadnosti alebo zvýraznenie dizajnového prvku.Smerové osvetlenie sa používa aj v aplikáciách, kde je potrebný intenzívny lúč na pomoc pri plnení náročných vizuálnych úloh alebo na zabezpečenie osvetlenia na veľké vzdialenosti.Medzi produkty, ktoré slúžia na tento účel, patria baterky,reflektory, sleduje body,diaľkové svetlá vozidiel, reflektory štadiónov, atď. LED svietidlo dokáže vo svojom svetelnom výkone nabaliť dostatok energie, či už na vytvorenie veľmi dobre definovaného „tvrdého“ lúča pre veľkú dramatickosť s COB LED diódyalebo vrhnúť dlhý lúč ďaleko do diaľky svysokovýkonné LED diódy.

5. Spektrálne inžinierstvo

Technológia LED ponúka novú schopnosť ovládať spektrálnu distribúciu výkonu svetelného zdroja (SPD), čo znamená, že zloženie svetla možno prispôsobiť rôznym aplikáciám.Spektrálna ovládateľnosť umožňuje navrhnúť spektrum svetelných produktov tak, aby zapájali špecifické ľudské vizuálne, fyziologické, psychologické reakcie, reakcie rastlinných fotoreceptorov alebo dokonca polovodičových detektorov (tj HD kamery), alebo kombináciu takýchto reakcií.Vysoká spektrálna účinnosť sa dá dosiahnuť maximalizáciou požadovaných vlnových dĺžok a odstránením alebo znížením poškodzujúcich alebo nepotrebných častí spektra pre danú aplikáciu.V aplikáciách s bielym svetlom možno SPD LED optimalizovať na predpísanú vernosť farieb akorelovaná farebná teplota (CCT).Vďaka viackanálovému dizajnu s viacerými žiaričmi je možné aktívne a presne ovládať farbu LED svietidla.Systémy miešania farieb RGB, RGBA alebo RGBW, ktoré sú schopné produkovať celé spektrum svetla, vytvárajú nekonečné estetické možnosti pre dizajnérov a architektov.Dynamické biele systémy využívajú multi-CCT LED na poskytovanie teplého stmievania, ktoré napodobňuje farebné charakteristiky žiaroviek pri stmievaní, alebo na poskytovanie laditeľného bieleho osvetlenia, ktoré umožňuje nezávislé ovládanie farebnej teploty a intenzity svetla.Ľudské centrické osvetleniezaložené na laditeľná biela LED technológiaje jedným z impulzov, ktorý stojí za mnohými najnovšími vývojmi svetelných technológií.

6. Zapínanie/vypínanie

LED diódy sa rozsvietia pri plnom jase takmer okamžite (v jednociferných číslach až desiatkach nanosekúnd) a majú čas vypnutia v desiatkach nanosekúnd.Naproti tomu doba zahrievania alebo doba, za ktorú žiarovka dosiahne svoj plný svetelný výkon, môže pri kompaktných žiarivkách trvať až 3 minúty.HID lampy vyžadujú niekoľkominútové zahrievanie, kým poskytnú použiteľné svetlo.Horúce opätovné zapálenie vyvoláva oveľa väčšie obavy ako počiatočné spustenie metalhalogenidových výbojok, ktoré boli kedysi hlavnou technológiou používanou na osvetlenie vysokých zátoka vysokovýkonné reflektoryv priemyselné zariadenia,štadióny a arény.Výpadok prúdu v zariadení s metalhalogenidovým osvetlením môže ohroziť bezpečnosť a zabezpečenie, pretože proces horúceho zhasnutia metalhalogenidových výbojok trvá až 20 minút.Okamžité spustenie a opätovné spustenie prepožičiavajú LED diódy v jedinečnej polohe, aby mohli efektívne vykonávať mnohé úlohy.Z krátkej doby odozvy LED diód výrazne profitujú nielen aplikácie všeobecného osvetlenia, ale túto schopnosť využíva aj široká škála špeciálnych aplikácií.Napríklad LED svetlá môžu pracovať v synchronizácii s dopravnými kamerami, aby poskytovali prerušované osvetlenie na zachytenie pohybujúceho sa vozidla.LED diódy sa zapínajú o 140 až 200 milisekúnd rýchlejšie ako žiarovky.Výhoda reakčného času naznačuje, že brzdové svetlá LED sú pri predchádzaní nárazom zozadu účinnejšie ako žiarovky.Ďalšou výhodou LED pri spínaní je cyklus spínania.Životnosť LED diód nie je ovplyvnená častým spínaním.Typické ovládače LED pre aplikácie všeobecného osvetlenia sú dimenzované na 50 000 spínacích cyklov a je nezvyčajné, aby vysokovýkonné ovládače LED vydržali 100 000, 200 000 alebo dokonca 1 milión spínacích cyklov.Životnosť LED nie je ovplyvnená rýchlym cyklovaním (vysokofrekvenčné prepínanie).Vďaka tejto funkcii sú LED svetlá vhodné na dynamické osvetlenie a na použitie s ovládacími prvkami osvetlenia, ako sú senzory obsadenosti alebo denného svetla.Na druhej strane časté zapínanie/vypínanie môže skrátiť životnosť žiaroviek, HID a žiariviek.Tieto svetelné zdroje majú vo všeobecnosti len niekoľko tisíc spínacích cyklov počas svojej menovitej životnosti.

7. Možnosť stmievania

Schopnosť produkovať svetelný výkon veľmi dynamickým spôsobom dokonale prepožičiava LED diódyovládanie stmievania, zatiaľ čo žiarivky a HID lampy nereagujú dobre na stmievanie.Stmievanie žiariviek si vyžaduje použitie drahých, veľkých a zložitých obvodov, aby sa zachovali podmienky budenia plynu a napätia.Stmievanie HID lámp povedie k kratšej životnosti a predčasnému zlyhaniu lámp.Halogenidové a vysokotlakové sodíkové výbojky nemožno stmievať pod 50 % menovitého výkonu.Tiež reagujú na signály stmievania podstatne pomalšie ako LED diódy.Stmievanie LED je možné dosiahnuť buď redukciou konštantného prúdu (CCR), ktorá je známejšia ako analógové stmievanie, alebo aplikáciou pulzne šírkovej modulácie (PWM) na LED, čiže digitálne stmievanie.Analógové stmievanie riadi prúd pohonu pretekajúci cez LED diódy.Toto je najrozšírenejšie riešenie stmievania pre aplikácie všeobecného osvetlenia, hoci LED diódy nemusia fungovať dobre pri veľmi nízkych prúdoch (pod 10 %).PWM stmievanie mení pracovný cyklus modulácie šírky impulzov, aby sa vytvorila priemerná hodnota na jej výstupe v celom rozsahu od 100 % do 0 %.Ovládanie stmievania LED umožňuje zosúladiť osvetlenie s ľudskými potrebami, maximalizovať úsporu energie, umožniť miešanie farieb a CCT ladenie a predĺžiť životnosť LED.

8. Ovládateľnosť

Digitálna povaha LED diód uľahčuje bezproblémovú integráciu senzory, procesory, ovládače a sieťové rozhrania do osvetľovacích systémov na implementáciu rôznych stratégií inteligentného osvetlenia, od dynamického osvetlenia a adaptívneho osvetlenia až po čokoľvek, čo prinesie IoT.Dynamický aspekt LED osvetlenia siaha od jednoduchej zmeny farieb až po zložité svetelné predstavenia naprieč stovkami alebo tisíckami individuálne ovládateľných svetelných uzlov a komplexným prekladom video obsahu na zobrazenie na maticových systémoch LED.Technológia SSL je jadrom veľkého ekosystému prepojené riešenia osvetleniaktoré môžu využiť zber denného svetla, snímanie obsadenosti, riadenie času, vstavanú programovateľnosť a sieťovo pripojené zariadenia na riadenie, automatizáciu a optimalizáciu rôznych aspektov osvetlenia.Prechod riadenia osvetlenia do sietí založených na IP umožňuje inteligentným systémom osvetlenia nabitým senzormi spolupracovať s ostatnými zariadeniami v rámci siete IoT.To otvára možnosti vytvárania širokej škály nových služieb, výhod, funkcií a tokov príjmov, ktoré zvyšujú hodnotu LED osvetľovacích systémov.Ovládanie LED osvetľovacích systémov je možné realizovať pomocou rôznych káblových abezdrôtová komunikáciaprotokoly vrátane protokolov riadenia osvetlenia, ako sú 0-10V, DALI, DMX512 a DMX-RDM, protokoly automatizácie budov ako BACnet, LON, KNX a EnOcean a protokoly nasadené na čoraz populárnejšej architektúre siete (napr. ZigBee, Z-Wave, Bluetooth sieť, vlákno).

9. Flexibilita dizajnu

Malá veľkosť LED umožňuje dizajnérom svietidiel vytvárať svetelné zdroje do tvarov a veľkostí vhodných pre mnohé aplikácie.Táto fyzická charakteristika dáva dizajnérom väčšiu slobodu vyjadriť svoju filozofiu dizajnu alebo vytvárať identity značky.Flexibilita vyplývajúca z priamej integrácie svetelných zdrojov ponúka možnosti vytvárať svetelné produkty, ktoré prinášajú dokonalé spojenie medzi formou a funkciou.LED svietidlámôžu byť vytvorené tak, aby rozmazali hranice medzi dizajnom a umením pre aplikácie, kde je prikázané dekoratívne ohnisko.Môžu byť tiež navrhnuté tak, aby podporovali vysokú úroveň architektonickej integrácie a zapadli do akejkoľvek kompozície dizajnu.Polovodičové osvetlenie poháňa nové dizajnové trendy aj v iných sektoroch.Jedinečné možnosti štýlu umožňujú výrobcom vozidiel navrhnúť výrazné predné a zadné svetlá, ktoré dodajú autám príťažlivý vzhľad.

10. Trvanlivosť

LED vyžaruje svetlo z bloku polovodiča – a nie zo sklenenej banky alebo trubice, ako je to v prípade starých žiaroviek, halogénových, fluorescenčných a HID žiaroviek, ktoré na generovanie svetla využívajú vlákna alebo plyny.Polovodičové zariadenia sú vo všeobecnosti namontované na doske s kovovým jadrom s plošnými spojmi (MCPCB), pričom spojenie je zvyčajne zabezpečené spájkovanými vodičmi.Žiadne krehké sklo, žiadne pohyblivé časti a žiadne prasknutie vlákna, LED osvetľovacie systémy sú preto mimoriadne odolné voči nárazom, vibráciám a opotrebovaniu.Odolnosť LED osvetľovacích systémov v pevnej fáze má evidentné hodnoty v rôznych aplikáciách.V rámci priemyselného zariadenia sú miesta, kde svetlá trpia nadmernými vibráciami veľkých strojov.Svietidlá inštalované pozdĺž ciest a tunelov musia znášať opakované vibrácie spôsobené ťažkými vozidlami prechádzajúcimi okolo vysokou rýchlosťou.Vibrácie tvoria typický pracovný deň pracovných svetiel namontovaných na stavebných, banských a poľnohospodárskych vozidlách, strojoch a zariadeniach.Prenosné svietidlá, ako sú baterky a kempingové lampy, sú často vystavené nárazom kvapiek.Existuje tiež veľa aplikácií, kde rozbité lampy predstavujú nebezpečenstvo pre cestujúcich.Všetky tieto výzvy si vyžadujú robustné riešenie osvetlenia, čo je presne to, čo môže ponúknuť polovodičové osvetlenie.

11. Životnosť produktu

Dlhá životnosť je jednou z hlavných výhod LED osvetlenia, ale tvrdenia o dlhej životnosti založené výlučne na metrike životnosti pre balík LED (svetelný zdroj) môžu byť zavádzajúce.Životnosť balenia LED, LED lampy alebo LED svietidla (svietidlá) sa často uvádza ako bod v čase, keď výstup svetelného toku klesol na 70 % pôvodného výkonu alebo L70.Typicky majú LED diódy (balíky LED) životnosť L70 medzi 30 000 a 100 000 hodinami (pri Ta = 85 °C).Avšak merania LM-80, ktoré sa používajú na predpovedanie životnosti L70 LED súprav pomocou metódy TM-21, sa vykonávajú s LED súpravami pracujúcimi nepretržite za dobre kontrolovaných prevádzkových podmienok (napr. v prostredí s kontrolovanou teplotou a napájané konštantným jednosmerným prúdom hnací prúd).Naproti tomu systémy LED v aplikáciách v reálnom svete sú často vystavené vyššiemu elektrickému preťaženiu, vyšším teplotám spojov a drsnejším podmienkam prostredia.Systémy LED môžu zaznamenať zrýchlenú údržbu svetelného toku alebo úplné predčasné zlyhanie.Všeobecne,LED žiarovky (žiarovky, trubice)majú životnosť L70 medzi 10 000 a 25 000 hodinami, integrované LED svietidlá (napr. výškové svetlá, pouličné svetlá, stropné svietidlá) majú životnosť medzi 30 000 až 60 000 hodinami.V porovnaní s tradičnými osvetľovacími výrobkami – žiarovkami (750 – 2 000 hodín), halogénovými (3 000 – 4 000 hodín), kompaktnými žiarivkami (8 000 – 10 000 hodín) a metalhalogenidmi (7 500 – 25 000 hodín), systémami LED, najmä integrovanými svietidlami, poskytujú podstatne dlhšiu životnosť.Keďže LED svetlá nevyžadujú prakticky žiadnu údržbu, znížené náklady na údržbu v spojení s vysokou úsporou energie pri používaní LED svetiel počas ich predĺženej životnosti poskytujú základ pre vysokú návratnosť investícií (ROI).

12. Fotobiologická bezpečnosť

LED diódy sú fotobiologicky bezpečné zdroje svetla.Nevytvárajú žiadne infračervené (IR) žiarenie a vyžarujú zanedbateľné množstvo ultrafialového (UV) svetla (menej ako 5 uW/lm).Žiarovky, žiarivky a halogenidové výbojky premieňajú 73 %, 37 % a 17 % spotrebovanej energie na infračervenú energiu.Vyžarujú aj v UV oblasti elektromagnetického spektra – žiarovky (70-80 uW/lm), kompaktné fluorescenčné (30-100 uW/lm) a halogenidy kovov (160-700 uW/lm).Pri dostatočne vysokej intenzite môžu svetelné zdroje, ktoré vyžarujú UV alebo IR svetlo, predstavovať fotobiologické nebezpečenstvo pre pokožku a oči.Vystavenie UV žiareniu môže spôsobiť kataraktu (zakalenie normálne čírej šošovky) alebo fotokeratitídu (zápal rohovky).Krátkodobé vystavenie vysokým hladinám IR žiarenia môže spôsobiť tepelné poškodenie sietnice oka.Dlhodobé vystavenie vysokým dávkam infračerveného žiarenia môže vyvolať sklársky kataraktu.Tepelné nepohodlie spôsobené žiarovkovým osvetľovacím systémom je v zdravotníctve už dlho nepríjemné, pretože konvenčné svietidlá pre chirurgické a zubné ordinácie používajú žiarovky na vytváranie svetla s vysokou vernosťou farieb.Vysoko intenzívny lúč produkovaný týmito svietidlami dodáva veľké množstvo tepelnej energie, ktorá môže pacientom spôsobiť veľké nepohodlie.

Nevyhnutne, diskusia ofotobiologická bezpečnosťčasto sa zameriava na nebezpečenstvo modrého svetla, ktoré sa týka fotochemického poškodenia sietnice v dôsledku vystavenia žiareniu pri vlnových dĺžkach primárne medzi 400 nm a 500 nm.Bežnou mylnou predstavou je, že LED diódy môžu s väčšou pravdepodobnosťou spôsobovať nebezpečenstvo modrého svetla, pretože väčšina bielych LED diód premenených na fosfor využíva modré LED čerpadlo.DOE a IES objasnili, že LED produkty sa nelíšia od iných svetelných zdrojov, ktoré majú rovnakú farebnú teplotu s ohľadom na nebezpečenstvo modrého svetla.LED diódy s konvertovaným fosforom nepredstavujú také riziko ani pri prísnych hodnotiacich kritériách.

13. Účinok žiarenia

LED diódy produkujú energiu žiarenia iba vo viditeľnej časti elektromagnetického spektra od približne 400 nm do 700 nm.Táto spektrálna charakteristika dáva LED svetlám cennú aplikačnú výhodu oproti svetelným zdrojom, ktoré produkujú žiarivú energiu mimo spektra viditeľného svetla.UV a IR žiarenie z tradičných svetelných zdrojov predstavuje nielen fotobiologické nebezpečenstvo, ale vedie aj k degradácii materiálu.UV žiarenie je extrémne škodlivé pre organické materiály, pretože fotónová energia žiarenia v UV spektrálnom pásme je dostatočne vysoká na to, aby vyvolala priame štiepenie väzieb a fotooxidáciu.Výsledné narušenie alebo zničenie chromoforu môže viesť k znehodnoteniu materiálu a zmene farby.Aplikácie v múzeách vyžadujú, aby boli všetky svetelné zdroje, ktoré generujú UV viac ako 75 uW/lm, filtrované, aby sa minimalizovalo nezvratné poškodenie umeleckých diel.IR neindukuje rovnaký typ fotochemického poškodenia spôsobeného UV žiarením, ale stále môže prispievať k poškodeniu.Zvýšenie povrchovej teploty predmetu môže mať za následok zrýchlenú chemickú aktivitu a fyzikálne zmeny.Infračervené žiarenie pri vysokej intenzite môže spôsobiť tvrdnutie povrchu, zmenu farby a praskanie obrazov, znehodnotenie kozmetických výrobkov, vysychanie zeleniny a ovocia, topenie čokolády a cukroviniek atď.

14. Požiarna a výbušná bezpečnosť

Nebezpečenstvo požiaru a expozície nie sú charakteristické pre systémy LED osvetlenia, pretože LED premieňa elektrickú energiu na elektromagnetické žiarenie prostredníctvom elektroluminiscencie v rámci polovodičového obalu.To je v protiklade so starými technológiami, ktoré produkujú svetlo zahrievaním volfrámových vlákien alebo excitáciou plynného média.Porucha alebo nesprávna prevádzka môže spôsobiť požiar alebo výbuch.Halogenidové výbojky sú obzvlášť náchylné na riziko výbuchu, pretože kremenná oblúková trubica pracuje pri vysokom tlaku (520 až 3 100 kPa) a veľmi vysokej teplote (900 až 1 100 °C).Nepasívne poruchy oblúkovej trubice spôsobené podmienkami na konci životnosti výbojky, poruchami predradníka alebo použitím nesprávnej kombinácie žiarovka-predradník môžu spôsobiť prasknutie vonkajšej banky halogenidovej výbojky.Horúce úlomky kremeňa môžu zapáliť horľavé materiály, horľavý prach alebo výbušné plyny/výpary.

15. Komunikácia viditeľného svetla (VLC)

LED diódy je možné zapínať a vypínať s frekvenciou rýchlejšou, než dokáže rozpoznať ľudské oko.Táto možnosť neviditeľného zapínania/vypínania otvára novú aplikáciu pre osvetľovacie produkty.LiFi (Light Fidelity) tejto technológii sa v odvetví bezdrôtovej komunikácie venuje značná pozornosť.Na prenos údajov využíva sekvencie „ON“ a „OFF“ LED.V porovnaní so súčasnými technológiami bezdrôtovej komunikácie využívajúcimi rádiové vlny (napr. Wi-Fi, IrDA a Bluetooth) LiFi sľubuje tisíckrát väčšiu šírku pásma a výrazne vyššiu prenosovú rýchlosť.LiFi sa považuje za príťažlivú aplikáciu internetu vecí vďaka všadeprítomnosti osvetlenia.Každé LED svetlo môže byť použité ako optický prístupový bod pre bezdrôtovú dátovú komunikáciu, pokiaľ je jeho ovládač schopný transformovať streamovaný obsah na digitálne signály.

16. DC osvetlenie

LED diódy sú nízkonapäťové, prúdom poháňané zariadenia.Táto povaha umožňuje osvetleniu LED využívať výhody nízkonapäťových distribučných sietí jednosmerného prúdu (DC).Rastie záujem o DC mikrosieťové systémy, ktoré môžu fungovať buď samostatne, alebo v spojení so štandardnou rozvodnou sieťou.Tieto malé energetické siete poskytujú vylepšené rozhrania s generátormi obnoviteľnej energie (solárne, veterné, palivové články atď.).Miestne dostupné jednosmerné napájanie eliminuje potrebu konverzie striedavého a jednosmerného prúdu na úrovni zariadenia, ktorá zahŕňa značné straty energie a je bežným bodom zlyhania v systémoch LED napájaných striedavým prúdom.Vysokoúčinné LED osvetlenie zase zlepšuje autonómiu nabíjateľných batérií alebo systémov skladovania energie.Ako sieťová komunikácia založená na IP naberá na sile, Power over Ethernet (PoE) sa objavila ako nízkoenergetická mikrosieťová možnosť na dodávanie nízkonapäťového jednosmerného napájania cez rovnaký kábel, ktorý dodáva ethernetové dáta.LED osvetlenie má jasné výhody na využitie silných stránok PoE inštalácie.

17. Prevádzka pri nízkej teplote

LED osvetlenie vyniká v chladnom prostredí.LED premieňa elektrickú energiu na optickú energiu pomocou vstrekovacej elektroluminiscencie, ktorá sa aktivuje, keď je polovodičová dióda elektricky predpätá.Tento proces spustenia nie je závislý od teploty.Nízka okolitá teplota uľahčuje rozptyl odpadového tepla generovaného LED diódami a tým ich zbavuje tepelného poklesu (zníženie optického výkonu pri zvýšených teplotách).Naproti tomu prevádzka pri nízkych teplotách je pre žiarivky veľkou výzvou.Na spustenie žiarivky v chladnom prostredí je potrebné vysoké napätie na spustenie elektrického oblúka.Žiarivky tiež strácajú podstatnú časť svojho menovitého svetelného výkonu pri teplotách pod bodom mrazu, zatiaľ čo LED svetlá fungujú najlepšie v chladnom prostredí – dokonca až do -50 °C.LED svetlá sú preto ideálne vhodné na použitie v mrazničkách, chladničkách, chladiarňach a vonkajších aplikáciách.

18. Vplyv na životné prostredie

LED svetlá majú výrazne menší dopad na životné prostredie ako tradičné svetelné zdroje.Nízka spotreba energie sa premieta do nízkych emisií uhlíka.LED diódy neobsahujú žiadnu ortuť, a preto na konci životnosti vytvárajú menej environmentálnych komplikácií.Na porovnanie, likvidácia fluorescenčných a HID lámp s obsahom ortuti zahŕňa použitie prísnych protokolov o likvidácii odpadu.