Oświetlenie LED to obecnie najpopularniejsza technologia oświetleniowa.Niemal każdy zna liczne zalety opraw LED, zwłaszcza fakt, że są one bardziej energooszczędne i trwalsze niż tradycyjne oprawy oświetleniowe.Jednak większość ludzi nie ma dużej wiedzy na temat technologii leżącej u podstaw oświetlenia LED.W tym poście przyjrzymy się, jak leży u podstaw technologii oświetlenia LED, aby zrozumieć, jak działają światła LED i skąd wynikają wszystkie korzyści.
Rozdział 1: Co to są diody LED i jak działają?
Pierwszym krokiem do zrozumienia technologii oświetlenia LED jest zrozumienie, czym są diody LED.LED oznacza diody elektroluminescencyjne.Diody te są z natury półprzewodnikowe, co oznacza, że mogą przewodzić prąd elektryczny.Kiedy prąd elektryczny jest przykładany do diody elektroluminescencyjnej, wynikiem jest uwolnienie energii w postaci fotonów (energia świetlna).
Ze względu na to, że oprawy LED do wytwarzania światła wykorzystują diodę półprzewodnikową, nazywane są półprzewodnikowymi urządzeniami świetlnymi.Inne światła półprzewodnikowe obejmują organiczne diody elektroluminescencyjne i polimerowe diody elektroluminescencyjne, które również wykorzystują diodę półprzewodnikową.
Rozdział 2: Kolor i temperatura barwowa światła LED
Większość opraw LED emituje światło o białej barwie.Białe światło dzieli się na różne kategorie w zależności od ciepła lub chłodu każdego urządzenia (stąd temperatura barwowa).Te klasyfikacje temperatury barwowej obejmują:
Ciepła biel – od 2700 do 3000 kelwinów
Neutralna biel – od 3000 do 4000 kelwinów
Czysta biel – od 4000 do 5000 kelwinów
Biały dzień – od 5000 do 6000 kelwinów
Chłodna biel – od 7000 do 7500 kelwinów
Ciepła biel, kolor wytwarzany przez diody LED ma żółty odcień, podobny do koloru żarówek.Wraz ze wzrostem temperatury barwowej światło staje się bielsze, aż do uzyskania dziennej białej barwy, która jest zbliżona do światła naturalnego (dzienne światło słoneczne).Wraz ze wzrostem temperatury barwowej wiązka światła zaczyna nabierać niebieskawego odcienia.
Jedną rzeczą, na którą należy jednak zwrócić uwagę w przypadku diod elektroluminescencyjnych, jest to, że nie wytwarzają one światła białego.Diody dostępne są w trzech podstawowych kolorach: czerwonym, zielonym i niebieskim.Biały kolor, który można znaleźć w większości opraw LED, powstaje w wyniku zmieszania tych trzech podstawowych kolorów.Zasadniczo mieszanie kolorów w diodach LED polega na łączeniu różnych długości fal światła dwóch lub więcej diod.Dlatego poprzez mieszanie kolorów można uzyskać dowolny z siedmiu kolorów występujących w widmie światła widzialnego (kolory tęczy), które po połączeniu dają kolor biały.
Rozdział 3: LED i efektywność energetyczna
Jednym z ważnych aspektów technologii oświetlenia LED jest ich efektywność energetyczna.Jak już wspomniano, prawie każdy wie, że diody LED są energooszczędne.Jednak spora liczba osób nie zdaje sobie sprawy z tego, jak powstaje efektywność energetyczna.
Rzeczą, która sprawia, że diody LED są bardziej energooszczędne niż inne technologie oświetleniowe, jest fakt, że diody LED przekształcają prawie całą moc wejściową (95%) w energię świetlną.Ponadto diody LED nie emitują promieniowania podczerwonego (światła niewidzialnego), którym zarządza się poprzez mieszanie długości fal kolorów diod w każdym urządzeniu, aby uzyskać tylko długość fali koloru białego.
Z drugiej strony typowa żarówka zamienia tylko niewielką część (około 5%) pobieranej energii na światło, a reszta jest marnowana przez ciepło (około 14%) i promieniowanie podczerwone (około 85%).Dlatego w przypadku tradycyjnych technologii oświetleniowych potrzeba dużo mocy, aby wytworzyć wystarczającą jasność, a diody LED potrzebują znacznie mniej energii, aby wytworzyć podobną lub większą jasność.
Rozdział 4: Strumień świetlny opraw LED
Jeśli w przeszłości kupowałeś żarówki lub świetlówki, znasz pojęcie mocy.Przez długi czas moc była akceptowanym sposobem pomiaru światła wytwarzanego przez oprawę.Jednak od czasu pojawienia się diod LED to się zmieniło.Światło wytwarzane przez diody LED mierzone jest w strumieniu świetlnym, który definiuje się jako ilość energii emitowanej przez źródło światła we wszystkich kierunkach.Jednostką miary strumienia świetlnego są lumeny.
Powodem zmiany miary jasności z mocy na jasność jest fakt, że diody LED są urządzeniami małej mocy.Dlatego bardziej sensowne jest określanie jasności na podstawie strumienia świetlnego zamiast mocy wyjściowej.Ponadto różne oprawy LED mają różną skuteczność świetlną (zdolność do zamiany prądu elektrycznego na strumień świetlny).Dlatego oprawy, które zużywają taką samą ilość energii, mogą mieć bardzo różną moc świetlną.
Rozdział 5: Diody LED i ciepło
Powszechnym błędnym przekonaniem na temat opraw LED jest to, że nie wytwarzają one ciepła, ponieważ są chłodne w dotyku.Jednak to nieprawda.Jak już wspomniano powyżej, niewielka część mocy dostarczanej do diod elektroluminescencyjnych jest przekształcana w energię cieplną.
Powodem, dla którego oprawy LED są chłodne w dotyku, jest to, że niewielka część energii zamienionej na energię cieplną nie jest zbyt duża.Ponadto oprawy LED wyposażone są w radiatory odprowadzające to ciepło, co zapobiega przegrzaniu diod elektroluminescencyjnych oraz obwodów elektrycznych opraw LED.
Rozdział 6: Żywotność opraw LED
Oprócz tego, że są energooszczędne, oprawy oświetleniowe LED słyną również ze swojej energooszczędności.Niektóre oprawy LED mogą działać od 50 000 do 70 000 godzin, czyli około 5 razy (lub nawet więcej) dłużej w porównaniu z niektórymi oprawami żarowymi i fluorescencyjnymi.Co sprawia, że diody LED działają dłużej niż inne rodzaje światła?
Cóż, jeden z powodów ma związek z faktem, że diody LED są światłami półprzewodnikowymi, podczas gdy żarówki i świetlówki wykorzystują włókna elektryczne, plazmę lub gaz do emitowania światła.Włókna elektryczne łatwo wypalają się po krótkim czasie z powodu degradacji cieplnej, podczas gdy szklane obudowy, w których znajduje się plazma lub gaz, są bardzo podatne na uszkodzenia w wyniku uderzenia, wibracji lub upadku.Te oprawy oświetleniowe nie są zatem trwałe, a nawet jeśli przetrwają wystarczająco długo, ich żywotność jest znacznie krótsza w porównaniu z diodami LED.
Jedną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę na temat diod LED i ich żywotności, jest to, że nie przepalają się one jak świetlówki lub żarówki (chyba że diody się przegrzeją).Zamiast tego strumień świetlny oprawy LED zmniejsza się stopniowo w miarę upływu czasu, aż osiągnie 70% pierwotnej mocy świetlnej.
W tym momencie (określanym jako L70) degradacja światła staje się zauważalna dla ludzkiego oka, a tempo degradacji wzrasta, co sprawia, że dalsze korzystanie z opraw LED staje się niepraktyczne.Uznaje się zatem, że w tym momencie okres eksploatacji urządzeń dobiegł końca.
Czas postu: 27-05-2021