Tehnologia LED

Tehnologia LED – cuvantul acesta este utilizat adesea intr-un proiect de instalatii electrice. Dar ce este? De ce este cea mai utilizata tehnologie? Am auzit doar laude la adresa ei, insa dezavantajele? 

LED – “light emitting diode” – este o dioda care emite lumina. Este considerata tehnologia de iluminat cea mai eficienta din punct de vedere energetic, disponibila in scopuri comerciale. 

Aceasta dioda este un semiconductor care transforma energia electrica in lumina (fara a produce caldura) pe o suprafata mica. Asadar, intr-un corp de iluminat cu sursa LED sunt mult mai multe diode. Lumina generata este proiectata intr-o directie, care deseori necesita utilizarea unor reflectoare sau a unui dispersor.

Cand tensiunea adecvata este aplicata, electronii sunt capabili sa se aranjeze, eliberand energie sub forma de fotoni. Acest efect este denumit electroluminescenta si culoarea este determinata de banda de energie a semiconductorului. 

Istoria tehnologiei LED

Conceptul de electroluminiscenta sta la baza dezvoltarii tehnologiei LED. In 1907, Henry Joseph Round (inginer englez) a observat acest fenomen in carbura de siliciu (compus chimic al carbonului si siliciului). Totusi, lumina emisa nu era suficienta pentru a fi utilizata. In 1920, Robert Wichard Pohl (fizician german) si asistentul sau Bernhard Gudden au utilizat sulfura de zinc impreuna cu elementul cupru pentru a reproduce fenomenul. Insa si de aceasta data, lumina emisa nu era de nici un folos. 

In 1961, Robert Biard si Gary Pittman au inventat tehnologia LED cu infrarosu, pe cand erau angajati la Texas Instruments. Cu toate acestea, lumina nu avea inca o utilizare practica deoarece era invizibila oamenilor. Aceasta inventie a fost accidentala, deoarece Biard si Pittman lucrau de fapt la o dioda laser.

In 1962, Nick Holonyak Jr.  (inginer american) a inventat dioda care emitea lumina rosie vizibila ochiului uman. Pentru aceasta realizare, a primit titlul de “Parintele LED-ului”. 

In 1972, M. George Craford a utilizat doua cipuri de fosfura de galiu, unul rosu si unul verde, pentru a reusi sa emita o lumina galbena. Craford lucra la compania Monsanto, asadar aceasta este prima companie care produce LED la o scara larga. Craford a reusit sa inventeze o dioda care emitea o lumina de zece ori mai puternica decat cea a lui Holonyak.

In anii ‘70, oamenii de stiinta au inceput sa foloseasca doar fosfura de galiu pentru a face diode care emit o lumina verde slaba. Acest experiment a reusit sa duca la imbunatatirea diodelor pana la sfarsitul deceniului.

In 1990, oamenii de stiinta au inceput experimentele si cu fosfura de indiu-galiu ca material semiconductor pentru a produce o lumina portocalie, rosie, verde si galbena puternica.

Shuji Nakamura, in 1994, a inventat dioda emitatoare de lumina puternica albastra si verde. Aceste diode puternice au condus la fundatia dezvoltarii luminilor eficiente, functionale si costurile mici ale acestora. 

Datorita acestor rezultate impresionante, Departamentul de Energie din U.S.A. a incurajat dezvoltarea tehnologiei LED, avand in vedere necesitatile spatiilor comerciale sau de birouri. Astazi sursele LED sunt de sase-sapte ori mai eficiente decat sursele de lumina traditionale incandescente. De asemenea, consumul energetic acestor diode scade cu peste 80% si durata functionarii lor, fata de cele clasice, este de peste 25 de ori.

Intre timp, cercetarile continua. Acum exista si surse LED cu lumina violet, sau chiar si lumina ultra-violet neagra. 

Avantajele tehnologiei LED:

• Eficienta energetica;
• Durata de viata ridicata;
• LED-urile mai sunt denumite si SSL (“Solidi State Lighting”) – deoarece sunt realizate  dintr-un material solid fara filament sau tub ce poate fi spart.
• Perioada de incalzire – lumina acestor diode este generata aproape instanta – in cateva nanosecunde;
• Nu este afectata de temperaturile scazute;
• Lumina poate fi directionata unde este nevoie;
• Redarea excelenta a culorilor – este potrivita pentru ecrane sau diferite aplicatii;
•  Nu contine mercur sau alte substante periculoase 
• Intensitatea si culoarea pot fi controlate.

Dezavantajele tehnologiei LED:

• Pericolul luminii albastre – exista totusi ingrijorarea ca lumina albastra  emisa sa afecteze pe termen lung tesuturile retinei. Insa conform CIE (Commission Internationale de l’Eclairage – Comisia internationala de iluminat): “Termenul „pericol de lumină albastră” trebuie utilizat numai atunci când se ia în considerare riscul fotochimic pentru țesuturile retinei (denumit tehnic „fotomaculopatie”), asociat de obicei cu privirea către surse luminoase, cum ar fi soarele sau arcurile de sudură.”….”Evaluarile practice au aratat ca limitele de expunere la riscul de lumina albastra nu sunt depasite in conditii rezonabile de utilizare. Mai mult decat atat, nivelurile de expunere sunt adesea mai mici decât la vizualizarea unui cer albastru.”
• Calitatea – majoritatea led-urilor albe au spectre care difera semnificativ de cele ale luminii incandescente sau chiar si cel al soarelui. Sau mai simplu spus, culoarea obiectelor poate fi perceputa diferit atunci cand se afla in lumina soarelui, LED-ului sau a surselor incandescente.
• Desi nu este afectat de temperaturile scazute, se pare ca performanta acestuia scade cand este amplasat in medii cu temperaturi ridicate.
• Tensiunea – alimentarea este necesar sa se realizeze la o tensiune adecvata utilizarii. Cand vorbim despre alimentarea la o tensiune de 12V sau 24V, implicam si rezistori, transformatoare si alte componente.
• Suprafata de acoperire – sursele LED nu au o sursa punctuala de lumina, ci mai degraba o distributie lambertiana. Asadar, sunt dificil de utilizat in aplicatii care necesita un camp luminos sferic direct.

Tehnologia LED nu este intalnita doar in iluminatul unei zone sau obiect. 

Mai poate fi revazuta si in urmatoarele aplicatii:

• Ecranele telefoanelor, televizoarelor, ceasurilor, etc.;
• Lanterna sau lampa;
• Iluminatul in domeniul aviatiei;
• Domeniul IT;
• Semnalizarea in trafic sau sistemele de alarma;
• Microprocesoare sau multiplexoare.

Dar cea mai cunoscuta utilizare este in iluminatul spatiilor, fie ele comerciale, rezidentiale sau birouri.

Iluminatul cu tehnologia LED in termeni de eficienta energetica si durata de viata depinde intotdeauna de cum este proiectat corpul de iluminat si in ce context se utilizeaza. Apeleaza la specialisti autorizati pentru a face alegerile corecte.