I Led e i Led di potenza
Led acronimo di Lighting- Emitting Diode, ossia diodo ad emissione luminosa, è un dispositivo che sfrutta la capacità di materiali semiconduttori per produrre fotoni, in parole più semplici il led trasforma l'energia elettrica in energia luminosa. La tecnologia led è considerata l'evoluzione dell'illuminazione tradizionale allo stato solido, in cui la luce viene prodotta utilizzando un filamento o un gas. Questo tipo di illuminazione è più efficiente dal punto di vista energetico in quanto ha una durata maggiore ed è più sostenibile. Il Power led o led di potenza ha una corrente diretta di 350 o più mA. Essi durante il funzionamento hanno bisogno di un sistema per dissipare il calore prodotto per poter mantenere bassa la temperatura della giunzione, ciò è necessario per garantire un corretto e lungo uso di funzionamento. I tipi di dissipatori più utilizzati sono realizzati in alluminio, per i sistemi ad alta potenza si utilizzano dissipatori passivi a pompa di calore heat-pipe.
Caratteristiche e funzionalità dei led di potenza
Come detto in precedenza il led di potenza è un diodo capace di usare l'energia elettrica con potenza uguale o superiore a 1w in luce e calore. Nel quotidiano utilizziamo questo led sia in ambienti esterni che interni. La caratteristica principale è quella di avere una gamma di potenze di funzionamento nettamente superiore alle altre. Esistono due tipi di Power LED: il primo è basato sull’uso di AlInGaP che produce luce arancio-rosso, arancio, giallo e verde; il secondo è basato sull’uso di InGaN, utilizzato per produrre luce blu, blu-verde, verde e, in combinazione con fosfori, bianca. I led di potenza mirano a realizzare giunzioni in grado di farsi attraversare velocemente da correnti, capaci di smaltire rapidamene ed efficacemente il calore prodotto. I modelli più potenti hanno installata posteriormente una placca di alluminio che funge essa stessa da elemento di dispersione termica, COOLER. I led di potenza sono utilizzati in aggregazione per incrementare il flusso complessivo. Uno o più LED singoli vengono montati su una scheda rigida o flessibile (circuito stampato) con varie disposizioni geometriche, chiamati moduli LED.
Il risparmio, la durata e l'efficienza dei led di potenza
L'efficienza luminosa è rappresentata dal rapporto tra flusso luminoso e potenza in ingresso, la dimensione è espressa in lumen/watt. I led hanno un'efficienza luminosa di 120 lumen/watt, ciò significa che hanno un'elevata illuminazione rispetto ai 13lm/w delle lampade a incandescenza, ai 16lm/w di quelle alogene e ai 50lm/w delle fluorescenti. Nonostante la maggiore luminosità, il risparmio energetico è stimato intorno al 50-70% rispetto ai sistemi d'illuminazione tradizionali. Per quanto riguarda la durata di vita, essi mantengono il 70% dell'iniziale emissione luminosa dopo 50.000 ore, secondo standard en50107. Dopo tale periodo non è detto che bisogna sostituirli, se tale riduzione non crea fastidi possono essere utilizzati fino a completa perdita di luminosità, prevista in 100.000 ore.
Domande frequenti
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Cosa distingue un LED di potenza dai LED standard?La differenza principale risiede nella corrente diretta e nella potenza gestita. Mentre i LED comuni operano a correnti inferiori, i LED di potenza (Power LED) richiedono una corrente diretta pari o superiore a 350 mA e producono una potenza luminosa di almeno 1 watt. Questa elevata intensità genera molto calore, rendendo indispensabile un sistema di dissipazione termica efficace, come placche in alluminio o dissipatori a pompa di calore, per evitare il surriscaldamento della giunzione e garantire longevità.
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Quanto durano effettivamente i LED di potenza nel tempo?Secondo gli standard EN50107, un LED di potenza mantiene il 70% della sua luminosità iniziale dopo circa 50.000 ore di utilizzo. Tuttavia, questo non indica necessariamente il fine vita del componente. Se la riduzione del flusso luminoso non risulta fastidiosa per l'occhio umano, il LED può continuare a funzionare efficacemente fino a 100.000 ore, momento in cui si verifica una perdita quasi totale di emissione luminosa. Si tratta quindi di una tecnologia estremamente durevole rispetto alle lampadine tradizionali.
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I LED di potenza fanno risparmiare davvero energia?Sì, l'efficienza energetica è uno dei punti di forza principali. Un LED di potenza offre un'efficienza luminosa di circa 120 lumen per watt, contro i soli 13 lm/W delle lampade a incandescenza, 16 lm/W delle alogene e 50 lm/W delle fluorescenti. Questo si traduce in un risparmio energetico stimato tra il 50% e il 70% rispetto ai sistemi di illuminazione tradizionali, garantendo la stessa o maggiore luminosità con un consumo elettrico drasticamente inferiore.
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Come funziona la produzione del colore nei LED di potenza?I LED di potenza utilizzano diversi materiali semiconduttori per generare colori specifici. Quelli basati su AlInGaP producono tonalità calde come rosso, arancione, giallo e verde. Al contrario, quelli basati su InGaN emettono luce blu, blu-verde e verde; combinando questi LED bianchi con appositi fosfori, è possibile ottenere luce bianca. Per aumentare l'intensità complessiva, più LED singoli vengono assemblati su schede circuitali (moduli LED), permettendo di gestire carichi elevati mantenendo un'ottima dispersione del calore.
