L'illuminazione a stato solido con diodi a emissione di luce, o LED, fornisce da cinque a dieci volte più luce per watt delle lampadine a incandescenza - o anche di più. I LED hanno una durata utile di decine di migliaia di ore, anziché le migliaia di lampadine a incandescenza offerte. I LED offrono un controllo preciso dell'emissione luminosa, al contrario delle lampadine a incandescenza, che spruzzano la loro luce in tutte le direzioni.

Tutte queste caratteristiche si traducono in significativi vantaggi prestazionali per i LED, ma ciò non significa che siano senza i loro problemi. Possono avere problemi con il colore, l'output può degradarsi nel tempo e i LED devono essere raffreddati. Il guasto in uno dei numerosi componenti del dispositivo LED può causare il guasto dell'intero LED. Industria, governo e mondo accademico hanno affrontato questi problemi, portando a una crescita esplosiva della disponibilità di LED per l'illuminazione generale.

Colore

Il carattere e il colore della luce che viene fuori dalle vostre lampadine a incandescenza il bulbo dipende dalla temperatura del minuscolo filamento all'interno. Anche se un filamento è costruito diversamente da un altro, verrà comunque riscaldato alla stessa temperatura e darà all'incirca la stessa luce di colore. Non così con i LED.

I LED sono costruiti come chip di computer, con strati di materiali semiconduttori depositati con precisione. Piccoli cambiamenti nello spessore degli strati possono cambiare il colore della luce del LED. Inoltre, la maggior parte dei LED a luce bianca ha un altro strato chiamato fosforo. Piccoli cambiamenti nel fosforo porteranno anche a cambiamenti di colore che possono far sembrare un LED bianco bluastro mentre un altro appare rossastro e un altro giallastro.

Manutenzione del lume

Ogni fonte di luce si degrada nel tempo. Anche le tue lampadine a incandescenza cambieranno colore e si affievoliranno man mano che invecchiano, ma si romperanno completamente prima che quegli effetti diventino troppo evidenti. I LED si attenuano e cambiano colore man mano che invecchiano. Durante il loro ciclo di vita e l'esposizione alla luce causano cambiamenti fisici e chimici ai LED e ai fosfori che modificano l'illuminazione. Poiché i LED durano da 25 a 50 volte più a lungo delle lampade a incandescenza, questi effetti diventano evidenti. I LED

di raffreddamento

sono molto più efficienti delle lampadine a incandescenza. Le lampadine a incandescenza trasformano il 5% - 10% della loro elettricità in luce, mentre i LED convertono circa la metà della loro elettricità in luce. Il resto di quell'energia - la parte sprecata - va in calore. Le lampadine a incandescenza eliminano quel calore emettendolo come radiazione infrarossa invisibile, motivo per cui la tua mano si sente calda di fronte a una lampadina a incandescenza. I LED non emettono molta radiazione infrarossa.

I LED generano ancora calore, quindi devono essere portati via con un altro metodo. I LED devono essere collegati a dissipatori di calore per spostare l'energia termica lontano dal LED, quindi i dissipatori di calore devono essere progettati per sbarazzarsi di quel calore in qualche modo. Se i LED non si raffreddano, si degradano molto rapidamente, quindi falliscono completamente.

Integrazione di più componenti

Quando acquisti una lampada a incandescenza, puoi collegarla a una lampada da scrivania, a una lampada da parete o un apparecchio da incasso a soffitto - funzionerà ovunque. È una storia diversa per i LED. Una sorgente luminosa a LED è molto più ampia del LED stesso. Contiene anche il dissipatore di calore e l'elettronica del driver: un circuito assemblato che converte i 120 V dalla presa di corrente in una tensione CC che il LED può utilizzare. Affinché un LED funzioni correttamente, il LED stesso, il fosforo, il dissipatore di calore e l'elettronica devono essere privi di guasti. Se hai mai visto un semaforo a LED con una macchia di oscurità nel mezzo, non hai visto un LED guasto; hai visto un pacchetto dell'elettronica LED guasto. Poiché gli stessi LED possono durare molte decine di migliaia di ore, anche gli altri elementi del pacchetto devono essere progettati con quel tipo di vita: una sfida tecnica.

Affrontare i problemi

In i primi anni 2000, tutti questi problemi - e pochi altri - erano problemi tecnici per l'illuminazione a LED. Il lavoro coordinato tra aziende, università e governo ha migliorato drasticamente la situazione. Ora ci sono serie di standard di progettazione e test. Anche se i consumatori probabilmente non vogliono essere sepolti nei dettagli delle procedure di test, possono fare un semplice passo verificando che i prodotti LED che acquistano abbiano un'etichetta "Fatti di luce". Solo i produttori che seguono le procedure di test possono utilizzare l'etichetta.