Nuove opportunit\u00e0
\nA partire da dieci anni fa l\u2019industria optoelettronica ha cominciato a produrre Led di potenza per illuminazione funzionale. I media hanno propagandato l\u2019uso dei Led come una soluzione per consumare meno energia, ma tra i vantaggi offerti dalla tecnologia dello stato solido quello dell\u2019alta efficienza non \u00e8 certamente il pi\u00f9 interessante. Inizialmente impiegati per la segnalazione nelle apparecchiature elettroniche civili e industriali, oggi \u00e8 possibile guardare ai Led come soluzione ideale per una vasta gamma di applicazioni.Ma cos\u2019\u00e8 realmente cambiato da quando c\u2019\u00e8 il Led? Tralasciando per un momento i benefici che possono derivare da una lunga durata, il Led \u00e8 innanzitutto un\u2019opportunit\u00e0 che va considerata all\u2019interno di un sistema. Con il suo impiego \u00e8 possibile realizzare scenari dinamici, in quanto il Led si riaccende a caldo ed \u00e8 facilmente regolabile. Non occorre necessariamente pensare ai cambi di colore, tecnica che risulta talvolta inopportuna o mal gestita: illuminazione dinamica significa poter disporre di un sistema con cui realizzare configurazioni differenti, che gestite da una centralina possono declinare molteplici scenari di luce in funzione di una specifica programmazione. I campi d\u2019applicazione vanno dall\u2019illuminazione monumentale in esterno a quella di ambienti interni che richiedono una certa flessibilit\u00e0 delle scene luminose.
\nCon i Led si possono costruire apparecchi piccoli, facilmente occultabili, con fasci luminosi puntuali e precisi come colpi di pennello. Questa \u00e8 certamente una rivoluzione nel lighting design. Configurazioni diverse e scenografie dinamiche si possono ottenere pilotando gli apparecchi con protocolli di comunicazione (es. DMX512) ovvero con trasmissione d\u2019informazioni digitali dalla centralina a ogni singolo apparecchio o a gruppi di essi.
\nSi pensi ad esempio ad una chiesa o ad un museo. Supponiamo di installare 400 apparecchi e di suddividerli, per semplicit\u00e0, in 80 gruppi di 5 apparecchi ciascuno. Agli 80 driver che alimentano i singoli gruppi viene assegnato uno specifico indirizzo e li si collega tutti alla centralina. Ciascun driver, ovvero ciascun gruppo di 5 apparecchi, pu\u00f2 essere acceso, spento, regolato nel tempo. Questo significa che a partire da un istante iniziale posso comunicare a ciascun gruppo l\u2019informazione di quando e come esso si deve accendere, spegnere o regolare. In pratica \u00e8 possibile combinare gli 80 gruppi come si vuole, scrivendo cos\u00ec infinite configuazioni, memorizzandole e richiamandole all\u2019occorrenza con altrettanti tasti \u201cpreset\u201d. In altre parole, un solo impianto hardware che consente di beneficiare di molteplici scene luminose. Questo \u00e8 senza dubbio uno degli utilizzi pi\u00f9 consoni per le sorgenti Led.
\nMiscelando i flussi generati da Led aventi diversa composizione spettrale si possono inoltre facilmente ottenere temperature di colore finali differenti. Ci\u00f2 era fino a ieri parzialmente ottenibile con l\u2019uso di fluorescenti ma prevalentemente per applicazioni d\u2019illuminazione diffusa. Il Led, in quanto sorgente di dimensioni ridotte, consente \u2013 con l\u2019ausilio di opportuni riflettori o lenti secondarie \u2013 di proiettare luce bianca miscelata anche a distanze considerevoli.<\/p>\n
Lo stato dell\u2019arte
\nAttualmente le efficienze dei LED possono raggiungere i 130 lm\/W e la vita media pu\u00f2 anche superare le 100.000 ore.
\nLa costruzione di LED di potenza con emissione nel blu o nell\u2019ultravioletto (poi convertite dai fosfori) ha consentito di ottenere prodotti \u2013 led singoli o array \u2013 idonei per l\u2019illuminazione d\u2019interni. Il colore della luce emessa dai led bianchi \u00e8 simile a quella emessa dalle lampade fluorescenti: tecnologie a fosfori remoti o a combinazione di led bianchi e rossi (es. tecnologie true white, prevaled, etc.) hanno consentito di raggiungere indici di resa cromatica elevati (CRI fino a 96). L\u2019adozione di convogliatori ottici e di microriflettori permette di costruire apparecchi con un controllo ottico eccellente: i LED sono oggigiorno largamente impiegati per l\u2019illuminazione d\u2019accento e generale, sia in interni che in esterni. Sono inseriti come componenti singoli o moduli all\u2019interno di apparecchi e disponibili anche in versioni \u201cled lamp\u201d con attachi E14 e E27 o altro per la sostituzione di lampade a incandescenza o fluorescenti compatte.<\/p>\n
I vantaggi e svantaggi della luce allo stato solido (SSL, solid state lighting) possono essere cos\u00ec riassunti:<\/p>\n
il LED ha un\u2019efficienza luminosa molto pi\u00f9 elevata delle lampade fluorescenti compatte e di quelle a filamento;
\nil calore prodotto dal LED \u00e8 inferiore a quello delle sorgenti a filamento e a scarica ed \u00e8 trasmesso per conduzione e non per irraggiamento. Ci\u00f2 significa che la luce emessa non contiene radiazione infrarossa e che il calore si trasmette attraverso la base del dispositivo. L\u2019aspetto negativo risiede nel fatto che \u00e8 indispensabile l\u2019adozione di un dissipatore posizionato alla base del LED;
\nl\u2019emissione avviene solo da un lato. Per ottenere un\u2019emissione globale nello spazio \u00e8 necessario mettere insieme pi\u00f9 dispositivi. Diversamente dalle lampade a incandescenza o fluorescenti compatte, infatti, per realizzare una lampada \u201cgeneral service\u201d \u00e8 necessario mettere insieme un certo numero di Led e un diffusore che modifichi il solido fotometrico generato dai LED nudi o un\u2019ottica secondaria per proiettarne il flusso in una direzione con un determinato angolo di apertura. L\u2019utilizzo dei LED richiede comunque quasi sempre l\u2019impiego di un\u2019ottica secondaria.
\nal contrario delle lampade tradizionali, i LED funzionano a bassissima tensione e possono pertanto essere alimentati con batterie o energie rinnovabili (fotovoltaico, microeolico). Rispetto alle lampade normali, che lavorano a tensione di rete, i LED sono elettricamente pi\u00f9 sicuri. Nel caso di sistemi Power Led si pu\u00f2 arrivare a tensioni nell\u2019ordine dei 100V e pi\u00f9 (pi\u00f9 LED connessi in serie). Per contro, necessitano di un alimentatore per renderli compatibili con la tensione di rete.
\nse inseriti in sistemi ben progettati i LED possono arrivare a funzionare anche centinaia di migliaia di ore prima che il flusso emesso scenda al di sotto di una soglia stabilita (solitamente si ci riferisce al 70% del flusso iniziale, L70). I LED non soffrono di rotture improvvise, nel senso che esiste un tasso di guasto ma \u00e8 molto basso: ecco perch\u00e9 per definirne la durata \u2013 in determinate condizioni di funzionamento \u2013 si fa riferimento al deprezzamento e non al guasto. Si tratta ovviamente di dati misurati su un congruo lotto di dispositivi, analogamente a quanto viene fatto per le lampade tradizionali. Dal punto di vista dei costi di manutenzione pu\u00f2 essere quindi considerata una sorgente molto conveniente. Molta attenzione deve per\u00f2 essere posta ai sistemi di alimentazione: diversamente dalle lampade a scarica, i LED non tollerano i picchi di tensione (spikes), anche di brevissima durata.
\ni LED non soffrono shock meccanici (es. urti, vibrazioni). Sono pertanto particolarmente indicati per quelle applicazioni dove sono presenti sollecitazioni meccaniche continue o occasionali (es. outdoor, trasporti).
\nle dimensioni contenute permettono di progettare apparecchi compatti e di disporli in spazi ridottissimi (es. scaffalature, integrazione all\u2019interno di elementi). In aggiunta, dato che i LED sono sorgenti con un\u2019area emittente piccola, sono particolarmente adatti per pilotare lenti e riflettori. Essi realizzano infatti rendimenti ottici eccellenti e ottimi fattori di utilizzazione in quanto la ripartizione del flusso avviene in modo molto preciso.
\nal contrario di tutte le lampade a scarica, i LED si riaccendono a caldo e raggiungono il flusso nominale in pochissimo tempo. Non risentono delle basse temperature. Per quanto concerne la regolazione del flusso \u00e8 sufficiente ridurre la corrente di pilotaggio per diminuire il flusso emesso. Per i LED a luce bianca si registra uno spostamento del punto di colore, anche se minimo. La gestione pu\u00f2 essere operata con consolle centralizzata e driver indirizzabili (es, DMX), esattamente come avviene per le lampade a filamento ma con efficienze e affidabilit\u00e0 ben pi\u00f9 elevate. La riaccensione immediata a caldo e la regolazione fino a valori bassissimi del flusso emesso ne consentono l\u2019impiego per reg\u00ece luminose, anche dinamiche. La facilit\u00e0 di regolazione consente infine di costruire sistemi con pi\u00f9 LED a luce bianca e miscelarli tra di loro per ottenere temperature di colore diverse. Queste prerogative aprono scenari completamente nuovi per il lighting design.
\nnon risentono in alcun modo della posizione di funzionamento, al contrario di molte lampade a scarica e delle stesse fluorescenti lineari.
\nl\u2019emissione spettrale monocromatica propria dei LED consente l\u2019eliminazione dei filtri colorati che solitamente si applicano alle lampade tradizionali per produrre luce colorata. La miscelazione di pi\u00f9 LED monocromatici consente di ottenere spettri di emissione e quindi colori tra i pi\u00f9 disparati. Ci\u00f2 apre nuove frontiere nel lighting design. Per contro, allo stato attuale la produzione di luce bianca con i LED consente di ottenere prestazioni colorimetriche simili a quelle delle lampade fluorescenti e non superiori (ci\u00f2 \u00e8 dovuto impiego dei fosfori).
\nl\u2019assenza totale di emissione UV fa s\u00ec che i LED risultano particolarmente idonei per l\u2019illuminazione di tutti quegli oggetti sensibili al degrado fotobiologico (opere d\u2019arte, sostanze organiche in genere, alimenti).
\nqueste sorgenti consentono forti risparmi energetici e quindi una minore produzione di anidride carbonica. Diversamente dalle tradizionali lampade a scarica \u2013 fluorescenti incluse \u2013 i LED se dispersi nell\u2019ambiente provocano un danno minimo perch\u00e9 non contengono mercurio, elemento altamente tossico e in grado di provocare gravi forme di inquinamento del suolo e delle acque.
\nGli apparecchi a Led
\nLa sorgente Led ha un comportamento termico diverso dalle lampade convenzionali. Ci\u00f2 si traduce in un differente approccio nel design del prodotto finale, fortemente condizionato da problemi di gestione del calore. In altri termini, disponiamo di sorgenti di piccole dimensioni che consentono forme e volumi innovativi, ma il tutto deve essere concepito in modo che il componente funzioni in condizioni di stress minimo. Allo stato attuale, non esistendo protocolli confermati e condivisi sulle misure e sulle verifiche, si progettano e realizzano apparecchi che con buona probabilit\u00e0 non forniranno le prestazioni attese. Questa problematica esiste anche per le sorgenti convenzionali, ma presenta una criticit\u00e0 inferiore e soprattutto non tocca il costruttore direttamente in quanto l\u2019apparecchio viene nella maggioranza dei casi venduto senza sorgente.
\nSenza dubbio uno dei vantaggi maggiori derivanti dall\u2019uso del Led \u00e8 il fatto di poter disporre di una sorgente modulare. Ci\u00f2 si traduce in un dimensionamento pi\u00f9 razionale di un impianto d\u2019illuminazione, in quanto consente di lasciare alle spalle il vecchio concetto di \u201cpotenza di lampada\u201d disponibile esclusivamente in taglie prefissate. Naturalmente il concetto di modularit\u00e0 \u00e8 fortemente legato alla facilit\u00e0 con la quale \u00e8 possibile regolare il flusso dei Led, diversamente da quanto avveniva per le sorgenti a scarica. La possibilit\u00e0 di usare il numero necessario di diodi fa sentire i suoi benefici nella produzione di apparecchi \u201ccustom\u201d, ovvero per tutti quei prodotti creati su misura che richiedono un \u201cpacchetto lumen\u201d calibrato. I campi di applicazione che potranno beneficiare del concetto di modularit\u00e0 sono praticamente tutti, in considerazione anche del fatto che il Led pu\u00f2 essere pilotato in corrente e quindi gli si pu\u00f2 \u201cchiedere\u201d di emettere pi\u00f9 luce per periodi di tempo limitati \u2013 naturalmente senza danneggiarlo irreversibilmente \u2013 evitando di impiegarne un numero maggiore.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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