LED – Analisi dell’Efficienza Luminosa
Sezione 3 – Illuminazione a LED – Casistica
LED è l’acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione luminosa). Detto in parole molto semplici viene sfruttata la proprietà di alcuni materiali semiconduttori di emettere fotoni in seguito alla ricombinazione elettroni / lacune.
I LED sono sempre più utilizzati in ambito illuminotecnico in sostituzione di alcune sorgenti di luce tradizionali. Tuttavia, come già accennato nelle premessa, riteniamo essenziale svolgere alcune considerazioni.
Innanzitutto sfatiamo il mito secondo cui gli apparecchi illuminanti equipaggiati con sorgenti luminose a led sono quelli a massima efficienza luminosa e che quindi possono garantire elevatissimi risparmi energetici. Infatti un apparecchio a led è in grado di arrivare ad un’efficienza di circa 40-60 lumen / watt che è, nel migliore dei casi, pari a quella di un apparecchio equipaggiato con lampade fluorescenti lineari (anche tenendo conto di una dispersione del flusso luminoso della fluorescente lineare per i motivi indicati all’inizio del documento, l’efficienza luminosa di un apparecchio equipaggiato con fluorescenti lineari e riflettore è circa 60-70 lumen / watt).
Nota: con le attuali tecnologie l’efficienza di un sorgente luminosa a LED viene portata fino a 120 lumen/watt (power led), ma la difficoltà nel recuperare il flusso disperso non permette all’apparecchio nel complesso di andare oltre i valori indicati (40-60 lumen/watt) a meno di non ricorrere (accollandosene tutti gli svantaggi dal punto di vista della resa finale) ad apparecchi che emettono luce fredda (5000°K) arrivando così ad efficienze di 90 lumen/watt.
Chi di voi è particolarmente curioso potrebbe cercare conferma sui vari cataloghi di produttori di sorgenti luminose della bontà delle nostre affermazioni: mentre non incontrerà alcuna difficoltà a reperire i dati relativi agli apparecchi comuni (fluorescenti, ioduri, ecc.), quasi sicuramente troverà molto poco in merito ai LED. Non andrà meglio se proverà a fare qualche calcolo con i più noti programmi illuminotecnici presenti oggi sul mercato. Ma se sarà dotato di forza d’animo andrà a consultare i cataloghi dei vari produttori di apparecchi illuminanti e qui, anche se presentato in maniera piuttosto nebulosa, otterrà qualche dato in più.
Per ovvi motivi non citeremo la fonte dei dati di catalogo sottoriportati, ma li utilizzeremo unicamente a riprova di quanto finora asserito.
Caso 1
Proiettore equipaggiato con n° 6 LED di potenza complessiva 16,8 W – flusso luminoso 890 lumen: si deduce un’efficienza di circa 53 lumen/watt
Caso 2
Faretto da incasso con n° 3 LED di potenza unitaria 3 W – flusso luminoso 411 lumen: si deduce un’efficienza di circa 46 lumen/watt
Caso 3
Lampada a LED 7 W angolo di apertura 25°. L’intensità luminosa (cioè l’illuminamento ad 1 metro) è di 800 cd. Con le formule indicate nei paragrafi precedenti si ha che la superficie illuminata è indicativamente 0,154 mq a cui corrisponde un flusso luminoso di 125 lumen. L’efficienza è pertanto inferiore a 20 lumen/watt.
Verifica strumentale
Conferma dei dati teorici indicati si è avuta procedendo ad un verifica strumentale misurando l’illuminamento ad un metro di distanza di un faretto equipaggiato con n° 3 LED da 3 Watt cadauno, fascio 40°. La misura ha restituito un valore di 860 lux a fronte di un’area illuminata di 0,416 mq. Il flusso luminoso è pertanto pari a 358 lumen, con un’efficienza luminosa di 40 lumen/watt.
Vita di un LED
Un pregio assolutamente innegabile dei dispositivi a LED è invece la scarsa manutenzione che richiedono: la vita media di un LED può essere stimata in circa 40.000 – 60.000 ore (anche se tende a ridursi al crescere dell’efficienza luminosa del LED) che è circa 20 – 30 volte tanto la vita di una lampada alogena, 7 – 8 volte la vita di una fluorescente e 4 – 5 volte la vita di una ioduri metallici.
