LED – semplicemente semplice
Know-how per la tecnologia-LED in
Teoria e Pratica
Indice
Capitoli
2
pagina
1.0
Introduzione
3
1.1
Cos’è un LED?
3
1.2
Perché i LED?
3
2.0
Tecnologia LED
4
2.1
Produzione
4
2.2
Funzionamento del LED
5
2.3
Tipi di LED
5
2.4
Tipi di struttura di LED
6
2.5
Vantaggi della tecnologia LED
7
2.6
Caratteristiche di qualità
8
2.7
Tecnica convenzionale o LED?
15
3.0
Applicazione LED
16
3.1
Dove è opportuno utilizzare i LED?
16
3.2
Calcolo del potenziale di risparmio
energetico dell’illuminazione
17
3.3
Lampadine LED
18
3.4
Lampade LED
18
3.5
Lampade comandate da tensione / Lampadine
19
3.6
Lampade comandate da corrente / Lampadine
19
3.7
Lampade da 230 V AC / Lampadine
20
3.8
Esempio di progetto relativo al tema
21
4.0
Progettazione LED e installazione
24
4.1
Dal convenzionale al LED, domande sul cambio di lampadine
24
4.2
Progettazione di un impianto LED
24
4.3
Regolazione di LED
24
4.4
Installazione e montaggio di lampade LED
27
4.5
Elettro-Materiale SA ed Elevite
28
5.0
Nuove tecnologie
30
5.1
Panoramica sugli OLED
30
5.2
Tecnologia LCC
32
6.0
FAQ
34
7.0
Glossario
38
1.0 Introduzione
Le persone hanno bisogno della luce per vivere. La luce scandisce il nostro tempo e
controlla il nostro ritmo sonno-veglia. Accanto alla luce solare, anche la luce artificiale
ha un ruolo fondamentale poiché trascorriamo gran parte del nostro tempo in ambienti
chiusi. La notte, in particolare, abbiamo bisogno di luce per sicurezza e orientamento,
lavoro e piacere. La luce artificiale ci affianca al chiuso e all’aperto, nella sfera privata e
professionale. La luce crea atmosfere e influisce sulla nostra sensazione di benessere.
Di giorno e di notte.
Questo opuscolo vi offre un’ampia competenza specifica per quanto riguarda tecnica,
applicazione e possibilità d’impiego di lampade e lampadine LED. Per essere preparati al futuro!
1.1 Cos’è un LED?
LED, diodo a emissione luminosa, indica un semiconduttore elettronico. Il diodo emette luce
quando è percorso da corrente nel senso di conduzione. Al contrario delle lampadine convenzionali, i LED sono componenti elettronici, minuscoli chip elettronici composti da cristalli semiconduttori. I LED non hanno bisogno di alcun filtro di colore, la loro luce viene creata direttamente
da diversi colori mediante materiali semiconduttori differenti. L’illuminazione con sostanze inorganiche è stata scoperta già nel 1907, l’anno di nascita del LED prodotto a livello industriale è il
1962. I LED bianchi arrivano a metà degli anni ’90. Negli ultimi anni il grado di efficacia dei LED
è raddoppiato ogni due anni. Oggi i LED vengono impiegati in svariate applicazioni. Si sono affermati come sorgente luminosa economica che si distingue per numerosi vantaggi. Alla base
vi sono buona qualità, installazione e messa in funzione corrette e la vostra competenza tecnica per stabilire in quali casi è opportuno utilizzare i LED.
Q
1.2 Perché i LED?
Oggi i LED sono sorgenti luminose economiche per l’illuminazione di rilievo e generale. Ove
opportuno possono sostituire le lampadine convenzionali consentendo maggiore flessibilità e
minor consumo di corrente. L’energia richiede risorse. L’impiego di lampadine e lampade LED
è indicato in numerose applicazioni al fine di ridurre i costi dovuti ai prezzi dell’elettricità in aumento e di impiegare l’energia a disposizione in modo oculato.
I LED sono piccoli, flessibili e regolabili. Hanno una durata notevole e si distinguono per un’elevata qualità della luce. I LED possono essere utilizzati all’interno e all’esterno, emettono luce
bianca e colorata e preservano gli oggetti sensibili. Con un impiego sistematico della tecnologia LED e l’utilizzo di sistemi intelligenti di controllo della luce si può risparmiare circa il 70 %
dell’energia per l’illuminazione. La svolta verso la tecnica LED rappresenta il maggior cambiamento nell’illuminotecnica da decenni.
3
2.0 Tecnologia LED
2.1 Produzione
I LED sono costituiti da cristalli semiconduttori. Mentre nelle lampadine convenzionali la luce è
prodotta da un filamento incandescente o un gas, i LED sono minuscoli chip elettronici composti da speciali cristalli semiconduttori. Con la tecnologia LED siamo entrati nell’era dell’optoelettronica.
Produzione
Tempi di lavorazione brevi e quantitativi elevati contraddistinguono gli impianti
di produzione moderni per materiali di
giunzione dei semiconduttori. Da un wafer si ricavano centinaia di chip per LED.
La materia prima per i LED sono i cristalli semiconduttori che vengono assemblati in un foglio,
il cosiddetto wafer, e successivamente tagliati in chip. I diodi luminosi sono costituiti da un semiconduttore substrato a polarità negativa con un surplus di elettroni. Su tale substrato si applica un sottilissimo strato semiconduttore a polarità positiva con elettroni mancanti, ovvero
«lacune». In presenza di tensione gli elettroni in eccesso e le «lacune» si avvicinano tra loro e si
ricombinano nella cosiddetta zona di svuotamento. L’energia rilasciata viene convertita in luce
e calore nel cristallo semiconduttore.
Malgrado gli impianti di ultima generazione, non tutte le zone del wafer presentano le stesse
caratteristiche illuminotecniche di flusso luminoso e punto di colore. Pertanto la selezione, il
cosiddetto binning, in seguito al taglio del wafer nei singoli chip LED è particolarmente importante. Per poter garantire una qualità della luce costante con lo stesso livello di luminosità e colore unitario della luce occorre fare la cernita dei LED di un lotto, che vengono suddivisi in cosiddetti bin (inglese per contenitore). Questo processo di binning è particolarmente importante
per i LED bianchi. Maggiori informazioni al riguardo sono contenute nel capitolo «Caratteristiche di qualità» a pagina 8.
Per semplificare la realizzazione del contatto elettrico e proteggere il LED dagli influssi ambientali, il diodo viene colato in una lente in silicone che, allo stesso tempo, migliora l’irradiazione
della luce.
Struttura di un modulo LED
Modulo
Lente
ponte di collegamento
Chip
Colla conduttiva
o saldatura
Supporto / involucro
Piastra conduttrice
Giunto saldato
(ad es. alla piastra
conduttrice)
Il piccolo chip per LED che emette luce è collocato su un grande elemento termoconduttore
per la gestione termica ottimale. La lente effettua la deviazione primaria della luce.
4
Strato precaricato
positivamente
Area di passaggio
Strato
precaricato
negativamente
2.2 Funzionamento del LED
Quando il semiconduttore è attraversato da corrente, inizia a illuminarsi, «emette» luce. Nell’illuminotecnica questo processo viene chiamato «elettroluminescenza». Poca energia è già sufficiente per attivare l’illuminazione. L’energia rilasciata viene convertita in radiazione nel cristallo
semiconduttore. Riflettori e lenti deviano la luce.
I LED funzionano con tensione continua, hanno bisogno di un convertitore come trasformatore
di tensione. Al contrario delle lampadine a incandescenza, che emettono uno spettro luminoso continuo, un LED emette luce di un colore specifico. Il colore della luce dipende dal materiale semiconduttore utilizzato. Si utilizzano prevalentemente due sistemi di materiali (AllnGaP e
InGaN) per produrre LED a elevata luminosità di tutti i colori dal blu al rosso e anche in bianco
mediante conversione di luminescenza (vedi a pagina 8). Per far funzionare il diodo nel senso
di conduzione sono necessarie tensioni diverse.
2.3 Tipi di LED
I LED high-power, chiamati anche LED ad alto rendimento, forniscono la massima luminosità. Il LED high-power più piccolo è poco più grande della testa di un fiammifero, pur fornendo
un’efficienza di 100 lumen per Watt (lm/W).
I LED low-power, risalgono all’era iniziale della tecnologia LED. Sono grandi da tre a cinque
millimetri e hanno un angolo di irradiazione che va da 15 a 30 gradi. La marcia trionfale dei
LED è iniziata con il LED cablato da 5 mm; oggi i LED low-power vengono impiegati soprattutto nell’illuminazione segnaletica. Funzionano con correnti che vanno da 20 fino a un massimo
di 100 milliampere (mA).
I modelli Superflux, chiamati anche Spider o Piranha, offrono un flusso luminoso utile più intenso. In genere funzionano con 70 mA e hanno 4 pin. Questi LED possono accogliere nell’involucro
anche più chip comandabili separatamente. L’angolo di irradiazione va da 90 a 130 gradi. I LED
Superflux vengono spesso impiegati nell’industria automobilistica.
5
2.4 Tipi di struttura di LED
I LED cablati (LED radiali) risalgono ancora agli albori della tecnologia LED. Il chip LED che si
trova all’interno è incapsulato da un cappuccio di plastica che lo protegge da eventuali danni.
A causa del loro flusso luminoso utile generalmente ridotto, questi LED low-power vengono utilizzati prevalentemente per segnali semplici.
LED cablati
I LED COB (= Chip on Board) vengono impiegati per moduli LED particolarmente potenti e compatti. In questa struttura i chip LED «nudi», non incapsulati, vengono incollati direttamente sulla
piastra conduttrice e i contatti vengono realizzati tramite i cosiddetti «fili bond». Una lente epossidica incollata, chiamata «bolla», definisce il fascio luminoso che può essere stretto o ampio.
I LED SMD (= Surface Mounted Devices) sono prodotti standard estremamente piccoli per la
produzione industriale. Vengono incollati direttamente sulla piastra conduttrice e i contatti vengono realizzati nel bagno di saldatura. Anch’essi sono già incapsulati come i LED cablati. I LED
SMD sono la struttura maggiormente impiegata in moduli o lampade. Le strutture SMD vengono dotate sia di LED low-power, sia di LED high-power. Consentono la produzione industriale
di moduli potenti, piatti e sottili.
LED ad alto rendimento
LED COB
Involucro
Collegamento
Chip LED
Chip
Involucro
+
Strato cristallo
Strato drogato di tipo P
Strato attivo
(produzione luce)
LED SMD
Strato drogato di tipo N
Piastrina
con anima
metallica
Sezione
Dissipatore
di calore
Piazzola
di saldatura
—
Sezione
I diodi luminosi sono utilizzabili per l’illuminazione solo quando formano un modulo sulle piastre
conduttrici. Il modulo può essere costituito da LED singoli o da più diodi. La piastra conduttrice,
chiamata anche piastrina, garantisce alimentazione elettrica, dispersione del calore e comando.
I moduli vengono prodotti in modo standardizzato o adeguati alle diverse esigenze dei clienti.
Esistono moduli LED lineari, flessibili e piatti.
6
Moduli LED lineari
I moduli LED lineari sono particolarmente indicati per gli effetti a illuminazione radente «wall
washing» e l’illuminazione architettonica. Sottolineano il profilo di facciate e volte e si inseriscono nei canali d’uscita più sottili. Consentono di realizzare anche lunghe linee luminose in modo
semplice e perfetto.
I moduli LED flessibili percorrono curve e bordi con particolare semplicità. Vengono utilizzati
per illuminare, o retroilluminare, superfici curve, ad esempio scritte o corrimani.
I moduli LED piatti sono generalmente disponibili sotto forma di pannelli LED pronti all’uso
con superfici diffuse in vetro o plastica. Vengono impiegati ad esempio come piastrelle luminose o soffitti luminosi completi. Con il comando corrispondente si possono realizzare lampade
o display di grandi dimensioni.
2.5 Vantaggi della tecnologia LED
Moduli LED flessibili
Oggi i LED rendono possibili soluzioni inimmaginabili fino a ieri, per l’interno o l’esterno, per l’illuminazione decorativa o funzionale. Il principio di creazione della luce completamente nuovo
fa sì che il LED si differenzi dalle altre sorgenti luminose in numerosi punti.
I vantaggi in sintesi.
Durata estremamente lunga e manutenzione pressoché nulla: i LED contenuti in lampade e moduli hanno una durata di circa 50’000 ore e oltre.
I LED emettono una luce orientata pressoché puntiforme. Come ottica primaria, le lenti consentono una deviazione della luce pressoché senza perdite.
I LED producono naturalmente luce colorata che può essere convertita in luce bianca. La resa del colore è di Ra > 80 fino a Ra > 90.
I LED hanno un’efficienza elevata: l’efficienza luminosa delle lampade LED può già essere superiore a 100 lm/W.
I LED sono piccoli e consentono di realizzare lampade dalla struttura compatta con
profondità d’installazione minima.
La luce LED è priva di radiazione IR e UV diretta e preserva gli oggetti delicati.
I LED sono resistenti a urti e vibrazioni. Ciò rappresenta un vantaggio in particolare
nelle applicazioni industriali, nell’illuminazione stradale e negli apparecchi mobili.
LED forniscono subito una luce senza sfarfallio, sono regolabili in continuo e attivabili
a piacimento.
La temperatura di colore delle lampade LED può essere modificata con speciali centraline. Ciò fornisce un notevole margine di libertà creativa.
I LED sono privi di mercurio e vanno smaltiti come rifiuti elettrici.
I LED funzionano perfettamente in presenza di basse temperature ambiente.
Moduli LED piatti
Quelle: Osram
7
2.6 Caratteristiche di qualità
I LED non sono tutti uguali, per confrontare la qualità delle lampade e lampadine LED ci si avvale
delle indicazioni in materia di gestione termica, condizioni di esercizio, binning e resa del colore.
Temperatura di colore e resa del colore
La luce dei LED è naturalmente colorata, essi producono una radiazione a banda stretta (monocromatica). Il materiale semiconduttore utilizzato determina la lunghezza d’onda e quindi il
colore della luce: rossa, verde, gialla o blu. Per produrre la luce bianca, la radiazione monocromatica viene convertita con una sostanza luminescente (fosforizzazione) oppure mediante miscelazione additiva dei tre colori primari secondo il principio RGB.
Luce LED bianca mediante conversione di luminescenza
Il procedimento attualmente migliore utilizza il principio della conversione di luminescenza e viene impiegato anche per le lampade fluorescenti. Con questo metodo, sopra un chip LED blu
viene vaporizzato un sottilissimo strato luminescente di fosforo che converte una parte della
luce blu in luce bianca grazie al fosforo giallo.
La luce led bianca viene generalmente prodotta in base al principio della conversione
di luminescenza:
Luce bianca
Strato luminescente
Chip LED
Strato di conversione
Luce blu
Sopra un chip LED blu viene applicato uno strato sottilissimo di fosforo giallo che trasforma la luce blu in bianca.
Concentrazione e composizione chimica della sostanza luminescente devono essere calibrate
con la massima precisione per ottenere il colore della luce desiderata. La temperatura di colore fornisce l’indicazione se un LED emette una luce calda o fredda. In generale vige la regola:
maggiore è la temperatura di colore, tanto più fredda è la luce. Una temperatura di colore da
2’700 a 3’000 Kelvin (K) contraddistingue una luce bianca calda, oltre 3’300 K il colore della luce è bianco neutro, a partire da 5’300 K la luce è bianca diurna. 2’700 K corrisponde alla
consueta luce della lampadina a incandescenza.
8
Spettro del LED
1
Watt
0,8
0,6
0,4
0,2
0
380
430
480
530
530
630
680
730
Nanometro
Con il procedimento di luminescenza si può determinare il colore della luce con precisione, la
sua omogeneità è assicurata mediante binning. Ulteriori vantaggi di questo metodo sono i flussi luminosi relativamente elevati e la buona resa del colore fino a Ra 90.
La resa del colore della luce bianca calda (da 2’700 a 3’300 K) è spesso migliore di quella dei
LED bianco neutro o diurno, ma in genere l’efficienza dei chip LED bianco caldo è purtroppo
minore. Al contrario, i LED con colori della luce più freddi sono in genere più efficienti, ma hanno anche una resa del colore un po’ inferiore. Una buona soluzione è data dalla miscelazione
di luce LED bianca di colori della luce diversi, che garantisce un’eccellente resa del colore con
efficienza elevata.
Luce LED bianca mediante miscelazione dei colori RGB (miscelazione additiva dei colori)
Un’altra possibilità di produrre luce LED bianca è la miscelazione di luce colorata di diversa lunghezza d’onda. Questa miscelazione additiva dei colori rosso, verde e blu (RGB) può produrre
milioni di tonalità e anche la luce bianca. Le soluzioni RGB sono particolarmente indicate per le
applicazioni con illuminazione cromodinamica, ad es. per l’allestimento di facciate.
Per ottenere la luce bianca con la miscelazione dei colori RGB occorre controllare esattamente i LED colorati. In tal caso la resa del colore della luce bianca da Ra 70 fino a 80 è inferiore rispetto a quella ottenuta con il procedimento di luminescenza.
I sistemi di illuminazione dinamici, in cui la luce cambia intensità e temperatura di colore, supportano il nostro ritmo biologico. Lampade e sistemi di controllo intelligenti consentono di cambiare il colore da bianco caldo a bianco freddo seguendo il modello della luce diurna. Questa tecnologia è utile ad esempio nell’illuminazione dell’ufficio o nelle scuole perché atmosfere
luminose alternanti influiscono in modo positivo sul benessere e sull’efficienza delle persone.
Per queste applicazioni le nuove tecnologie combinano chip colorati e LED bianchi, creando
così una luce bianca dinamica variabile con una buona resa del colore. Il controllo è affidato a
una gestione elettronica della luce.
9
Binning
La qualità dei LED viene definita, tra l’altro, mediante il cosiddetto Binning. Nella produzione industriale di chip LED si verificano continuamente scostamenti all’interno di diversi lotti di produzione. Le caratteristiche illuminotecniche possono variare in colore e luminosità. Per poter
garantire una qualità della luce costante con lo stesso livello di luminosità e colore unitario della
luce, occorre fare la cernita dei LED di un lotto. Questi vengono suddivisi in cosiddetti bin (inglese per contenitore). Il processo di binning è particolarmente importante per i LED bianchi.
Criteri di selezione importanti in fase di Binning:
flusso luminoso (lm)
temperatura di colore (Kelvin)
punto di colore
tensione diretta (Volt)
Classificazione secondo ANSI e MacAdams
Oggi i LED vengono classificati in base allo standard ANSI (ANSI = American National Standards Institute) che definisce gli scostamenti di crominanza con l’ausilio delle ellissi di Mac­
Adams. Le indicazioni dell’ellisse di MacAdams forniscono un punto di riferimento all’utente in
merito all’entità della diversificazione dei singoli moduli LED ad es. per quanto riguarda la percezione del colore. Ciò è molto importante per un aspetto uniforme.
Fonte: Foto von Tyler Nienhouse
Nella teoria si parla di un MacAdams non appena è riconoscibile una differenza visiva per quanto riguarda la percezione del colore. Poiché questa condizione di laboratorio non si verifica in
normali applicazioni di illuminazione, ad es. tramite riflessioni di superfici colorate, già 3 ellissi
di MacAdams sono considerate molto pregiate.
2700 K
3000 K
3500 K
4000 K
Ellissi di MacAdams
10
La corrente costante protegge i LED
Condizioni di esercizio ottimali sono importanti per la lunga durata dei LED. Tra queste rientra
la regolazione precisa della corrente costante. I diodi hanno una curva caratteristica correntetensione con crescita esponenziale. Già piccole variazioni di tensione possono distruggere il
chip LED, pertanto i LED non dovrebbero essere mai collegati direttamente a una sorgente di
tensione, bensì tramite il cosiddetto convertitore.
Efficienza
L’efficienza viene indicata in lumen per Watt (lm/W) e indica il rapporto tra il flusso luminoso della lampada e la potenza alimentata.
La quantità di energia effettivamente risparmiata da un impianto di illuminazione a LED, tuttavia, non dipende solo dall’efficienza luminosa dei diodi utilizzati, bensì sono determinanti i seguenti fattori:
l’interazione con le ottiche e gli apparecchi di esercizio,
la deviazione della luce nella lampada,
le condizioni ambientali.
Durata
Le lampade LED e i moduli LED hanno in genere una durata di 50’000 ore e oltre. Nel raffronto, una lampadina alogena a incandescenza funziona in media 2’000 ore, una lampada fluorescente sul reattore elettronico circa 20’000 ore. In pratica ciò significa che una lampada LED in
funzione 250 giorni lavorativi all’anno per undici ore al giorno dura circa 18 anni. Ciò consente
di risparmiare sui costi per la manutenzione e la sostituzione di lampadine. Le lampadine LED, i
cosiddetti retrofit, hanno una durata minore a causa della loro struttura piuttosto sfavorevole per
i diodi. Ciononostante sono anch’esse un’ottima scelta con una durata media di circa 25’000
ore. Diversamente dalle lampadine convenzionali, i LED hanno raramente un’avaria, invece la
loro luminosità diminuisce lentamente, tra l’altro perché il cristallo semiconduttore presenta un
numero sempre maggiore di impurità. Questo deterioramento, chiamato anche degradazione,
è influenzato dai seguenti fattori:
temperatura di esercizio
temperatura ambiente
alimentazione a corrente costante
tipo di semiconduttore
opacamento delle ottiche
Temperatura e gestione termica
La temperatura influisce sull’efficienza delle lampade e lampadine LED. Come tutte le sorgenti luminose, anche i LED producono calore. A differenza delle sorgenti luminose convenzionali,
il calore viene rilasciato verso il retro. Una sottrazione di calore ottimale, la cosiddetta gestione termica, costituisce il fondamento per indicazioni affidabili relative a durata ed efficienza luminosa. Il calore viene evacuato attraverso la piastrina e l’involucro della lampada (raffreddamento passivo). Un collegamento fisso di ampie dimensioni tra piastra conduttrice e involucro
favorisce la dispersione del calore. In alcuni modelli di lampada le alette di raffreddamento ingrandiscono la superficie abbassando così la temperatura, in altri tipi di strutture si utilizzano
aria o acqua per il raffreddamento attivo. Il collegamento termico tra la piastrina e il dissipatore di calore è determinante per una gestione termica funzionante. Su tale base si possono distinguere le lampade di qualità dai prodotti economici. Tener conto anche delle indicazioni del
produttore in merito ai valori soglia di temperatura consentiti per il funzionamento del convertitore, al fine di garantire un funzionamento ottimale.
11
Comportamento termico dei LED
La qualità di un modulo LED è determinata anche dalla frequenza d’incidenza dei guasti e dalla
riduzione del flusso luminoso nell’arco della sua durata. Un LED è costituito da due componenti di base, il LED «Dice» (chip) e lo strato di fosforo. Entrambi sono molto sensibili alla temperatura. Quanto più elevata, è la temperatura, minore è l’efficienza e di conseguenza aumentano
le variazioni di colore.
Nell’arco della propria durata i moduli LED perdono luminosità a causa di alterazioni chimiche e
fisiche. Questo processo (degradazione) è indicato con L ed è generalmente pari al 30 %. Dopo
50’000 ore resta pertanto il 70 % del flusso luminoso iniziale (L70). Alla grandezza L è direttamente correlata la grandezza B, che indica la percentuale dei moduli che può risultare inferiore
al valore L. L’indicazione comune è B50. Pertanto, dopo 50’000 ore il 50 % dei moduli può risultare inferiore al valore L70. Dal termine della durata L70 fino all’effettiva inutilizzabilità del LED
possono trascorrere ancora diverse decine di migliaia di ore di funzionamento.
L’incidenza dei guasti consueta per i moduli LED è pari allo 0,2 % per ogni 1’000 ore, ciò significa che dopo 50’000 ore può smettere di funzionare fino al 10 % dei moduli. L’incidenza dei
guasti è indicata con C. Mettendo in relazione le grandezze C e B si ottiene F, che tiene conto
degli effetti del deterioramento e dell’avaria totale di un modulo LED.
L’esempio che segue illustra gli effetti della temperatura sulla durata e sul flusso luminoso di un LED (faretto da 2000 lm):
SLE G4 15 mm 2000 lm 8x0 ADVANCED
TemperatuL90 / F10
L90 / F50
Modalità
operativa ra tp
HE
NM
HO
L80 / F10
L80 / F50
L70 / F10
L70 / F50
65 ºC
55’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
75 ºC
41’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
85 ºC
31’000 h
47’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
65 ºC
49’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
75 ºC
36’000 h
54’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
85 ºC
27’000 h
41’000 h
58’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
65 ºC
75 ºC
85 ºC
40’000 h
30’000 h
22’000 h
≥ 60’000 h
44’000 h
33’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
47’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
> 60’000 h
HE = High Efficiency; NM = Nominal;
HO = High Output, analogamente alle denominazioni dei tubi fluorescenti;
Modalità operativa = alimentazione del LED (influisce su flusso luminoso e degradazione;
Temperatura Tp = punto di temperatura sulla piastrina
In sintesi ciò significa
L70 / B50: 30 % di riduzione del flusso luminoso / 50 % dei LED possono risultare inferiori a L70
L70 / C10: 30 % di riduzione del flusso luminoso / 10 % d’incidenza dei guasti
L70 / F10: 30 % di riduzione del flusso luminoso / 10 % dei LED inferiori a L70 o in avaria
Nell’impiego di lampade LED occorre fare attenzione alle indicazioni del produttore in merito a
riduzione del flusso luminoso e incidenza dei guasti, perché un LED di qualità migliore consente di ridurre al minimo reclami ed effetti di luce sgradevoli.
12
Il flusso luminoso espresso in lumen (lm) dipende dall’intensità della corrente nell’apparecchio
di esercizio (driver). Le correnti comuni dei driver sono 350 / 500 / 700 / 1050 mA. Maggiore è
la corrente del driver, più intenso è il flusso luminoso. Il flusso luminoso dipende anche dal colore della luce. Più «fredda» è la luce (alta temperatura di colore ad es. 6’500 K), maggiore è il
flusso luminoso.
La chiave per la qualità della luce
Il codice fotometrico definisce la qualità della luce delle lampade LED. Le sei cifre definiscono
resa del colore, temperatura di colore, ellissi di MacAdams all’inizio e trascorso il 25 % della durata di funzionamento e flusso luminoso trascorso il 25 % della durata di funzionamento. Le ellissi di MacAdams servono a determinare le variazioni cromatiche visive. Fino a tre MacAdams
le tolleranze di colore sono in pratica impercettibili. Alla presenza di variazioni maggiori, le differenze di colore diventano visibili e possono accentuarsi ulteriormente nell’arco della durata.
Chiavi del codice fotometrico, ad es. 830 / 349
1a cifra
Code
2a + 3a cifra
4a cifra
CRI
Temperatura di
colore in
Kelvin x 100
7
67 – 76
8
77 – 86
9
87 – ≥ 90
MacAdams
all’inizio
5a cifra
MacAdams
trascorso il
25% della
durata di funzionamento
(max. 6’000 h)
Flusso luminoso relativo in %
100
6a cifra
Flusso luminoso trascorso il
25 % della durata di funzionamento (max. 6’000 h)
Code
Flusso
luminoso
7
≥ 70 %
8
≥ 80 %
9
≥ 90 %
L90 a 60’000 h
90
80
L80 a 50’000 h
70
L70 a 50’000 h
50
0
0
10’000
Rappresentazione semplificata
20’000
30’000
40’000
50’000
60’000
Durata di funzionamento in ore
Rappresentazione schematica dell’andamento del flusso luminoso nella durata di funzionamento
Fonte: Guida ZVEI «Planungssicherheit in der LED-Beleuchtung» (Sicurezza di progettazione
nell’illuminazione LED)
13
Lista di controllo per la scelta delle lampade
Per la scelta di lampade e lampadine fare attenzione ai parametri riportati di seguito:
Potenza nominale delle lampade P in Watt
Questo valore è utilizzato per la progettazione dell’assorbimento di energia e comprende
l’assorbimento di corrente di tutti i componenti incorporati nella lampada e necessari
per il suo funzionamento (incluso l’apparecchio di esercizio).
Flusso luminoso nominale delle lampade v (in lm)
Il flusso luminoso nominale di una lampada indica tutta la potenza di radiazione che
emette in tutte le direzioni nel campo visibile. Si riferisce sempre al valore del flusso
luminoso indicato per la lampada nuova, che viene emesso dalle sorgenti luminose a
semiconduttori presenti nella lampada in determinate condizioni d’esercizio. Per il valore
del flusso luminoso indicato per l’intera lampada, viene presupposta una temperatura
ambiente di 25 °C, laddove non vengano fornite informazioni diverse.
Efficienza luminosa delle lampade v (in lm/W)
L’efficienza luminosa delle lampade è descritta come il quoziente tra il flusso luminoso
emanato e la potenza elettrica assorbita.
Distribuzione dell’intensità luminosa delle lampade
La distribuzione spaziale dell’intensità luminosa di una sorgente luminosa è descritta
per mezzo di curve di distribuzione dell’intensità luminosa. Le sezioni create dall’asse
verticale rappresentano le curve di distribuzione dell’intensità luminosa (LVK) nei piani
C e sono documentate in coordinate polari, dove i valori dell’intensità luminosa della
lampada sono rappresentati in condizioni d’esercizio standardizzate. Tali valori sono
indicati con l’unità candela (cd).
Qualità del colore
La qualità del colore della luce bianca è contrassegnata con le seguenti caratteristiche:
colore della luce, descritto con la temperatura di colore più simile T in Kelvin (K), resa
del colore, descritta con l’indice di resa del colore Ra, tolleranza del punto di colore,
descritta con le ellissi di MacAdams e il binning.
Temperatura ambiente nominale
La temperatura ambiente influisce sul funzionamento di una lampada e lampadina.
Tale valore fissa la massima temperatura ambiente nominale in cui la lampada può
funzionare nel rispetto di tutti i parametri rilevanti ai fini della sicurezza. Alla presenza
di un valore ta = 25 °C non occorre alcuna indicazione sulla lampada, i valori che si
discostanovanno contrassegnati.
Lampade LED
Degradazione del
flusso luminoso
(L xBy)
Avaria totale
(L0Bz)
Criteri di durata delle lampade LED.
Fonte: Guida ZVEI «Planungssicherheit
in der LED-Beleuchtung» (Sicurezza di
progettazione nell’illuminazione LED)
14
Criteri di durata per lampade/lampadine LED
− Durata nominale Lx
in cui il flusso luminoso si riduce a una percentuale x del flusso luminoso originario
nell’arco di un periodo di tempo definito in precedenza.
− Riduzione del flusso luminoso By
Indicazione della percentuale delle lampade/lampadine LED che al termine della durata definita scendono al di sotto del flusso luminoso auspicato (vedi x di Lx); criterio
secondo ZVEI (Federazione Centrale dell’Industria Elettrotecnica ed Elettronica): B50
− Avarie totali Cz
Percentuale di lampade/lampadine LED che hanno smesso completamente di funzionare prima di raggiungere il termine della durata nominale Lx.
Graduale L x By
Improvvisa L0 Cz
oppure
Nuova
Lampada LED
100 %
Degradazione del flusso
luminoso lampada LED
Avaria totale
lampada LED
Rappresentazione della situazione di errore di una lampada (nuova, degradazione
e avaria totale), fonte: Guida ZVEI «Planungssicherheit in der LED-Beleuchtung» (Sicurezza di progettazione nell’illuminazione LED)
2.7 Tecnica convenzionale o LED?
L’efficienza luminosa in lumen/Watt serve da parametro per raffrontare l’efficienza di lampadine e lampade. In tal senso occorre distinguere tra valori puri della lampada e valori finali della
luce. Ottiche, filtri, riflettori ecc. influiscono sull’efficienza luminosa, pertanto è importante confrontare tra loro i dati corretti.
Nell’illuminazione professionale si raffrontano i gradi di efficacia delle luci (prestazione del sistema). Grazie alla loro diffusione puntiforme della luce, le lampade LED raggiungono in genere gradi di efficacia più elevati rispetto alle lampade convenzionali.
Raffronto dell’efficienza delle lampadine
Lampada alogena a basso voltaggio, QT 12, 75 W
Lampada fluorescente compatta TC-D, 18 W, 840
Lampada fluorescente compatta TC-L, 55 W, 840
Lampada fluorescente T16 35 W, 840 (a 35 °C)
Lampada alogena a vapore metallico HIT 35 W, 930
LED Retrofit 5 W
Modulo LED
20 lm/W
67 lm/W
87 lm/W
103 lm/W
104 lm/W
circa 50 lm/W
circa 99 lm/W
Raffronto dell’efficienza delle lampade (funzionamento con reattore elettronico)
Downlight con TC-DEL 18 W, 840
Lampada da incasso a soffitto TC-L, 55 W, 840
Lampada da incasso a soffitto con T16, 35 W, 840
Downlight con LED 25 W, 940
Lampada da incasso a soffitto con LED 44 W, 840
39 lm/W
62 lm/W
67 lm/W
105 lm/W
85 lm/W
grado di efficacia 66 %
grado di efficacia 79 %
grado di efficacia 72 %
grado di efficacia 97 %
grado di efficacia 100 %
Il raffronto mostra che l’efficienza delle lampade LED è maggiore di quella delle lampade convenzionali, in virtù del loro grado di efficacia superiore.
Le lampadine LED presentano in genere luminanze maggiori rispetto alle lampade fluorescenti.
Alla sostituzione di una lampadina occorre verificare abbagliamento ed effetto luce.
15
3.0 Applicazione LED
3.1 Dove è opportuno utilizzare i LED?
Oggi l’impiego di lampadine e lampade LED è utile in numerose applicazioni. Nonostante l’euforia per i LED spesso predominante, la tecnica convenzionale ha ancora la sua ragion d’esistere in tanti casi. Non solo, in alcune applicazioni l’impiego di LED è antieconomico perché
determina costi troppo elevati.
Le lampade fluorescenti e le lampade alogene a vapore metallico rientrano tra le lampade più
efficienti oltre ai LED. In virtù della sua forma tubolare, la lampada fluorescente è predestinata
all’illuminazione generale diffusa e uniforme. La lampada alogena a vapore metallico continua a
essere molto richiesta come sorgente luminosa diretta perché la sua luce è molto brillante. D’altra
parte non è regolabile e impiega un po’ di tempo a sviluppare il suo flusso luminoso utile pieno.
Verificate esattamente le esigenze dei vostri clienti per trovare il sistema di luci giusto per qualità ed efficienza ottimali.
L’impiego di LED è indicato nelle applicazioni più disparate.
Nell’illuminazione di negozi: in questi casi i LED convincono per la loro ottima resa
del colore, i colori dei materiali sono inalterati. Poiché nelle lampade LED il calore viene rilasciato verso il retro, diminuisce la temperatura sulla merce, con un conseguente influsso positivo sulla climatizzazione e sul benessere dei clienti. La luce dei LED
non ha alcuna percentuale di UV, pertanto la merce non sbiadisce.
Nell’illuminazione di musei: Le potenze ridotte delle lampade LED e la percentuale
a infrarossi minima consentono di ridurre i danni alle opere d’arte.
In ufficio e a scuola: grazie a ottiche adeguate, la sorgente luminosa puntiforme può
produrre una luce estesa senza riflesso. Anche in questo caso efficienza elevata, lunga durata e ottima resa del colore rappresentano un vantaggio.
Nell’illuminazione all’aperto le luci LED sono indicate per risaltare le facciate e per
l’illuminazione pubblicitaria. Nei luoghi difficilmente accessibili si distinguono per un
onere di manutenzione minimo. Inoltre, le temperature fredde influiscono in modo positivo sulla loro durata.
Per l’illuminazione colorata: ovunque la luce colorata deve essere prodotta in modo
efficiente, il LED è in netto vantaggio. Non richiede infatti alcun filtro di colore che diminuisce il flusso luminoso e compromette l’efficienza.
L’illuminazione di emergenza è un settore di utilizzo classico per le luci LED. Grazie
all’avvio immediato e alla luce senza sfarfallio con consumo energetico minimo sono
predestinate a questo impiego. Lo stesso vale per il funzionamento sui rilevatori di movimento.
L’impiego di Luci LED nell’industria, per l’illuminazione stradale e di centri sportivi, deve essere verificata di caso in caso. Per i punti luce ad altezze elevate, costi ed efficienza delle soluzioni LED
devono essere confrontati con le tecniche convenzionali. Per fornire un’argomentazione competente consigliamo di effettuare i calcoli di redditività che vengono offerti da numerosi produttori e
progettisti dell’illuminazione. Solo dopo una verifica precisa di tutti i fattori d’influenza si può esprimere un’affermazione affidabile. Oltre ai costi d’investimento per un impianto di illuminazione, andrebbero valutati anche il consumo energetico nell’arco della durata, nonché i costi per la manutenzione e il personale.
16
3.2 Calcolo del potenziale di risparmio energetico dell’illuminazione
Immobile / cliente: Elettro-Materiale SA
Data: 07.10.2013
Espositore: M. Muster
Costi di corrente kWh
Durata di funzionamento al giorno/in h
Giorni alla settimana
Giorni al mese
Ore di esercizio all’anno
0.15
10
5
22
2’640
CHF / kWh
ore
giorni
giorni
ore / anno
Costi di manutenzione / sostituzione
Tempi di manutenzione / sostituzione
90.—
5
CHF / ora
minuti / lampadina
Lampadine
esistenti;
Tipo: alogene
Lampadine
nuove;
Tipo: LED
Assorbimento di corrente delle lampadine
Numero delle lampadine
Costi unitari per le lampadine
Intervallo di manutenzione per le lampadine
(durata delle lampadine)
60 Watt
20 lampadine
8.— CHF
3’000 ore
5.5 Watt
20 lampadine
39.50 CHF
50’000 ore
Costi di corrente all’anno (CHF / anno)
475.20 CHF
43.56 CHF
Calcolo Return On Invest
Lampadine esistenti;
Tipo: alogene
Costi di corrente all’anno
Costi per le lampade
Ore / anno
Costi unitari
Quantità
Nuovi raccordi
Costi di ristrutturazione
Manutenzione
Lampade di ricambio
Totale
475.20 CHF
2’640
8.— CHF
20
0
0.— CHF
circa 18 lampadine
Risparmi
Costi di corrente
Risparmio sui costi di manutenzione
Totale
431.64 CHF
124.08 CHF
555.72 CHF
Investimenti
Lampade a risparmio energetico
Costi di ristrutturazione
Totale
790.— CHF
0.— CHF
790.— CHF
ROI mesi 17.1
Totale
475.20 CHF
160.— CHF
Lampadine nuove;
Tipo: LED
43.56 CHF
Totale
43.56 CHF
790.— CHF
2’640
39.50 CHF
20
0
0.– CHF
132.— CHF
140.80 CHF
908.– CHF
circa 1 lampadina
7.92 CHF
41.71 CHF
883.19 CHF
Utilizzando le nuove lampadine: «LED»
17
3.3 Lampadine LED
Le lampadine LED retrofit sostituiscono le lampadine convenzionali senza dover sostituire la
lampada. Sono dotate di portalampada a vite o a innesto. L’apparecchio di esercizio e il dissipatore di calore sono integrati nella lampadina.Le lampadine LED sono disponibili in numerose
varianti e colori della luce, si contraddistinguono per efficienza energetica elevata e una buona
resa del colore. A seconda del sistema possono essere anche regolate.
Nella classica «forma a pera» e con portalampada a vite E14 o E27 le lampade
LED sostituiscono le tradizionali lampadine a incandescenza. Con diversi portalampada a innesto sono un ricambio efficiente per lampadine a incandescenza
e lampadine alogene a incandescenza.
La sostituzione di lampade fluorescenti con LED retrofit va verificata in modo accurato. Illuminamento e uniformità cambiano a causa del flusso luminoso e della geometria di irradiazione modificati. Un tecnico specializzato dovrebbe verificare se è opportuno sostituire i reattori.
Le lampadine LED non ottengono la performance di sistemi LED completi, perché le lampade
esistenti non sono ottimizzate per il funzionamento con i LED e la gestione termica necessaria
per i retrofit deve essere garantita in uno spazio esiguo all’interno della lampada.
Come alternativa a risparmio energetico sono comunque una buona scelta per la sfera privata
o nei piccoli uffici: una lampadina LED a luce bianca calda da 8 Watt arriva infatti a circa 25’000
ore di esercizio, tre ore di funzionamento al giorno per quasi 25 anni. In tal modo le lampadine
LED surclassano anche la lampada a risparmio energetico.
Le lampadine LED sono disponibili in diverse tonalità di bianco e anche nella variante colorata.
3.4 Lampade LED
Il LED è una sorgente luminosa efficiente sia per l’illuminazione di risalto, sia per l’illuminazione
generale. Nell’illuminazione professionale i LED vengono provvisti di ottiche corrispondenti per
le varie applicazioni. In tal modo la luce puntiforme può essere diffusa senza riflesso. Le lampadine LED retrofit intercambiabili vengono utilizzate principalmente nell’illuminazione decorativa, quindi per l’impiego domestico.
Risparmiare fino all’80 % di energia
Sostituendo una lampadina a incandescenza da 60 Watt inefficiente, che ormai non può più essere immessa nel
mercato, con una lampada LED da 11
o 12 Watt si risparmia l’80 % di energia
e i costi della corrente corrispondenti.
I produttori di lampade differenziano i prodotti per l’illuminazione di risalto, quali fari, downlight
da incasso, e i sistemi di luci modulari ad es. per l’illuminazione di scaffalature. Le lampade
per l’illuminazione generale comprendono downlight, faretti da incasso, lampade applicate e a
sospensione, piantane e lampade a parete, sistemi a banda luminosa e lampade da esterno.
Un settore di utilizzo importante per le lampade LED è l’illuminazione di sicurezza.
Le lampade LED si differenziano in base al loro comando. Si può scegliere tra i seguenti sistemi:
lampade comandate da tensione / Lampadine
lampade comandate da corrente / Lampadine
lampade / lampadine ad alto voltaggio
18
3.5 Lampade comandate da tensione / Lampadine
Il numero delle lampade per ogni apparecchio di esercizio varia in funzione della loro potenza
complessiva. In genere sono comandate a 10, 12 o 24 V. Le lampade comandate da tensione
vengono collegate tra loro in parallelo. Queste lampade vengono impiegate prevalentemente
nell’ambito decorativo. Si prega di osservare le indicazioni dei rispettivi produttori in merito alle
lunghezze massime di linea in relazione al diametro del conduttore.
L
120 – 240 VAC
N
U costante
+ U in TALEXX converter +
+
-
-
U in
LCU …
-
+
-
P=U x I (potenza = tensione x corrente)
U = P/ I
I = P/ U
I variabile
3.6 Lampade comandate da corrente / Lampadine
Il numero dei LED comandati da corrente per ogni apparecchio di esercizio varia in funzione
della potenza elettrica e della tensione messe a disposizione dall’alimentatore. L’efficienza è
maggiore rispetto ai LED comandati da tensione. In genere funzionano con un alimentatore di
rete a corrente costante da 350 mA, 500 mA o 700 mA ecc. Queste lampade vengono collegate tra loro in serie. Si prega di osservare le indicazioni dei produttori per quanto riguarda la
tensione in uscita onde garantire la protezione delle persone. A seconda del convertitore possono fuoriuscire tensioni oltre il limite SELV di 60 V.
L
120 – 240 VAC
N
U variabile
+ U in TALEXX converter +
- U in LCI …
I costante
P=U x I (potenza = tensione x corrente)
U = P/ I
I = P/ U
19
3.7 Lampade/lampadine ad alto voltaggio
Queste lampade sono facili da installare e in genere sono regolabili.
SELV
La denominazione SELV significa Safety Extra Low Voltage. Le lampade LED funzionanti a tensione costante sono solitamente nell’intervallo SELV (fanno eccezione le Lampade AC collegate direttamente alla rete).
Presupposto fondamentale per la SELV è, oltre al rispetto delle soglie massime di tensione previste dalla legge, anche un convertitore dotato di separazione galvanica sul lato in ingresso. Il
lato del carico deve essere protetto dalla rete mediante isolamento doppio o rinforzato.
Per SELV vale :
fino a AC 50 V RMS e DC 120 V (nessun contatto)
> limite massimo di SELV
P
fino a AC 25 V RMS e DC 60 V (contatto possibile)
> ambiente asciutto, senza isolamento o protezione da contatto
N
fino a AC 12 V RMS e DC 30 V (contatto possibile)
> ambiente umido, al di sotto di questi valori non è necessaria alcuna protezione
25 W @ 350 mA (2-74 V)
15 x 3.5 V = 52.5 V
33.7 V
+
33.7 V
+
33.7 V
+
33.7 V
350 mA
25 W @ 350 mA (2-74 V)
20 x 3.5 V = 70 V
1400 mA
4 x 350 mA
SELV
Isolamento / protezione da contatto
Oltre l’intervallo SELV o in presenza di > 60 V DC SELV, il LED deve
essere protetto da qualsiasi contatto.
20
135 V
Non-SELV
SELV
SELV
33.7 V
Funzionamento di più moduli con un apparecchio di esercizio (SELV)
3.8 Progetti
Iniziativa EM ecowin:
nuove lampadine con grande
potenziale di risparmio nel
Kornhauskeller di Berna
La richiesta di efficienza energetica e sostenibilità invade anche il mercato delle installazioni elettriche. Nel settore dell’illuminazione in particolare vi è un notevole potenziale che consente di ridurre i consumi energetici con tecnologie efficienti, risparmiando così sui costi. A
maggio 2014 l’Elettro-Materiale SA ha ideato l’iniziativa EM ecowin. Con incentivi annui pari a
1 milione di franchi svizzeri, l’EM lancia un segnale forte a favore di efficienti misure di risparmio elettrico. L’iniziativa promuove apparecchi e progetti a efficienza energetica.
Il progetto illustrato di seguito mostra che vale la pena riflettere sul consumo energetico. Il
committente riceve una sovvenzione per ogni chilowattora di corrente elettrica risparmiata,
così i piccoli progetti di risanamento si ripagano in poco tempo.
Il Kornhauskeller di Berna ospita ristorante, caffè e bar in un’atmosfera unica. Il sistema d’illuminazione è caratterizzato da vistosi lampadari a corona che riproducono l’architettura del
18° secolo. Piantane e illuminazione d’accento sono impiegate per una nuova luce d’atmosfera e per illuminare gli affreschi alle pareti.
Prima della conversione erano utilizzate lampadine a incandescenza e alogene a incandescenza, radiatori termici con elevata produzione di calore e ingente consumo energetico.
Il gestore del Kornhauskeller ha optato per una conversione alle lampadine LED. Il bilancio
energetico è sorprendente: dove in precedenza erano consumati 40 W di potenza per ogni
lampadina a incandescenza, oggi bastano 8 W per ogni lampadina LED. Per l’apertura 365
21
giorni all’anno con 13 ore di funzionamento al giorno, la conversione alla tecnologia LED consente di risparmiare circa l’80 % del consumo energetico. Il periodo di recupero, che senza il contributo EM ecowin sarebbe stato di appena 4 anni, è stato nettamente ridotto con la sovvenzione e ha reso la conversione rapidamente redditizia per il gestore.
La luce d’atmosfera delle piantane è oggi prodotta con LED retrofit regolabili, che sostituiscono agevolmente le lampadine a incandescenza con portalampada E27. Il comando è stato
conservato poiché i dimmer funzionano perfettamente anche con le nuove lampadine. Anche
l’illuminazione d’accento è stata convertita ai LED, perché le lampadine alogene da 120 W
hanno danneggiato i preziosi affreschi alle pareti. A intervalli regolari è stato necessario far restaurare gli affreschi da pittori. Anche per questa conversione è stato possibile continuare a
utilizzare i dimmer già impiegati. La temperatura del colore leggermente più fresca delle lampadine LED è considerata positiva dal gestore e gli ospiti non percepiscono il cambiamento.
La soluzione a LED si distingue, oltre che per efficienza elettrica e risparmio sui costi, anche
per lunga durata e manutenzione minima.
Gli incentivi EM ecowin possono arrivare fino al 50 % dei costi netti del progetto con elevati risparmi corrispondenti. Informazioni dettagliate sono riportate sul sito Web www.elektromaterial.ch/ecowin.
Nell’ambito dell’iniziativa EM ecowin, l’Elettro-Materiale SA offre consulenze energetiche e di
illuminazione e corsi intensivi sul tema dell’efficienza energetica. In Svizzera più un milione di
edifici sono stati costruiti oltre 30 anni fa. Nel settore dei risanamenti e delle ristrutturazioni
vi è un grande potenziale di risparmio energetico. Cogliete l’opportunità e preparatevi per la
consulenza energetica insieme ai vostri collaboratori. Approfittate della nostra offerta di formazione per essere il primo interlocutore sul tema dell’efficienza energetica per i vostri clienti!
http://www.em-ecowin.ch/elektro/fr/instruction
Gli incentivi EM ecowin possono arrivare fino al 50 %
dei costi netti del progetto con elevati risparmi corrispondenti.
22
Elevite: Risanamento dell’illuminazione
presso la Neue Zürcher Zeitung
I redattori della Neue Zürcher Zeitung hanno bisogno soprattutto di una cosa: una buona illuminazione nella postazione di lavoro. La precedente illuminazione standard degli uffici non
era corretta per le postazioni di lavoro, pertanto l’editore ha deciso di far riallestire la redazione. Insieme ai progettisti illuminotecnici di Elevite, è stato elaborato un sistema d’illuminazione che soddisfa le esigenze di redattori fotografia e giornalisti. Anche le condizioni strutturali
della finitura interna ponevano requisiti elevati al team di progettazione e al Facility Management. La nuova soluzione di illuminazione nella sede centrale della Neue Zürcher Zeitung si
basa su lampade LED che forniscono condizioni di luce ottimali per il lavoro alla scrivania e al
monitor. Le lampade a soffitto incorporate a filo e con LED ad alto rendimento si distinguono
per la profondità d’ installazione ridotta e l’emissione di calore minima. Un controllo intelligente della luce consente di comandare le lampade individualmente, creando così una suddivisione dell’ufficio in zone. La luce diurna assicura un’atmosfera luminosa stimolante ed avvincente con un’ottima resa del colore. Grazie all’uniformità elevata dell’illuminazione si evitano
ombre fastidiose e si ha una visuale ottima e confortevole.
«Il nuovo impianto d’illuminazione convince non solo per la qualità della luce e la flessibilità
d’impiego, con la sua efficienza energetica, e grazie all’interessante formazione del prezzo
da parte di Elevite, è vantaggioso anche sul piano dei costi.»
Jürg Textor, direttore del Facility Management NZZ
23
4.0 Progettazione LED e installazione
4.1 Dal convenzionale al LED, domande sul cambio di lampadine
Il vostro cliente vorrebbe passare alle lampadine LED? In tal caso le domande seguenti aiutano a trovare la lampadina giusta.
Che tipo di attacco/portalampada esiste?
Quale colore della luce desidera il cliente? (Kelvin)
Come deve apparire la diffusione della luce? (Forma della lampadina e tecnologia di
ottica o riflettore)
Qual è il grado di resa del colore desiderato? (Indice Ra)
L’impianto esistente è regolabile?
Se sì, con quale potenza può funzionare il dimmer? (Potenza minima e massima)
Se no, deve essere equipaggiato di dimmer successivamente?
Si desidera avere un dimmer oppure è sufficiente la funzione Double Click (2 livelli di
luminosità con interruttore della luce tradizionale)?
4.2 Progettazione di un impianto LED
In fase di progettazione di un impianto LED occorre tener conto dei seguenti criteri.
Definire il colore della luce: si desidera un’applicazione RGB monocromatica o di colore variabile?
Definire il tipo di attivazione: come deve essere attivata la luce: on/off, potenziometro,
SwitchDim, DALI?
Definire lampade e potenze: che tipo di lampade vengono impiegate? Comandate da
tensione o comandate da corrente?
Definire il tipo di comando: da tensione o da corrente?
Stabilire lunghezze e sezioni di linea: lunghezze di linea tra alimentatore di rete e lampada, collocazione degli apparecchi di esercizio.
Fare attenzione all’illuminamento necessario (lux).
Chiarire che tipo di atmosfera deve essere creata.
4.3 Regolazione di LED
Le lampade LED vengono regolate tramite ingressi di comando separati (ad es. DALI) o con il
metodo della modulazione di larghezza di impulso.
PWM (modulazione di larghezza di impulso)
100 %
90 %
30 %
10 %
24
Modulazione di larghezza di impulso
I diodi possono essere regolati in continuo fino allo 0 % del loro flusso luminoso utile. La qualità – colore della luce, resa del colore, durata – non viene compromessa.
Nella modulazione di larghezza di impulso (PWM) la luminosità viene attivata e disattivata in modo digitale con frequenza elevata.
L’occhio umano non riesce a percepire quest’alternanza. Con «fasi
off» più brevi la luce diventa più chiara, «fasi off» più lunghe riducono l’intensità luminosa.
Curva caratteristica di regolazione dei LED
Il rapporto tra potenza elettrica e quantità di luce non è perfettamente proporzionale in nessuna lampadina, tuttavia la curva caratteristica di regolazione dei LED si avvicina moltissimo alla
curva ideale.
I sistemi di controllo della luce consentono di regolarla in funzione della presenza di persone
o della luce diurna. Con la regolazione in funzione della luce diurna si utilizza il più possibile la
luce diurna incidente, riducendo al minimo la percentuale di luce artificiale. Ciò consente di risparmiare energia e costi. Anche le soluzioni di illuminazione dinamica, che varia nel corso della giornata, sono programmabili individualmente con sistemi di controllo della luce.
Quantità di luce
100 %
90 %
80 %
70 %
60 %
25 % di corrente
10 % di luce
Curva di
regolazione ideale
LED
50 %
40 %
30 %
20 %
50 % di corrente
15 % di luce
10 %
0%
Lampada
fluorescente
Lampada a
incandescenza
10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 %
Potenza elettrica
Apparecchi di esercizio e dimmer
Tutti i componenti del sistema LED devono essere perfettamente coordinati tra loro. Solo in tal
caso si può sfruttare il potenziale elevato del LED.
La modalità di lavoro dei moduli LED è influenzata in maniera decisiva dall’alimentazione di corrente e di tensione. Grazie alla definizione esatta dei parametri elettrici, gli apparecchi di esercizio elettronici e i convertitori forniscono efficienza luminosa ottimale, lunga durata e offrono
interfacce per il comando elettronico.
Tipo e applicazione della lampada LED determinano la scelta dell’apparecchio di esercizio. Le
lampade possono essere alimentate direttamente con tensione di rete, oppure funzionano tramite apparecchi di esercizio esterni, ad esempio con tensione bassissima di sicurezza. I moduli LED vengono regolati tramite ingressi di comando separati (come DALI) o con la modulazione di larghezza di impulso.
I LED sono affidati a un’alimentazione elettrica uniforme. Già piccole variazioni di tensione possono infatti determinare un forte aumento dell’intensità di corrente e danneggiare i LED. Gli apparecchi di esercizio trasformano la tensione di rete e come convertitori assicurano un’alimentazione elettrica conforme al tipo, in genere con tensione bassissima di sicurezza. Gli apparecchi
di esercizio offrono interfacce per il comando elettronico con sistemi di gestione della luce. Esistono lampade dotate di apparecchio d’esercizio integrato o lampade con componenti separati.
25
Prova di compatibilità apparecchio di alimentazione-LED
Modulo LED
Tensione
costante
10 V
24 V
12 V
Corrente
costante
Intervallo di
tensione?
SELV?
NON SELV?
Tensione min. –
max. LED
350 mA
Corrente?
xxx mA
500 mA
700 mA
Due tipi di apparecchi di esercizio trasformano la tensione di rete in modo adeguato per i LED:
Gli apparecchi di esercizio con tensione di uscita costante regolano la tensione di rete da 230 V AC
a una tensione bassissima stabilizzata di 10, 12 o 24 V. Devono essere comandati da tensione e consentono solo una regolazione semplice dell’intensità della luce mediante «impulsi» della tensione, ovvero accensione o spegnimento. Per questa modalità di esercizio occorre inoltre una limitazione aggiuntiva della corrente sui moduli LED, perché la tensione diretta disperde fortemente i singoli LED.
Se la limitazione della corrente è configurata in modo errato può distruggere i diodi e gli apparecchi di
esercizio. È pertanto importante utilizzare unicamente apparecchi di esercizio specifici omologati per
i LED. In genere le lampade LED che funzionano con meno di 0,5 Watt sono comandate da tensione.
Gli apparecchi di esercizio con corrente di uscita costante dalla tensione di rete generano
una corrente di uscita stabilizzata di ad es. 350 milliampere (mA), 700 o 1’050 mA. Con questa variante i moduli LED possono funzionare senza componenti aggiuntivi per la limitazione
della corrente ed essere collegati in serie, migliorando così il bilancio di prestazione (lumen per
Watt). I diodi non possono essere sovraccaricati grazie alla corrente di esercizio stabile, in questo caso le tensioni dirette oscillanti sono ininfluenti. Questo tipo di comando è particolarmente indicato per diodi potenti a corrente elevata.
26
4.4 Installazione e montaggio di lampade LED
Per i faretti da incasso la temperatura nel vano di incasso, ovvero sopra la lampada, è determinante.
Per l’incasso di lampade LED in soffitti e pareti occorre garantire una circolazione dell’aria sufficiente. Come nelle lampade convenzionali, lampada e reattore non possono essere coperti con materiali isolanti. Il reattore deve essere collocato di lato a una distanza predefinita in conformità alle istruzioni di montaggio.
La durata di diodi LED e convertitori LED dipende in misura determinante dalla produzione di calore
dell’ambiente circostante. Vanno rispettate le distanze indicate dal produttore tra lampada, apparecchio di esercizio e componenti fissi (soffitti, sistemi portanti).
Prima di effettuare qualsiasi lavoro sulla lampada LED occorre privarla di tensione. Fare sempre attenzione a interrompere l’alimentazione della corrente di rete degli alimentatori LED/convertitori (lato primario) prima di inserire o staccare i LED (lato secondario), altrimenti la corrente di inserzione degli alimentatori LED può distruggere le lampade LED collegate sul lato secondario.
Le lampade LED possono funzionare unicamente con i convertitori o gli alimentatori LED indicati con
il simbolo corrispondente. Gli alimentatori LED/convertitori scelti in modo errato possono causare la
distruzione dell’unità LED. Osservare sempre le istruzioni di montaggio del produttore. Il produttore
declina qualsiasi responsabilità per il trattamento non conforme.
27
Illuminazione per esterni
4.5 Elettro-Materiale SA ed Elevite:
progettiamo il futuro!
Dal 1° agosto 2014 siamo un team: l’Elettro-Materiale SA e l’azienda d’illuminazione Elevite. Per
voi ciò significa conoscenze competenti in materia d’installazioni elettriche e progettazione illuminotecnica da un unico fornitore.
Uffici e industria
Da noi ricevete un pacchetto professionale completo, dalla progettazione e pianificazione fino
alla realizzazione, inclusi manutenzione e assistenza. L’obiettivo del nostro servizio è trovare la
soluzione di illuminazione di volta in volta ottimale insieme ai nostri clienti. In tal senso vi affiancano i nostri collaboratori qualificati del servizio esterno, i responsabili di progetto e i progettisti.
Tramite un colloquio individuale di consulenza individuiamo i vostri desideri e richieste ed elaboriamo un sistema d’illuminazione che corrisponde alle vostre esigenze. Oltre alla scelta delle
lampade e lampadine adeguate, il nostro servizio comprende anche una consulenza nel settore del controllo della luce. Qualità della luce ed efficienza energetica sono infatti nostre chiare
priorità per fornirvi una consulenza ottimale.
Insieme con architetti, committenti e installatori elettricisti creiamo universi di luce che stimolano l’ispirazione e vi forniamo supporto con competenza specifica approfondita. Un sistema di
illuminazione ben riuscito combina senso creativo per spazio e materiali ed esigenze del cliente.
Vi offriamo una progettazione illuminotecnica professionale che tiene conto non solo dei punti di forza dell’illuminazione, bensì anche del confronto mirato con i desideri dei committenti.
28
Punti vendita
Il mondo dell’illuminazione non è mai stato così versatile, tuttavia le molteplici possibilità comportano anche una maggiore complessità. I nostri progettisti illuminotecnici qualificati portano
luce nel buio e vi forniscono supporto negli ambiti di applicazione più disparati.
Nel settore dell’illuminazione per esterni: approfittate della nostra competenza specifica nell’illuminazione di facciate e di zone pedonali. Ottimamente adeguata alle vostre
esigenze individuali!
Avvaletevi dell’esperienza dei nostri consulenti illuminotecnici per l’elaborazione di
progetti industriali e per uffici. Vi forniamo la nostra consulenza per una soluzione di
illuminazione efficiente ed ergonomica in uffici, scuole ed edifici industriali.
Un sistema d’illuminazione professionale nel punto vendita assicura un’atmosfera stimolante e pone abilmente i vostri prodotti sotto le luci della ribalta.
Anche nel settore sanitario, dedicato al benessere e al tempo libero, la giusta luce
acquisisce un ruolo sempre più rilevante. Progettiamo per voi il settore gastronomico,
alberghiero e ospedaliero, per incrementare l’efficienza dei collaboratori e il benessere
di ospiti e pazienti.
Settori gastronomico,
alberghiero e ospedaliero
L’illuminazione offre possibilità illimitate come elemento decorativo. Vi forniamo supporto nella
scelta della giusta tecnologia, dalle lampadine alle lampade, fino al controllo della luce.
Contattateci nelle primissime fasi del progetto al fine di assicurarvi una soluzione d’illuminazione di successo.
Approfittate della progettazione, conoscenza dei prodotti e consegna rapida da un unico
fornitore!
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5.0 Nuove tecnologie
5.1 Panoramica sugli OLED
Luce = lampadina e lampada? Questa formula ha già perso la sua attualità con l’avvento della tecnologia LED e in futuro sarà corretta solo in alcuni casi. Gli OLED, diodi luminosi organici,
offrono possibilità di impiego completamente nuove in tessuti, mobili e architettura.
L’OLED è la prima sorgente luminosa veramente estensiva. Diversamente dai LED inorganici a
irradiazione puntiforme, gli OLED utilizzano semiconduttori organici per produrre luce.
Al contrario delle lampadine convenzionali, in cui la corrente viene condotta lungo un filo o un
gas, negli OLED la corrente passa attraverso strati organici ultrasottili, cento volte più sottili di
un capello. Vengono prodotti con piccole molecole (smOLED), sempre più anche con polimeri a catene lunghe (pOLED).
La struttura degli OLED ricorda quella di un sandwich (vedi i grafici). Gli strati organici sono sempre incorporati tra due elettrodi di ampie dimensioni, uno strato di alluminio a carica negativa
(= catodo) e uno strato di ossido di indio-stagno a carica positiva (= anodo). Come materiale di
supporto si utilizza perlopiù il vetro. Come nel caso dei LED, la struttura delle molecole dei semiconduttori utilizzati determina il colore della luce.
Gli OLED sono molto sensibili a ossigeno e umidità, per questo motivo vengono incapsulati. Un
agente disidratante, cosiddetto «getter», una sorta di cuscino posto sul retro del componente,
assorbe l’umidità prima che possa raggiungere il catodo particolarmente «soggetto alla ruggine».
Vantaggi degli OLED
Elettrodo metallico
Strati organici
Emissione di luce
DC
DC
Emissione di luce
Elettrodo
trasparente
Emissione di luce
Luce
Substrato di vetro
Getter, agente disidratante
Incollatura
30
Copertura Strati organici
Strato catodico
Anodo
Vantaggi degli OLED
In futuro gli OLED potranno offrire numerosi vantaggi per l’illuminazione grazie alle loro peculiarità.
Gli OLED sono estremamente sottili.
Emettono una luce uniforme, ampiamente priva di riflessi con resa del colore elevata.
Forniscono immediatamente la potenza piena, si regolano in continuo tramite la corrente di esercizio e sono estremamente flessibili nel controllo cromatico.
Si inseriscono in altri materiali come un materiale edile. Durante il giorno sono trasparenti o diffusi e di sera si illuminano a giorno.
Possono essere collocati accanto a materiali delicati e toccati senza pericolo di ustioni.
Gli OLED sono rispettosi dell’ambiente poiché non contengono mercurio o altre sostanze velenose.
La produzione di OLED efficienti richiede un approfondito know-how. Le grandi sfide sono rappresentate soprattutto dalla durata (attualmente circa 10’000 ore) e dalla protezione delle pellicole sottilissime da ossigeno e acqua. Materiali plastici idonei devono proteggere sufficientemente gli strati organici per una lunga durata.
Lo sviluppo di materie plastiche trasparenti idonee apre la strada a pannelli OLED flessibili, grandi superfici illuminate in modo uniforme, con luminosità e colore adeguabili a richiesta e applicabili su pressoché qualsiasi superficie.
I diodi organici si trovano già nei telefoni cellulari. Gli schermi OLED sono in commercio dall’inizio del 2009. Gli esperti stimano che nei prossimi anni gli OLED verranno impiegati in misura
massiccia anche per soluzioni di illuminazione di ampie dimensioni, ad esempio nell’illuminazione di negozi o musei, nelle vetrine per opere preziose in esposizione. Attualmente si trovano
soprattutto nelle lampade di design.
Conclusione
I LED offrono molteplici possibilità per soluzioni di illuminazione individuali. Accanto alla redditività degli impianti di illuminazione, anche la qualità della luce, ovvero il comfort per l’utente, riveste un ruolo sempre più importante.
Per poter sviluppare soluzioni di illuminazione redditizie, a lungo termine è indispensabile analizzare con precisione le esigenze dei clienti. Anche, o proprio, con la tecnologia LED è determinante sapere perché, quando, dove e chi ha bisogno della luce artificiale.
Sistemi intelligenti di controllo della luce consentono un utilizzo ottimale della luce diurna per
un’elevata qualità della luce e per il risparmio energetico. La luce artificiale può essere controllata automaticamente secondo il fabbisogno. Come installatori elettricisti vi trovate sempre più
a confronto con nuove tecnologie. Con l’Elettro-Materiale SA come partner al vostro fianco siete sempre informati, aggiornati e ottimamente assistiti.
Questo opuscolo rappresenta un ausilio per fornire consulenza ai vostri clienti e fornisce consigli pratici in materia di efficienza energetica, qualità della luce e rapporto quotidiano con la
tecnologia LED.
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5.2 Tecnologia LCC
La tecnologia LCC è un nuovo procedimento di produzione della luce. Le lampadine LCC sono
dette «Retrofit» con diversi portalampade. Con la stessa tecnologia si producono anche lampade per diverse esigenze. LCC è l’abbreviazione di Laser Crystal Ceramics. Alla base della
tecnologia LCC vi è un cristallo artificiale che trasforma l’energia in luce visibile mediante elettroluminescenza. I cristalli LCC sono disposti sul chip come lenti che concentrano la luce e
forniscono un’efficienza luminosa elevata. Rispetto alle lampade LED consentono incrementi
dell’efficienza del 20 – 30 %.
Lo spettro delle lampadine LCC è molto simile a quello della lampadina a incandescenza: i valori Ra > 90 sono ottimi ed equiparabili alla qualità delle lampadine a incandescenza. Le lampadine LCC sono disponibili con diversi colori della luce, in particolare la resa dei colori rossi è ottima. La durata è di circa 35’000 ora, indicazioni più precise sono riportate nella scheda
tecnica del produttore.
6.27E-2
Irradiazione [W/(sqm*nm)]
5.75E-2
4.75E-2
3.75E-2
2.75E-2
1.75E-2
1.00E-2
0.00E+0
380
480
580
Lunghezza d’onda (nm)
680
780
Spettro di 1.1. A Energy World 3W
Sintesi delle informazioni principali
Qualità della luce
Luce bianca calda brillante con ottima resa del colore (Ra > 90), equiparabile alla luce
della lampadina a incandescenza.
Durata
La durata di una lampadina LCC può arrivare fino a 35’000 ore.
Comportamento all’accensione
Le lampadine LCC si accendono subito con il 100 % del flusso luminoso utile.
Elevata resistenza di commutazione
Le lampadine LCC possono essere accese e spente almeno 250’000 volte.
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Tipo di portalampada e forma
Portalampada a vite standard E27 o E14 da 230 V
Portalampada alogeno GU10 da 230 V
Portalampada a basso voltaggio MR16, GY6.35 da 12 V
Regolazione
Le lampadine LCC 230 V, GU10 e 12 V, MR16 GY 6.35, etc. sono disponibili in versione regolabile.
Vantaggi delle lampadine LCC
Produzione minima di calore (80 % luce, 20 % calore)
Ottima resa del colore (Ra > 90)
Diversi colori della luce disponibili (bianco caldo, bianco neutro e luce del giorno)
Assorbimento minimo di corrente
Lunga durata, circa 35’000 ore
Niente sostanze inquinanti, atossiche
Resistenti alle scosse, robuste
Utilizzabili da – 30 a +50 °C
Nessuna radiazione UV
Radiazione IR minima
Niente elettrosmog (< 0,1 V/m)
Testate dall’ESTI, Ispettorato federale degli impianti a corrente forte
Contributo ecologico alla riduzione dell’inquinamento da CO2
Smaltimento senza problemi
Vantaggi rispetto alle lampadine LED retrofit
Estetica, aspetto (non occorre alcun dissipatore di calore)
Maggiore efficienza luminosa (> 100 lm/W)
Migliore caratteristica d’irradiazione
Caratteristica del colore più gradevole
Migliore resa del colore
Niente sostanze inquinanti, atossiche
Smaltimento senza problemi
LCC rispetto alla lampadina a incandescenza
La lampadina LCC da 3 W corrisponde a una lampadina a incandescenza da 30 W.
La lampadina LCC da 5 W corrisponde a una lampadina a incandescenza da 50 W.
La tecnologia LCC rappresenta un’alternativa alla lampadina a incandescenza soprattutto per
la buona qualità della luce. Un possibile ambito d’impiego, in cui la lampada LCC si distingue
anche per la sua estetica simile a una lampadina a incandescenza, è nelle lampade di design
con lampadine a vista o nei lampadari di cristallo storici.
Le lampadine LCC sono disponibili sin d’ora nel nostro e-shop (www.elettro-materiale.ch) e
presso il vostro consulente EM.
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6.0 FAQ
1. Come procedo per sostituire le lampadine a incandescenza?
Chiarire se l’impianto d’ illuminazione è regolabile o meno.
Se si desidera regolare la luce, verificare che tipo di dimmer funziona con le varie lampadine. Indicazioni in tal senso sono reperibili presso i rispettivi produttori.
2. Come procedo per sostituire le lampadine alogene a incandescenza a basso
voltaggio?
Verificare se l’impianto è attivabile o regolabile.
Chiarire quante lampade devono funzionare con un dimmer.
Il trasformatore dell’impianto a basso voltaggio deve coincidere con le condizioni di
esercizio delle lampadine retrofit, eventualmente occorre sostituire gli apparecchi.
3.Perché si dovrebbero utilizzare i LED nell’illuminazione generale? Le lampade
a risparmio energetico sono anche un’alternativa alla lampadina a incandescenza.
Attualmente anche le lampade a risparmio energetico sono ancora una valida alternativa, in
futuro tuttavia i LED si imporranno sempre più perché offrono numerosi vantaggi.
I LED sono economici e diventano sempre più efficienti.
Nessuna riduzione del flusso luminoso in presenza di basse temperature ambiente.
La loro durata è notevolmente maggiore di quella delle lampade a risparmio energetico.
Possono valorizzare ambienti con colori della luce diversi e luce colorata. Inoltre, i LED si
regolano molto semplicemente e possono essere anche comandati in modo dinamico.
I LED emettono una luce orientata, in altre parole la luce arriva là dove è richiesta.
’altra parte i LED offrono i propri vantaggi solo se si tratta di prodotti di qualità. Si contradD
distinguono per una gestione termica efficace che evacua il calore di linea, per colori della
luce unitari, luminosità uniforme e avarie precoci minime. La «merce a basso costo» spesso
non offre la qualità desiderata. L’Elettro-Materiale SA è lieta di fornirvi supporto nella scelta
dei prodotti.
4. È
vero che i LED non hanno una buona resa del colore e pertanto sono indicati
solo in misura limitata per l’illuminazione generale?
No, questo è un pregiudizio che risale agli albori dei LED. Oggi i LED ottengono un buon indice di resa del colore (Ra / CRI) di 80 fino a 90. Ora si ottengono anche valori fino a Ra =
98. La luce solare offre un valore massimo di 100.
5. I LED hanno bisogno di un raffreddamento?
Sì, oltre alla luce i LED producono anche calore. Senza raffreddamento la durata di un LED
sarebbe di sole 100 ore. In genere il calore è deviato attraverso la piastrina e l’involucro della
lampada. Gli apparecchi più recenti funzionano in parte con raffreddamento ad aria o acqua.
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6.Come si ripaga il prezzo di acquisto un po’ più elevato delle lampadine e lampade LED?
La lunga durata consente di ridurre considerevolmente i costi per la sostituzione delle lampadine e per la manutenzione.
Le lampadine e le lampade LED hanno un consumo energetico nettamente inferiore
rispetto alle soluzioni convenzionali. Il risparmio sui costi diventa evidente con un calcolo di redditività nell’arco del ciclo di vita di un progetto.
Le soluzioni d’illuminazione LED preservano gli oggetti delicati esposti e contribuiscono a conservare beni culturali e merci pregiate.
7. I LED possono avere anche un’avaria totale?
Quelle: Esylux
Un’avaria totale è molto rara e statisticamente si verifica in due LED su un milione di LED installati. Base per un funzionamento ottimale della vostra illuminazione LED è un’installazione a regola d’arte secondo le indicazioni del produttore. In caso di messa in funzione non
conforme o temperature ambiente troppo elevate si possono verificare delle avarie. Pertanto
fare assolutamente attenzione alle indicazioni riguardanti il montaggio fornite dal produttore.
8. Cosa accade se un LED è difettoso? Occorre sostituire la lampada/lampadina?
Dipende dal tipo di lampada. Maggiore è il numero di LED utilizzato per una lampada, meno
evidente risulta una singola avaria. In caso di avaria di dimensioni maggiori è opportuno provare a sostituire l’intera lampada. Chiarite le prestazioni di garanzia con il produttore. In caso
di sostituzione di una lampadina o di un modulo LED, colore della luce e luminosità devono
corrispondere ampiamente a quelli degli altri LED nel sistema.
9.Le indicazioni concernenti il flusso luminoso contenute nelle schede tecniche
dei produttori di LED valgono anche per le lampade e le lampadine LED?
No, occorre distinguere chiaramente tra le indicazioni relative al flusso luminoso contenute nelle schede tecniche e il flusso luminoso effettivamente utilizzabile di una lampada LED
pronta all’uso o di una lampadina LED. I fornitori seri forniscono tale indicazione. Le indicazioni concernenti il flusso luminoso riportate sulle schede tecniche si riferiscono a valori
ottenuti direttamente nel chip LED a una temperatura di 25 °C. Il LED si trova quindi quasi
in uno «stato grezzo», non è ancora applicato sulla piastrina e inserito in lampade o lampadine. Inoltre, in fase di misurazione i LED funzionano con correnti sostanzialmente inferiori a
quelle consuete di 350 o 700 milliampere e solo per una durata brevissima. Queste indicazioni sono quindi proiettate, ottenendo dei valori fino a 200 lumen per Watt. Allo stesso tempo, per ottenere la durata indicata sono consentite temperature di esercizio di oltre 80 °C,
a seconda del tipo di LED e del colore della luce. Con una gestione termica efficiente si rispettano questi limiti.
10. Cosa significa il contrassegno 350 mA / 700 mA?
Il contrassegno 350 mA / 700 mA indica i LED comandati da corrente che richiedono speciali
alimentatori di rete a corrente costante. Ciò significa che non possono essere collegati a un
trasformatore da 24 V o direttamente alla tensione di rete da 230 Volt.
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11. Le lampade LED devono essere marcate ai sensi dell’ordinanza sui raggi laser?
Sì, il legislatore richiede una marcatura chiara nei casi in cui le lampade LED rientrino nell’ordinanza sui raggi laser. La marcatura si trova nella documentazione tecnica. Le lampade
corrispondenti recano un adesivo.
12. Che tipi di sistemi di regolazione esistono?
Esistono sistemi di regolazione analogici e digitali. I sistemi di regolazione analogici sono comandati tramite un segnale di comando a 1 – 10 V o una regolazione a taglio di fase ascendente / discendente. I sistemi di regolazione digitale sono comandati tramite DALI (= digital
adressable lighting interface).
13. Domande critiche sul regolatore a taglio di fase
Taglio di fase ascendente o discendente?
È stato scelto il regolatore giusto?
Un dimmer universale riconosce il carico giusto?
Il carico minimo del regolatore è stato raggiunto?
l carico massimo consigliato per il regolatore non è superato del 20 %?
Come appare l’andamento sinusoidale del regolatore Triac?
Il regolatore funziona correttamente in tutti gli intervalli?
Non si percepisce alcuno sfarfallio sgradevole?
I componenti sono tutti adatti al sistema?
14.Qual è la differenza tra durata minima, durata media e durata utile?
La durata minima indica la durata che una lampadina raggiunge in condizioni standardizzate.
La durata media indica il valore medio della durata di lampadine funzionanti in condizioni conformi alla norma. Segnala che, trascorso il periodo indicato, il 50 % delle lampadine utilizzate
potrebbe avere un’avaria. La cosiddetta durata utile è raggiunta quando il flusso luminoso
scende al di sotto del valore soglia indicato.
15. Cosa occorre tener conto nel passaggio da lampadine T8 a LED retrofit?
La diffusione della luce di una lampada fluorescente diffusa non è equiparabile a quella di un
tubo LED retrofit con LED puntiformi. Alla sostituzione di una lampadina cambiano le caratteristiche illuminotecniche dell’impianto d’illuminazione e occorre verificarle di nuovo. Verificare con quale reattore deve funzionare la lampada (reattore elettromeccanico/magnetico a
basse perdite o elettronico) e se sono necessarie modifiche strutturali per il funzionamento
della lampadina LED retrofit. Se si eseguono modifiche alla lampada la garanzia del produttore decade e la lampada deve essere adeguatamente contrassegnata.
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16. Cosa comprende l’iniziativa EM ecowin?
Con EM ecowin l’Elettro-Materiale SA lancia un’iniziativa per l’efficienza elettrica. Con incentivi annui pari a 1 milione di franchi svizzeri, l’EM lancia un segnale forte a favore di efficienti
misure di risparmio elettrico. L’iniziativa EM ecowin è rivolta contemporaneamente agli installatori elettricisti e ai committenti. (www.elektro-material.ch/ecowin)
17. Quali sono i retroscena per l’acquisizione di Elevite SA?
Con l’acquisizione di Elevite SA l’Elettro-Materiale SA integra la propria leadership di mercato
nel settore del materiale per installazioni elettriche con una competenza elevata nell’ambito
dell’illuminazione. Nell’attività di progetto la progettazione illuminotecnica specifica per il cliente
diventa sempre più importante e noi desideriamo fornire il livello massimo di conoscenze e
supporto ai nostri clienti, tutto da un unico fornitore.
Quelle: Samsung
18.L’OLED sostituirà il LED?
No, perché l’OLED produce una luce estesa rispetto alla luce puntuale del LED. L’OLED offre
nuove possibilità per l’illuminazione estesa dell’ambiente e un potenziale creativo per l’integrazione di luce nei mobili e nelle finiture degli interni.
19. Come vanno smaltite le lampade / lampadine LED?
Tutte le lampade e lampadine sono soggette all’ORSAE (Ordinanza concernente la ripresa e
lo smaltimento degli apparecchi elettrici ed elettronici). Contengono materie prime preziose
che possono essere conferite al riciclaggio e sostanze inquinanti che vanno asportate correttamente a fine vita del prodotto. Questa operazione avviene in un processo di riciclaggio strutturato appositamente. I LED retrofit contengono elementi elettronici, pertanto a fine
durata devono essere raccolti e conferiti al processo di riciclaggio. Le piastrine elettroniche
devono essere conferite al processo di riciclaggio elettronico, per recuperare le materie prime preziose. I prodotti LCC possono essere smaltiti direttamente perché non contengono
sostante tossiche.
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7.0 Glossario
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AllnGaP
Fosfuro di Gallio, Alluminio, Indio è un materiale semiconduttore drogato che viene impiegato nei diodi luminosi (LED) sin dagli inizi degli anni ’90.
Binning
Processo di selezione per LED secondo il colore della luce e luminosità.
COB
Chip-on-Board
I semiconduttori senza custodia («nudi») sono applicati direttamente sul substrato (materiale di supporto). Con questo procedimento si può ottenere un multiplo della «densità
di impaccamento» rispetto alla tecnologia SMD. L’enorme vantaggio illuminotecnico dei
moduli COB sta nell’omogeneità dell’emissione luminosa. In questo modo si ottiene un
cono di luce consistente al posto di singoli punti luce.
CRI / Ra
Colour Rendering Index: l’indice di resa del colore definisce la resa del colore di una sorgente luminosa.
DALI
Digital Adressable Lighting Interface, lampade indirizzabili singolarmente. DALI è un protocollo standardizzato per la comunicazione digitale di componenti illuminotecnici.
Elektrolumineszenz
L’elettroluminescenza è una forma di luminescenza in cui, applicando un campo elettrico o una tensione elettrica a un corpo solido, questi viene indotto ad emettere una radiazione elettromagnetica, ad es. sotto forma di luce.
Halbleiter
Corpi solidi che sono conduttori elettrici o isolanti in funzione del loro stato.
InGaN
Nitruro di Indio e Gallio, una delle tecnologie CHIP preferite per i diodi luminosi (LED). Con
InGaN si possono produrre LED che emettono luce con lunghezze d’onda dall’ultravioletto
al verde. Le diverse lunghezze d’onda si ottengono variando le percentuali di Indio e Gallio.
Tecnologia LCC
La tecnologia LCC è un nuovo procedimento di produzione della luce. Le lampadine LCC
sono retrofit con diversi portalampade. LCC è l’abbreviazione di Laser Crystal Ceramics.
LED
Diodo a emissione luminosa
Luce
Radiazione elettromagnetica, 370 – 780 nm (manometro 10 – 9)
Ellissi di
MacAdams
Le ellissi di MacAdams servono a determinare le variazioni cromatiche visive. Rappresentano le superfici del diagramma cromatico, in cui i colori di raffronto, intorno a una tonalità
di riferimento, vengono percepiti con la stessa distanza (MacAdams: fisico americano).
Fino a tre MacAdams le tolleranze di colore sono in sostanza impercettibili.
OLED
LED organico
Optoelettronica
Combinazione di ottica ed elettronica (semiconduttori).
PWM
Modulazione di larghezza di impulso (per regolare i LED).
SMD
Surface-Mounted Device
Il LED è saldato direttamente sulla piastra conduttrice. A differenza dell’allestimento con
«componenti cablati», la tecnologia SMD richiede un ingombro minore e consente un miglior collegamento termico.
Wafer
Fette di lingotti di semiconduttori
Zhaga
Consorzio internazionale dell’industria dell’illuminazione costituito con l’obiettivo di definire degli standard per l’illuminazione LED
Il nostro servizio per voi
L’Elettro-Materiale SA vende solo prodotti di qualità. Saremo lieti di fornirvi la nostra consulenza!
Da noi trovate soluzioni di prodotti e servizio di prim’ordine da un unico fornitore.
La vostra succursale EM è a vostra disposizione per ulteriori informazioni.
Basel
Bern
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Zürich
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8005 Zürich
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Tel.
056 419 70 70
Fax
056 419 70 80
[email protected]
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PERF ORM ANCE
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© myclimate – The Climate Protection Partnership
01/2015 Y EM-LED-B 2015 IT
neutral
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