Convegno Illuminazione stradale nei Comuni del Friuli Venezia Giulia – Pasian di Prato, 14 febbraio 2014!
Alcuni aspetti rilevanti
della tecnologia a LED
applicata all’illuminazione stradale
Marco Marangone
[email protected]
Convegno Illuminazione stradale nei Comuni del Friuli Venezia Giulia – Pasian di Prato, 14 febbraio 2014
Trend dell’efficienza del LED di potenza
Tratto da:
“Solid-State Lighting
Research. Multi-Year
Program Plan”
U.S. Department of
Energy (2013, April)
4746-7040K
2580-3710K
2009
100/110 lm/W
4000K
2010
2011
130/140 lm/W
2012
2013
150/160 lm/W
2014
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Trend dei costi del LED di potenza
Tratto da: “Solid-State
Lighting Research.
Multi-Year Program Plan”
U.S. Department of
Energy (2012, Agosto)
Il costo del LED è calato del 40% nel periodo 2011-2013.
Tra il 2013 al 2015 è prevista una riduzione del costo del LED di circa un 1/3.
L’incidenza dei LED sui costi di un’armatura stradale di media potenza
(es. 48LED-55W) possono andare dall’8 al 15%
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Comparazione tra LED e altre tecnologie: criteri
Comparazione di
Flusso? (Quantità di luce emessa)
Errore Linee Guida ANCITEL
Efficienza? (Quantità di luce per unità di consumo: lm/W)
Semplice e utile ma parziale, a volte fuorviante
Efficacia? (Risultato fotometrico, “utilanza”)
Utile ma non immediato, richiede verifica illuminotecnica
ATTENZIONE
Non confondere
l’efficienza della sorgente (LED)
con l’efficienza del sistema
(dispositivo nella sua interezza)
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Comparazione tra LED e altre tecnologie: potenze
100
Mercurio
Sodio
ad Alta
Pressione
LED
45
20
Schema di massima da verificare caso per caso.
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Efficienza (è risparmio energetico)
La corrente di pilotaggio I
350mA
1W x
LED
525mA
700mA
2W x
LED
Alimentandoli con più corrente,
a parità di flusso luminoso, riduco il numero dei LED
(e il costo del prodotto)
ma perdo efficienza (-15/25% tra 350mA e 700mA)
1A ...
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100.000 ore, 80.000 ore, ... ma quanto durano i LED?
Lifetime e corrente di pilotaggio
Come lo stress termico relativo alla corrente di pilotaggio
condiziona le aspettative di vita del LED
(probabilità di failure)
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Vita funzionale del LED
Mantenimento del flusso luminoso in condizioni termiche ideali
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Durata di vita del sistema complessivo
(più importante!)
Variabili del sistema
AFFIDABILITÀ ELETTRICA
AFFIDABILITÀ CONNESSIONI
AFFIDABILITÀ LED
AFFIDABILITÀ CONNESSIONI
AFFIDABILITÀ MECCANICA
Variabili principali
condizioni termiche del dispositivo
qualità LED e alimentatore
Fattore di
maggiore criticità
Alimentatore
Meglio se separato dal vano LED:
ogni 10° in più dimezzano la vita dell’alimentatore
ATTENZIONE
ai prodotti non progettati per i LED
ma riconvertiti ad essi
ed a quelli con l’alimentatore posto
sopra il vano LED
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Affidabilità e tempo di vita degli alimentatori
Failure!
Rate!
Mortalità!
infantile!
Esaurimento!
Vita utile!
Affidabilità!
Tempo!
Affidabilità Probabilità di failure nel tempo di vita utile previsto!
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Affidabilità e tempo di vita degli alimentatori
Il calore aumenta le probabilità di failure
ed accorcia la durata di vita
Failure!
Rate!
T4 T3 T2 T1 Tempo!
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Manutenzione dei dispositivi a LED
Sbalzi tensione
Decadimento del flusso
Protezione picchi!
di tensione (classe I ?)!
Distribuito sul lungo tempo di vita!
(a 80.000h si può ancora avere F85-90%)!
È possibile programmarne la compensazione
in tempo reale (CLO Constant Light Output)!
Failure rate
Estremamente ridotti!
(con appropriate opzioni inerenti la termica)!
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Temperatura di colore del LED
EFFICIENZA
Bianco Freddo
Bianco Neutro
Bianco Caldo
Oltre 5300K
Da 3300K fino a 5300K
Fino a 3300K
La temperatura di colore è inversamente proporzionale all’efficienza.
Lo standard che si è andato definendosi a livello internazionale
è il 4000K nell’applicazione stradale (3000K nei centri storici)
per la combinazione di vantaggi tra efficienza, indice di resa cromatica e
confort visivo della luce bianca.