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Riqualificazione e risparmio di enti pubblici

Questo post è un esempio di quanto tutti i nostri enti pubblici potrebbero risparmiare,  se fossero un po’ lungimiranti e non si fermassero al mero costo delle lampade LED.

Questo non solo è un progetto a costo zero, si capirà starda facendo il perchè, ma riqualifica anche tutta l’illuminazione del comune.

E’ noto come il costo dell’energia per illuminazione pubblica pesi su una parte consistente dei bilanci comunali. In particolare per Salsomaggiore il costo e’ di 350.000€ /anno per i consumi elettrici e circa 45.000€ per la manutenzione dell’impianto.

Abbiamo effettuato uno studio raccogliendo i dati della rete di illuminazione pubblica e contattando varie ditte produttrici di lampioni LED per elaborare un piano di ammortamento in modo compatibile con le restrizioni imposte dal patto di stabilità.

Riqualificazione

Da questa ricerca è emerso che sono presenti circa 3500 lampade, di vario tipo: a mercurio, a Sodio ad alta pressione e a bassa pressione. Gran parte di questi elementi ( lampada + lampione) sono obsoleti, fuori norma o rientrano nella direttiva Europea per l’eliminazione dei dispositivi contenenti mercurio.

Considerazioni economiche e calcoli hanno permesso di identificare due piani di sostituzione con ammortamento a 3 o a 5 anni.

Brevemente dai calcoli fatti, quando tutte le lampade saranno sostituite il risparmio sarà di almeno 200.000€, che potranno essere investiti in altri progetti.

L’illuminazione a LED permetterà di avere una migliore qualità del servizio, eliminando l’inquinamento luminoso, l’abbagliamento e le zone oscure, ed abbattendo notevolmente il costo di manutenzione, considerando che le lampade LED hanno una durata minima di 50.000 ore contro le 5000 ore di quelle attualmente montate.

Abbiamo anche elaborato un progetto per l’illuminazione interna degli ambienti pubblici, quali scuole, uffici, palestre, biblioteca ecc.

Qui sono presenti circa 1000 lampade in gran parte ad incandescenza, con una spesa annua per l’energia elettrica di circa 27.000€.

Sostituendo anche qui tutte le lampade con quelle LED, a fronte di un costo una tantum di 15.000€, si avrebbe una spesa annua per energia di circa 12.000€, che permetterebbe un tempo di ammortamento di 7 mesi. Dopo quel periodo si risparmierebbero 15.000€ all’anno, anche questi da investire in nuovi progetti.

Ricordiamo che molti comuni, soprattutto quelli associati ai “comuni virtuosi”, hanno già messo in pratica tali operazioni sugli impianti di illuminazione pubblica, con risultati pari a quelli del nostro studio, dimostrandone quindi la fattibilità e la convenienza.

Fonte: http://goo.gl/f9VJb

By Giuseppe

LED di nuova generazione – Cree. Fino a 10 mila lumen.

Cree estende la gamma XLamp CXA dei Led Array integrati con nuove soluzioni dalla potenza luminosa superiore: CXA2540 e CXA3050 Led. 

 

Realizzati per semplificarne l’utilizzo e abbattere i costi di sistema, i nuovi Led CXA garantiscono da 5 mila a 10 mila lumen, consentendo nuove applicazioni quali l’illuminazione stradale, lampade a incasso ad alto rendimento, illuminazione di area urbane e industriali (high bay). 

 

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Il nuovo Led Cree CXA3050 è attualmente il dispositivo più luminoso della famiglia CXA e può essere utilizzato fino a un massimo di 100 watt per la sostituzione delle lampade a ioduri metallici, per illuminazione spot, o fino a 175 watt, per l’illuminazione di aree esterne (pulse-start metal halide). L’introduzione del LED CXA3050 consente ai produttori di illuminazione di espandere rapidamente la propria gamma di prodotti con soluzioni dai lumens superiori. 

Il nuovo Led CX2540 offre fino al 20% di efficacia in più a 5 mila lumen e 3 mila K rispetto ai dispositivi della stessa categoria. Inoltre, i Led CXA2540 sono dotati dello stesso package degli attuali Led CXA2520 e CXA2530, garantendo l’utilizzo degli stessi connettori e soluzioni ottiche disponibili oggi. 

“Siamo molto soddisfatti della facilità d’uso e delle alte prestazioni della famiglia CXA e siamo alla ricerca di versioni dal lumen superiore per approcciare il mercato dell’illuminazione industriale (high bay)” ha detto Jong Hyun Woo, Capo Progetto Ilsung Ltd. “Il Led CXA3050 Array ci garantisce le prestazioni di cui abbiamo bisogno e, al contempo, l’alta affidabilità che contraddistingue Cree”. 

I Led Array CXA2540 e 3050 utilizzano la stessa tecnologia collaudata per i Led CXA1507 (6 mila ore LM-80, TM-21 con più di 130 mila ore alla corrente nominale e più di 85 mila ore alla corrente massima). Questo lungo periodo di durata calcolata, supera molti altri Led Array e altri Led in plastica utilizzati oggi. 

“Cree è l’unico produttore a Led in grado di fornire prestazioni e affidabilità leader del settore in tutti i tipi di soluzioni a Led” ha commentato Paul Thieken, Direttore Marketing, Componenti Led di Cree. “La famiglia CXA Array integrata permette ai produttori di illuminazione il facile utilizzo di un’unica soluzione a Led senza compromettere la resa luminosa, l’efficacia e l’affidabilità a lungo termine”. 

Per aiutare i produttori di illuminazione a progettare con i nuovi Led CXA Array integrati, Cree ha presentato anche tre progetti di riferimento basati su Led CXA: la lampada PAR30, le soluzioni ad incasso da sei pollici e quelle da binario per applicazioni retail. Inoltre, i nuovi Led CXA sono disponibili con temperature di colore EasyWhite, fornendo migliore consistenza di colore del settore Led (per l’utilizzo di un solo chip led). 

 

Fonte: http://www.elettricoplus.it/temi/Tecnologia_Elettrica/news/Illuminazione_I_nuovi_led_integrati_Cree__29042013.aspx

 

By: Giuseppe

Cosa serve per poter progettare una lampada LED?

La progettazione e la produzione di apparecchi di illuminazione a LED richiede specifiche conoscenze e competenze. Illustriamo adesso, a grandi linee, gli aspetti più rilevanti da prendere in considerazione da parte di produttori di semilavorati e da produttori di apparecchi di illuminazione.

 

Valutando il livello di illuminazione necessario, è possibile determinare il numero di LED necessari e la combinazione dei flussi luminosi in uscita che i LED devono fornire.

 




 

Per questo scopo è importante tenere conto sia degli effetti dovuti all’uso di ottiche secondarie, sia delle perdite di flusso dei LED:

   1)  Il flusso dei LED è normalmente espresso in Lumen (lm).

  2) Un LED da 100 lumen, senza un’ ottica secondaria, fornisce un effetto luminoso molto differente dallo stesso LED dotato di un’ottica secondaria.

 

Diamo uno sguardo a quelle che possono essere le perdite di luminosità:

 

   1) Qualche produttore di LED indica i valori in lumen, ottenuti tramite prove “flash” nella fase finale di produzione. La prova flash si svolge per una frazione di secondo a una temperatura nominale, spesso indicata come temperatura di giunzione (Tj), di 25°C. Per il calcolo dell’emissione di luce dell’apparecchio, deve essere invece utilizzato il flusso al valore atteso della temperatura di giunzione (disponibile nelle informazioni fornite dal produttore).

 

   2) Perdite termiche dovute all’effetto Joule: il LED nel suo funzionamento ordinario raggiunge una sua temperatura di giunzione (Tj). Mantenere il più possibile bassa la Tj, progettando una gestione ottimale del calore (minimizzazione della resistenza termica, utilizzo di dissipatori, etc.), consente di ridurre le perdite. Il contenimento delle temperature, infatti, ha un impatto sia sulle perdite termiche dovute all’effetto Joule per il passaggio di corrente, sia sulle perdite di flusso dovute all’aumento della temperatura di giunzione.

 

  3) Perdite del driver: l’efficienza del driver, o dell’unità di alimentazione, gioca un ruolo importante nell’efficacia complessiva del sistema.

 

  4) Perdite ottiche: le ottiche secondare, che siano lenti, diffusori o riflettori hanno un valore di efficienza. Ottiche secondarie ben progettate e applicate correttamente, minimizzano le perdite e incrementano la performance dell’apparecchio per l’applicazione specifica.

 

La corrente fornita dal driver, o unità di alimentazione, gioca un ruolo importante in questa fase in quanto, all’aumentare della corrente, aumenta l’emissione luminosa del LED ma di contro aumenta anche la temperatura di giunzione, con la conseguente diminuzione dell’efficacia luminosa (lm/W).

 

TEMPERATURA DI COLORE – CCT

 

Selezionare la temperatura di colore appropriata per ogni applicazione è un aspetto fondamentale per la progettazione degli apparecchi.E’ importante tenere in considerazione, a questo scopo, sia la capacità del fornitore di procurare LED con caratteristiche omogenee ed economicamente sostenibili, sia la garanzia di mantenere le caratteristiche dei LED forniti per tutta la vita commerciale del prodotto. In caso contrario si corre il rischio di avere, nello stesso prodotto, dei LED con diversi colori o lo stesso apparecchio che presenta temperature di colore diverse, a seconda di quando è stato prodotto.

 

E’ importante considerare che la Temperatura di Colore (CCT – Correlated Color Temperature) può impattare sulla quantità di flusso luminoso.


Per quanto riguarda la costanza della temperatura di colore dei LED acquistati, è importante verificare la capacità del fornitore di LED di approvvigionare forniture di LED nel range di CCT o BIN (area di coordinate cromatiche) scelto e di continuare a mantenere i volumi di fornitura per tutta la vita dell’apparecchio.


Resta infine da considerare che l’Indice di resa cromatica (CRI) può avere un impatto sulla Temperatura di colore (CCT). In alcuni casi, più caldo è il bianco, maggiore è l’indice, ma è necessario valutare caso per caso, basandosi sui dati forniti dal produttore. Inoltre, la consistenza del colore sull’angolo di visione non è costante. E’ importante quindi conoscere la variazione della CCT, in base all’angolo di osservazione e come questo può influenzare l’applicazione. Va considerato che la sensibilità dell’occhio umano è diversa a diversi CCT. L’applicazione di un’ ottica secondaria può inoltre incrementare la variazione di CCT.

 

Variazione di CCT e BIN

 

Esistono due modi per produrre LED a luce bianca ad alta intensità: uno è quello di utilizzare singoli LED che emettono colori primari (es. rosso, blu e verde) e poi miscelare i colori in quantità tali da ottenere una luce bianca. L’altro metodo è quello di utilizzare dei fosfori per convertire la luce monocromatica, da un LED blu o ultravioletto, in una luce bianca ad ampio spettro. Ulteriori effetti possono essere ottenuti mescolando LED bianchi (convertiti da fosfori) con LED a colori primari.


I processi produttivi potrebbero comportare delle variazioni, anche significative, nella CCT del prodotto finito. I LED prodotti sono testati ed assegnati a particolari intervalli della CCT, una maglia intorno alla linea del corpo nero sia sopra che sotto. Minore è la dimensione di queste maglie (BIN), minore è la variazione di CCT dei LED assegnati a quella maglia. Quando si ordinano dei LED, è necessario specificare il BIN relativo alla CCT desiderata. Minore è la dimensione del BIN, minore è la variazione di CCT tra i vari LED ma, ovviamente, maggiore sarà il prezzo.

 

Molto del lavoro di sviluppo e ricerca, attualmente portato avanti dai produttori di LED è focalizzato, appunto, nel migliorare la certezza sul CCT dei LED prodotti.

Un produttore di apparecchi di illuminazione dovrebbe chiedersi se:

   1)  L’applicazione necessita di una luce bianca con una temperatura di colore omogenea.

   2)  O richiede, invece, una temperatura di colore modificabile, per creare differenti effetti.


By TuttoLED

Lampadine ad incandescenza: dal 1° settembre addio

La Commissione Europea il 24 Marzo del 2009 ha pubblicato sulla Gazzetta Ufficiale Europea il Regolamento 244/2009/CE che prevedeva la messa al bando della produzione e relativa vendita di lampade ad incandescenza. Lo scopo è di incrementare il risparmio energetico e contenere le emissioni di CO2, ma anche per limitare il contenuto e le emissioni di mercurio.

 

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Tecnicamente a partire dal 1° settembre del 2009 sono state messe al bando le lampade da 100W, il 1° settembre del 2010 quelle da 75W, nel settembre del 2011 è toccato a quelle da 60W e per ultime, dal 1° settembre dell’anno in corso, toccherà a quelle da 40W e da 25W.

La graduale dismissione è stata voluta dalla Comunità Europea per dare la possibilità ai costruttori di disporre di tempi sufficienti per riprogettare in maniera appropriata i nuovi prodotti da immettere sul mercato in modo da evitare impatti negativi sulla funzionalità. Le nuove tipologie di lampade saranno o fluorescenti o a LED. I costruttori smetteranno di produrne dal 1° di settembre del 2012 e potranno essere vendute soltanto quelle già in possesso dei rivenditori fino ad esaurimento delle scorte.

D’ora in poi si potranno acquistare soltanto le lampade compatte (Alogene o fluorescenti) o a LED, che consumano l’80% in meno, garantiscono minori emissioni di CO2 in ambiente, durano molto di più e non anno costi di manutenzione. In particolare le lampade a LED, che sono le uniche che garantiscono un risparmio pari all’80%, le fluorescenti al massimo arrivano ad un risparmio del 50% e durano meno della metà, saranno quelle più utilizzate anche perché la tecnologia è sempre in evoluzione ed anche l’affidabilità.

Basti pensare che avendo una vita di almeno 50.000 ore una lampada a LED può durare anche oltre 15 anni, durata che dipende dal numero di ore di accensione. Facendo un rapido calcolo se la lampada sta accesa 8 ore al giorno per 300 giorni l’anno, in un anno rimarrà accesa 2400 ore. La vita di questa lampada sarà di oltre 20 anni.

In particolare le lampade a LED saranno di vitale importanza per tutte le aziende che hanno un consumo di energia elettrica per l’illuminazione molto elevato che si traduce nel tenere accese le lampade per almeno 8 ore al giorno per 300 giorni l’anno. Più tempo saranno accese più rapido sarà il payback. Mediamente nell’arco di 2/3 anni l’imprenditore rientrerà del costo del nuovo impianto di illuminazione con un risparmio che poi sarà dell’70/80%. Consideriamo che dal 3° anno in poi e per i successivi 15-20 anni non si avranno più costi di manutenzione ma soltanto risparmio.

Per dare un riscontro a quanto detto, secondo dati elaborati dallo studio Lighting the Clean Revolution e presentati da The Climate Group e Philips, i LED possono generare un risparmio energetico dell’85% rispetto alle soluzioni tradizionali. Un risparmio che non è da sottovalutare soprattutto nel campo dell’illuminazione stradale che oggi, secondo lo studio è responsabile del consumo del 19% dell’elettricità utilizzata nel mondo e del 6% delle emissioni di gas serra. Lo studio rivela anche che il LED richiede bassi interventi di manutenzione: il tasso di guasti è infatti dell’1% ogni 6.000 ore di utilizzo contro il 10% delle fonti di illuminazione tradizionale.

Per avere una valutazione sugli eventuali risparmi e costi di riqualificazione del vecchio impianto di illuminazione con uno a LED non esitate a contattarmi alla mail: g.larocca@medambiente.com.

Giuseppe

Temperatura di giunzione

Per una approfondita valutazione nella scelta di un corpo illuminante a LED che corrisponda a quanto detto dal produttore, bisogna analizzare alcuni parametri fondamentali quali:

·         la temperatura di giunzione

·         la corrente di pilotaggio

·         il flusso luminoso

·         la vita utile

·         la temperatura di colore e la costante di colore

·         l’indicatore di resa cromatica (CRI)

·         gli alimentatori e le caratteristiche dei sistemi di dissipazione

·         le caratteristiche fotometriche

·         le caratteristiche del gruppo ottico,

·        ecc…

 

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In questo post parleremo di cose’ la “temperatura di giunzione”.

 

La temperatura di giunzione risulta essere un parametro fondamentale per determinare un buon funzionamento di un led. Con questo termine viene indicata la temperatura della giunzione che costituisce il nucleo del LED. La temperatura massima è determinata dal produttore del dispositivo in modo da porre un limite invalicabile per una vita operativa ragionevole del componente.

 

Questa temperatura è strettamente collegata al flusso luminoso emesso e alla durata: maggiore è la temperatura, maggiore la riduzione del flusso luminoso e minore è la durata della sorgente LED.

Un diodo LED deve pertanto poter resistere alle alte temperature e i dispositivi di  dissipazione a corredo devono essere dimensionati con cura. Ad oggi non è possibile misurarla direttamente e le indicazioni dei vari produttori si riferiscono  quindi a formule sperimentali che cercano per quanto possibile di riprodurre il comportamento della giunzione.

 

E’ facile capire che una misura non diretta può portare facilmente ad errori sperimentali che si accumulano fino a rendere molto incerto il risultato finale. I dati inoltre si riferiscono a misura fatte in laboratorio, in condizioni al contorno stabili, che non tengono conto delle reali oscillazioni nei valori di temperatura e corrente presenti in un impianto reale. Un dato di massima per definire la temperatura di giunzione può essere fornito dalla temperatura della piastra su cui il LED è saldato, poiché appare ovvio che la temperatura di giunzione sarà comunque superiore ad essa.

 

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Nelle installazioni su strada, in base a queste evidenze sperimentali, si registrano temperature di giunzione costantemente sopra i valori indicati dai produttori che possono variare anche di molti gradi a secondo delle stagioni.

 

In definitiva risulta fondamentale l’apparato dissipativo posto a corredo dell’apparecchio di illuminazione: l’indicazione generale è quella di non considerare i dati forniti dal produttore come definitivi e di verificare con attenzione il metodo utilizzato nelle saldature dei diodi e la superficie e il materiale dei dispositivi di dissipazione.