La tecnologia led porta davvero un risparmio energetico?

Lampione stradale collaudato in Sicom

Impatto ambientale, riduzione dei consumi, aumento della lunghezza di vita del prodotto sono i principali obiettivi della campagna di sensibilizzazione fatta a favore delle lampadine a LED. Questa nuova tecnologia dell’illuminazione ha fatto comparsa sul mercato all’incirca una ventina di anni fa ed è destinata a diventare, proprio per le sue importanti componenti “green”, lo strumento d’eccellenza per illuminare ambienti pubblici e privati.

Una parte sensibile di tutta l’energia elettrica utilizzata nel mondo è impiegata per la sola attività di illuminazione. Al fine di limitare i consumi e contenere le spese di gestione, gli stati puntano da anni sulla tecnologia LED. Dati alla mano, questa tecnologia promette una durata di vita della lampadina superiore le 30.000 ore ovvero una frequenza di ricambio 10 volte più bassa rispetto le precedenti ad incandescenza. A questo fattore va aggiunto che la nuova generazione di lampadine per l’illuminazione, è priva di sodio, mercurio e fluorescenti (sostanze dannose e insalubri), manca del filamento o del gas tipico delle lampadine precedenti (fluorescenza o incandescenza) e utilizza componenti elettroniche che vengono ritenute complessivamente meno inquinanti.
L’illuminazione a LED è certamente un prodotto che presenta una serie di ricadute interessanti su più fronti. Ma siamo davvero sicuri che la tecnologia sviluppata per questo settore da vent’anni anni a questa parte abbia raggiunto il punto di piena maturazione? Abbiamo raccolto qui una serie di osservazioni.

L’effettiva efficienza della lampadina a LED è data dalla somma dei componenti del prodotto ovvero: la qualità della tecnologia LED, la bontà di progettazione della sua struttura termica, l’efficacia del trasformatore di corrente e dello strumento ottico utilizzato.

Purtroppo esistono sul mercato lampadine a LED che rivelano una scarsa qualità della luce e la cui effettiva durata non trova riscontro con quanto riportato sulla confezione. Prodotti di questo tipo possono essere il risultato di una scarsa ricerca e dedizione dell’azienda produttrice o solo montanti “vecchie tecnologie”. Il risultato di questo tipo di prodotto è l’emissione di una fonte luminosa non propriamente adeguata al confort visivo e una bassa qualità delle componenti che si deteriora ben prima delle “mila ore” di funzionamento promesse.

Alcuni dettagli tecnologici

Per capire il perché di questa differenza tra i risultati promessi e quelli mantenuti bisogna tornare indietro di qualche anno, quando tra il 2010 e il 2011 i prezzi del “sistema a chip e pacchetti di plastica a LED” prodotti esclusivamente per grandi schermi a LED, subì un forte crollo per saturazione di produzione. I prezzi bassi delle componenti permisero così di utilizzare la tecnologia in esubero ( prima troppo costosa) reimpiegandola nel campo dell’illuminazione.

Questi LED “reimpiegati” sono stati utilizzati nei tipi di illuminazione di bassa e media potenza tipica degli ambienti domestici e la struttura della tecnologia impiegata monta un pacchetto di plastica PPA .

Il PPA (sigla per la polyphthalamide) è una resina termoplastica capace di resistere ad alte temperature ed è allocata all’interno della lampadina a led. La resina riceve una notevole quantità di luce riflessa dalle superfici

LED assembled in a plastic package

LED assembled in a plastic package

luminose bianche della cavità del pacchetto in cui si trovano i circuiti integrati del led (figura a lato). L’azione di costante illuminazione del pacchetto di plastica LED fa scolorire le superfici bianche della lampadina, mentre i fotoni blu emessi dai chip dei led portano allo scolorimento delle superficie del pacchetto PPA che inizia ad assorbire la luce con conseguente deprezzamento del mantenimento del flusso luminoso.

Abbassare il costo dei prodotti utilizzando componenti non idonee ( in questo caso utilizzare la tecnologia che era stata pensata per il prodotto TV a led) o di basso prezzo non sempre è la soluzione per diffondere massivamente un prodotto. Il rischio, come dimostrato, è di mettere sul mercato un articolo che si allontana dall’essere affidabile e che disattende la performance promessa.

A differenza del led di bassa e media potenza montato su pacchetti di plastica PPA, i led ad alta potenza che montano su base di ceramica riescono ad avere elevate prestazioni e a mantenere nel tempo il flusso luminoso iniziale, la stabilità del colore, garantendo il risparmio energetico e di manutenzione tanto sottolineati.

E’ necessario allora ottimizzare la tecnologia impiegata passando alla dismissione dei pacchetti di plastica a LED PPA a quelli montati su ceramica cercando pero’ di contenere i costi derivanti dalle diverse componenti e rendendoli così accessibili al largo consumo.

Un secondo punto interessante sull’ottimizzazione della tencologia a LED è data dalla bontà di progettazione della struttura in cui esso è collocato.
La tecnologia all’interno della lampadina va infatti preservata da alte temperature prodotte durante il suo funzionamento. Ecco allora che per garantire la corretta funzionalità, la progettazione del prodotto assume un aspetto importante pari quanto la tecnologia impiegata.
Le lampade a LED in funzione risultano calde al tatto ( circa la metà del calore prodotta da una lampadina ad incandescenza ). Il bulbo della lampadina a LED è infatti la parte preposta alla dispersione del calore prodotto mentre il dissipatore di calore, altro elemento importante, permette di mantenere l’alimentatore e l’elettronica quanto più “ freschi “possibile.

Quando le dimensioni delle componenti elettroniche vanno di pari passo con la progettazione del prodotto si ha una gestione corretta del flusso d’aria e una conseguente miglior resa di luce, stabilità delle componenti elettroniche, durata nel tempo ed effettivo risparmio.Non sempre pero’ questo connubio di elementi riesce a trovare le corrette proporzioni.

C’è poi almeno un altro caso in cui la tecnologia LED non è riuscita ad “emergere” come promesso: è il caso della lampadina alogena. Utilizzata molto spesso in ambienti domestici e in negozi, questo tipo di illuminazione aveva il vantaggio di produrre una luce intensa pur occupando uno spazio piccolissimo, raggiungeva temperature molto elevate di normale funzionamento ed era in grado di dissipare tanto calore anche con lampadine di piccole dimensioni. Gli attuali prodotti a LED non riescono a “sostituire” questa categoria di prodotto proprio per un problema legato alle temperature. Come sopra accennato infatti, i circuiti elettronici tipici della tecnologia a LED devono rimanere a temperature più basse e conseguentemente non possono dissipare lo stesso calore in un volume ridotto. Solo un ennesimo aspetto a conferma del fatto che ci sia ancora molto spazio per la ricerca e lo sviluppo di nuovi prodotti.

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