In questo post vorrei fare alcune riflessioni su un articolo che l’amico Luca di Ictblog stamane ha segnalato sul suo blog. Premetto che ciò che dirò non vuol essere una critica a ciò che troverete scritto , ma un’integrazione, un approfondimento ad un argomento che spesso, così come ho potuto annotare leggendo qua e la nel web, non è trattato in maniera approfondita a causa di fonti poco credibili o che semplicemente trattano l’argomento in maniera più propagandistica che tecnica. Vorrei sottolineare anzi la professionalità di Luca, che mi ha chiesto un parere in merito a questo tema e questo è quello che ne è venuto fuori.
Questo un estratto di ciò che troverete su Ictblog:
Il Comune di Scandiano, assieme alla Careca Italia SPA che ha importato tecnologia LED della taiwanese FOXSEMICON Integrated Technology Inc.
Con la trasformazione degli impianti – otto lampade tradizionali da 250 Watt con sei impianti a LED da 180 Watt – si è ottenuto un risparmio energetico che si attesta ben sul 50%, pur mantenendo un livello di illuminazione estremamente coerente con le esigenze dell’illuminazione pubblica.
I consumi drasticamente inferiori, sia rispetto ai tradizionali lampioni con lampade ai vapori di mercurio sia con le più recenti ai vapori di sodio ad alta pressione, e la durata di gran lunga maggiore (superiore alle 50.000 ore, quindi, almeno 12 anni di utilizzo), unitamente ai ridotti costi di manutenzione, consentono di rendere gli impianti con tecnologia a LED decisamente più vantaggiosi rispetto a quelli tradizionali.
Per sua natura, quindi, la luce generata dai LED può essere direzionata con estrema precisione, consentendo di illuminare le aree desiderate senza dispersioni, in linea anche con le recenti normative in materia di riduzione dei consumi energetici e dell’inquinamento luminoso.
Altri vantaggi immediati della tecnologia a LED riguardano i tempi d’accensione, che avviene di fatto istantaneamente, e la totale assenza di sfarfallii, che spesso caratterizzano i tradizionali impianti d’illuminazione stradale. La temperatura del colore è, inoltre, molto più “naturale” e l’uniformità della superficie illuminata è molto maggiore ed incomparabile rispetto alle tecnologie precedenti.
(fonti Legambiente e un Comunicato Stampa e il sito dell’azienda Taiwanese)
La prima nota che va fatta è che purtroppo tutti hanno una gran fretta di sostituire le tecnologie esistenti con la tecnologia a LED, che sicuramente rappresenta oggi la strada migliore verso un’illuminazione più efficace ed efficiente, ma che , nonostante i passi da gigante fatti di mese in mese, è ancora abbastanza immatura:
1)nel comunicato stampa si parla di impianti con sorgenti al mercurio (quelle a luce bianco-verdina): si deve sapere che queste sorgenti sono in via di disuso perchè inquinanti e scarsamente efficienti.
2) si parla anche di sorgenti al sodio (quelli a luce giallina per intenderci) che normalmente hanno un efficienza luminosa molto alta (maggiore di 100 lm/W: 110-130lm/w a seconda del modello) ed un costo relativamente basso (ad esagerare 40€ di listino, che poi vengono vendute alle amministrazioni al 50%), a fine vita, si cambia la sorgente e via….
Questo non accade normalmente con i LED . I LED (che hanno una vita media garantita di 50mila ore contro le 30 mila circa del Sodio) sono saldati su un circuito elettronico in maniera solidale, non sono avvitati o comunque rimovibili.
Quindi supponiamo che il nostro LED giunga a fine vita senza problemi, dopo dodici anni cosa faccio cambio tutto il corpo illuminante (il cui costo è normalmente estremamente elevato)? I costi in questo caso saranno sicuramente superiori a quelli dovuti alla sostituzione di una sorgente tradizionale giunta a fine vita. Ah non bisogna dimenticare che in media un impianto di illuminazione pubblica dura 20 o addirittura 30 anni e che durante tale periodo dovranno essere considerati anche interventi intermedi di sostituzione delle unità di accensione dei LED.
3) per quanto riguarda il rendimento (non efficienza nb) del led nudo , potrebbe essere superiore a quello garantito da un’ottica stradale, ma utilizzare un led “nudo” per un apparecchio stradale ha come aspetto negativo l’elevata luminanza (soprattutto in questo caso dove sono presenti una miriade di led) e quindi, di conseguenza l’elevato abbagliamento: con un ottica tradizionale la sorgente viene parzialmente schermata dall’ottica, le intensità uscenti sono controllate in modo da non generare fenomeni spiacevoli di abbagliamento.
4)Per quanto riguarda la legge inquinamento luminoso, ormai il 90% degli apparecchi tradizionali sono a “prova di legge” (non emettono nulla sopra i 90°)
5)Per la resa cromatica…sì…bhè è una variabile che dipende da che sorgente si usa per l’illuminazione stradale.
6) L’illuminazione stradale è un ambito estremamente tecnico che richiede apparecchiature performanti non solo dal punto di vista quantitativo, ma anche e soprattutto qualitativo e cioè come si distribuisce la luce: il rapporto tra altezza ed interdistanza d’installazione normalmente varia con un rapporto da 1:3 a 1:3,7 , quindi con pali alti 10 si dovrebbero avere interdistanze di circa 30 o addirittura (in teoria)37m: motivo riduzione dei pali quindi minori costi di gestione e quindi minor consumo.
Ciò è garantito da riflettori disegnati appositamente che consentono di distribuire la luce nel modo migliore: per ogni singolo apparecchio di illuminazione, cambiando l’ottica e la posizione della sorgente, è possibile avere diverse distribuzioni della luce: ciò consente di utilizzare la soluzione migliore per ogni caso studio.
Questo è il sunto delle mie riflessioni.
Vorrei aggiungere che i LED può essere utilizzato ad oggi (parere personale) non in ambito stradale veicolare, magari in ambito pedonale: la Philips ad esempio, che è proprietaria della tecnologia Lumileds, non propone ancora soluzioni stradali a led, per le pedestrian area invece è da qualche anno che sta spingendo alcuni prodotti interessanti.
In conclusione, a seguito di questa marea di annotazioni , vorrei comunque fare i complimenti alla FOXSEMICON, che ha sviluppato questo sistema . I LED non sono semplicemente applicati nudi e crudi ad un box, ma inseriti in un sistema di micro-ottiche in grado di indirizzarne opportunamente la luce. Degno di nota è inoltre l’impegno del comune di Scandiano nell’utilizzare nuove tecnologie: non è facile trovare pubbliche amministrazioni disposte a fare da “cavia” per nuove soluzioni, tra l’altro molto costose.
Si tratta sicuramente ancora di progetti pilota, non ancora in grado di sostituire a mio parere le tecnologie esistenti in ambito stradale, ma che da qui a pochi anni sicuramente potrebbero rappresentare la normalità
ciao a tutti
cosa ne pensate??
6. novembre 2008 alle 12:59
Ciao Mario,
Guarda l’unico modo che io conosco è quello di trovare la fotometria di un azienda che ha prodotti a led ed utilizzarli in un normale programma di simulazione.
Ad es Philips, Iguzzini rendono disponibili dal sito fotometrie di tali prodotti.
a presto
6. novembre 2008 alle 14:52
Ciao Mario,
esiste un programma che si usa per progettare ottiche e lenti in cui non si può importare le curve fotometriche per cui è necessario e possibile “modellare” e “simulare” le sorgenti (semplificando, ma è più complessa la cosa) e si chiama Trace Pro della Lamda Research. L’ho usato per progettare un riflettore ma ti anticipo che ho modellato tutto con un altro software ed ho poi importato in Trace Pro e che la sorgente da mettere dentro al riflettore che mi serviva”simulare” era una comune lampada a ioduri tipo CDO-TT. Non so come si comporti con i LED.
Salutami il Veneto orientale, che mi manca tanto…
6. novembre 2008 alle 15:11
Confermo che trace pro puo’ essere utilizzato per simulare anche i led….in linea teorica non dovrebbe essere difficile, ma, visto che è un simulatore raytrace, è necessario costruire un modellino abbastanza dettagliato del led, ma soprattutto utilizzare i materiali corretti che siano in grado di esprimere al meglio la distribuzione dela luce una volta emessa dal diodo. In che modo si comporta la lente? che materiale utilizzare? che indice di rifrazione assegnare al materiale che costituisce la lente.
Piu semplice è la questione per led con distribuzione “lambertiana” cioè senza lente.
Secondo me è meno oneroso in termini di tempo utilizzare fotometrie già esistenti. Poi dipende qual’è lo scopo finale della simulazione: per la progettazione di un ottica ovviamente tracepro, per la simulazione degli effetti luminosi sicuramente Dialux & Co.
ciao ciao
27. novembre 2008 alle 11:02
Sono molto contento che nascano dei luoghi come questo dove finalmente si può parlare e chiarire un argomento come l’illuminazione. grazie Giacomo.
Sono nel settore ormai da qualche anno e di soluzioni miracolose ne ho viste molte, peccato che poi la realtà della prova dei fatti è andata a dimostrare qual’era la verità.
Partendo quindi dal presupposto che tutte (e dico tutte) le informazioni in nostro possesso nascono da un fabbricante, il quale ha per scopo principale vendere, dobbiamo e lo dico con una punta di rammarico, basare le nostre scelte e farci la nostra cultura illuminotecnica quasi esclusivamente sull’esperienza.
Su questo argomento apro una piccola parentesi: rifacendomi su quanto diceva Claudia sulla inattendibilità delle curve fotometriche, ma perchè non esiste un istituto terzo che le certifica.
A riguardo della bella discussione sui Led:
credo che quando si parli del led si portino ad esempio sempre dei dati teorici da laboratorio o di sensazione. non c’è mai qualcuno che mi abbia dato dei dati ricavati da impianti fatti con cifre e numeri, nessuno che mi abbia detto: ho illuminato questa strada è ho ottenuto questo.
Per esempio teorica è la durata e teorica è l’assenza di emissione IR (calore): il led emette calore (prove di laboratorio) poco ma lo emette e se i produttori di Led ci mostrassero la curva di mortalità di un Led in base alla temperatura, forse certe soluzioni non sarebbero più vantaggiose.
qualcuno potrebbe dire: ma se utilizzo il led in un ambiente esterno il fattore temperatura decade. Fino ad un certo punto perchè come dicevo il led emette calore e il trasformatore che lo fa funzionare, anche lui emette calore, e tutto questo inserito in un apparecchio magari IP65 senza un giusto smaltimento di calore, le 50.000 ore previste in teoria possono ridursi di molto.
Io critico maggiormente il led come illuminatore dove è in gioco la sicurezza e la vita di pedoni e automobilisti come sulle strade o di lavoratori come nei luoghi di lavoro. (in casa ognuno può illuminarsi come vuole) Un apparecchio a led non avrà MAI le rese fotometriche di una parabola. Il controllo del flusso luminoso della parabola è studiato per uno scopo ben specifico. permettere la “lettura” del traffico stradale da parte di un osservatore senza che questi venga abbagliato per troppa luminanza o non veda la sagoma dell’ostacolo per poca luminanza. Adesso come fa un impianto fatto con led, con piccolissime paraboline ad ottenere gli stessi risultati. (sempre disponibile a ritornare sulle mie opinioni su prove documentate.)
Secondo punto che volevo toccare è quello dello spettro visivo:
in teoria l’utilizzazione luminosa migliore per la visibilità del nostro occhio, si ha con 1 watt di energia emesso a 555 nm, cioè si ottengo 683 lumen. 555 nm corrisponde a luce gialla (e non verde) infatti la lampada con la più alta emissione di lumen per watt è il sodio bassa pressione arrivando fino a 150 lumen/watt. (quanta strada ancora da fare!)
Questo di giorno.Di notte, quindi nelle strade o in ambienti poco illuminati, la nostra percezione dei colori, si sposta da 555 a 507 nm cioè tendiamo a vedere quasi più in “bianco e nero” spostando la nostra curva di sensibilità dei colori verso l’azzurro e perdendo i rossi. l’utilizzo di lampade al sodio o comunque di fonti luminose di colore “giallo” corregge questo effetto e ci aiuta a riportare la nostra vista sui colori giallo e rosso.
per gli altri punti sviluppati sottoscrivo a pieno ciò che scrive claudia. Per gli interni nulla è meglio di una lampada ad incandescenza e poi le norme UNI EN 11248 o UNI EN 12464-1 e 12464-2 non sono ne di ieri ne di domani ma è il costruttore che deve basare la sua produzione per soddisfarle oggi come domani e non viceversa.
scusate il mio sfogo.
Paolo
29. novembre 2008 alle 16:48
Ciao Paolo, benvenuto anche tu su Luxemozione!
Per quanto riguarda la temperatura di funzionamento dei LED hai ragione, è un parametro fondamentale, le aziende produttrici (es lumileds, cree) sono molto attente a comunicare i grafici di vita/temperatura che ci dicono come un led è garantito 50mila ore solo in determinate condizioni. http://www.philipslumileds.com/pdfs/RD06.pdf
Sono le aziende che li assemblano nelle barre, nei proiettori, che spesso si dimenticano di considerare alcuni parametri fondamentali!
ciao
G.
c
2. dicembre 2008 alle 06:34
Salve a tutti.
).
Mi presento, sono Francesco (ArKimede x gli Amici)
Lavoro nel settore elettronica e nel tempo libero progetto hardware (sempre elettronica
Complimenti per la discussione.
Desideravo dare il mio contributo sottolineando alcuni aspetti tecnici sicuramente conosciuti da Voi,
ma spesso non considerati abbastanza.
In ambito progettuale, quasi sempre, il vincolo fornito è anche quello del COSTO, oltre al rispetto delle normative e certificazioni varie.
Allo stato ATTUALE, i nuovi componenti LED sono ancora molto immaturi per poter considerare con sufficiente confidenza l’ MTBF e cioe’ il tempo medio di buon funzionamento.
Prendendo spunto dal settore militare, dove opero, vi sono delle precise normative che possono venirci in aiuto per verificare, proiettando i risultati (e quindi EMPIRICAMENTE), i componenti sotto test con modalita’ statistica. Piu’ chiaramente se applico ad un sistema LED comprensivo di alimentazione un ciclo termico in camera climatica tra -20C e +70C, temperature non lontane dalla realta’ “stradale, potrebbe anche darsi che si evidenzi una mortalita’ REALE ancora poco conosciuta, ma in questo modo potrei avere dati certi da comparare ai datasheet delle case costruttrici che di solito sono sempre ottimistici. Altro discorso riguarda l’ elettronica a “corredo” necessaria per alimentare gli stessi LED , che per essere affidabile deve superare anch’ essa diversi test, ma anche considerando questa sezione priva di difetti e realizzata a regola d’ arte, rimane la scarsa conoscenza di dati reali circa il MTBF di questi componenti. Le case costruttrici fanno di solito test a campione sul prodotto generando delle classi in funzione delle caratteristiche (e del prezzo finale..), ma per componenti con tempi cosi’ lunghi, anche i cicli di stress termici NON sono l’ unico parametro possibile per generare dei test di affidabilita’ in quanto si dovrebbero aggiungere vibrazioni, escursioni della corrente di alimentazione, etc.
Al momento sto analizzando la reale possibilita’ di alimentare questi dispositivi con correnti pulsate in modo da aumentare la percezione luminosa riducendo la corrente media dentro al dispositivo al fine di ottimizzare il rendimento, con frequenze prossime ai 2KHz. Sintesi : Le grandi innovazioni, come le grandi battaglie, richiedono studio, sperimentazione, costanza, ed anche un pizzico di passione. Forse tra qualche anno avremo dei componenti maggiormente affidabili e grazie alle installazioni presenti maggiori informazioni su affidabilita’ e durata dei componenti LED.
Ringrazio tutti Voi per le informazioni utilissime e per tutto quello che ho imparato.
ArKimede.
26. dicembre 2008 alle 19:05
Salve a tutti,
a proposito di illuminazione stradale a led, la nostra società, ha installato già qualche lampione a led. Noi al momento, siamo gli unici in Italia ad utilizzare led ad alta intensità luminosa e non led di potenza. Abbiamo anche le certificazioni con relative curve fotometriche, oltre al software per fare i progetti. Abbiamo inoltre realizzato 4000 mq di parcheggio interrato presso un centro commerciale(primo intervento di queste dimensioni in Italia). Riguardo il costo e i vari interventi che si legge sui siti che sono stati fatti sullo stradale, tutti dimenticano sempre di dire il costo di un corpo illuminante a led. Comunque, sul led, ci vorrà ancora un pò di tempo perchè possa diventare la luce del futuro
Domenico
5. novembre 2009 alle 21:49
Ciao a tutti,
mi chiamo Alberto Barbieri, ho contribuito all’invenzione dei LED ad alta efficienza presso i laboratori dell’università di Cardiff negli anni ’90.
Sono molto colpito dal vostro interesse e passione per questo settore. Vorrei aggiungere alla discusione un mio piccolo contributo ricordando che il LED ad alta efficienza è costruito depositando una varietà di differenti materiali, ed anche il materiale del contatto superiore è parte della tecnologia.
Gli spessori e le nature dei materiali sono oggetto di continua ricerca ed evoluzione. Questi due parametri determinano le caratteristiche dell’elemento, in particolare la vita media del dispositivo è fortemente funzione della sua natura, prima che degli altri fattori.
In conclusione è importante confrontare LED della stessa natura, altri LED potrebbero avere caratteristiche ancora più differenti di quanto le abbiano i LED dalle lampade ad incandescenza.
Ringrazio per la Vs. cortesia.
5. novembre 2009 alle 22:24
Ciao Alberto, benvenuto su Luxemozione…sono onorato della tua visita e del tuo prezioso apporto che spero continui anche in futuro.
Vorrei segnalarti in tal proposito altri post in cui si parla di LED:
http://www.luxemozione.com/2009/04/ecco-come-si-progetta-con-i-led.html
http://www.luxemozione.com/2009/03/illuminazione-stradale-a-led-no-grazie.html
http://www.luxemozione.com/2009/02/led-di-origine-controllata.html
a presto
Giacomo