31
18.10.2011 1 Tehničko veleučilište u Zagrebu XI Seminar stručnog usavršavanja ovlaštenih inženjera elektrotehnike u graditeljstvu Zagreb, 11. i 12. studeni 2011. LED RASVJETA Mr.sc. Davor Petranović,dipl.ing.el. Sadržaj 1. Uvod 2. Norme za rasvjetu 3. Kratka povijest LED rasvjete 4. LED tehnologija 5. Unutarnja rasvjeta s LED izvorima svjetla 6. Vanjska rasvjeta s LED izvorima svjetla 7. Zaključak

Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

1

Tehničko veleučilište u ZagrebuXI Seminar stručnog usavršavanja ovlaštenih inženjera elektrotehnike u graditeljstvuZagreb, 11. i 12. studeni 2011.

LED RASVJETA

Mr.sc. Davor Petranović,dipl.ing.el.

Sadržaj

1. Uvod

2. Norme za rasvjetu

3. Kratka povijest LED rasvjete

4. LED tehnologija

5. Unutarnja rasvjeta s LED izvorima svjetla

6. Vanjska rasvjeta s LED izvorima svjetla

7. Zaključak

Page 2: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

2

1. Uvod

Zbog ograničenih energetskih resursa i potencijala, te sve skuplje energije u budućnosti, sve više se vodi računa o energetskoj učinkovitosti i mogućim uštedama električne energije.

Prema istraživanju IEA (International Energy Agency) iz 2009. godine, čak 19% električne energije na nivou cijelog svijeta otpada na rasvjetu.

Zbog toga se intenzivno radi na uvoñenju novih visoko učinskih izvora svjetlosti, a LED je tu daleko najbolje rješenje.

2. Norme za rasvjetu

Unutarnja rasvjeta u Republici Hrvatskoj je normirana pomoću HRN EN 12464-1 Svjetlo i rasvjeta –Rasvjeta radnih mjesta – 1. dio: Unutarnji radni prostori.

Vanjska rasvjeta prometnica u Republici Hrvatskoj je normirana pomoću HRN EN 13201 i njenim dijelovima.

Page 3: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

3

5

3. Kratka povijest LED rasvjete

LED (eng. Light Emitting Diode) je poluvodički element koji u vodljivom stanju, prilikom spajanja elektrona i šupljine, emitira svjetlost odreñene valne duljine.

Valna duljina emitirane svjetlosti (boja) ovisi o vrsti korištenog materijala.

Izumio ju je 1962. godine Nick Holonyak iz tvrtke General Electric.

6

Kratka povijest LED rasvjete (2)

Prva komercijalna proizvodnja počine 1967. godine u SAD-u (Monsanto company), te se koriste kao indikatori.

1968. godine Hewlett Packard ih počine proizvoditi i ugrañivati u svoje alfanumeričke pokazivače.

1976. godine nakon otkrića visoko sjajne LED (T.P.Pearsall), počine njihova primjena u telekomunikacijama i signalizaciji.

Page 4: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

4

Kratka povijest LED rasvjete (3)

1970. godine tvrtka Fairchild Electronics uspijeva proizvesti prvu LED ispod proizvodne cijene od 5 centa, za ilustraciju prve LED proizvedene samo par godina ranije su koštale preko 200$.

Kako se razvijala tehnologija izrade LED, tako je rastao i svjetlosni tok emitirane svjetlosti, odnosno njihova učinkovitost (lm/W).

Do prekretnice kada se o LED-u počelo razmišljati kao o izvoru svjetlosti, dolazi 1995. godine, kada je Shuji Nakamura (Nichia Corporation), projektirao prvi bijeli visoko sjajni LED, napravljen na bazi InGaN (Indij Galij Nitrida)

Kratka povijest LED rasvjete (4)

S obzirom da je razvoj LED tehnologije išao vrlo brzo, američki znanstvenik Heitz je otkrio linearnost izmeñu vremena i eksponencijalnog povećavanja svjetlosnog toka, pa je po njemu nazvan tzv. Haitzov zakon.

Sam zakon govori o tome da se svake dekade trošak izrade LED po lumenu svjetlosnog toka smanjuje 10 puta, dok se količina svjetlosnog toka povećava 20 puta po watu utrošene snage.

Page 5: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

5

4. LED tehnologija

Kao i kod standardne diode, LED se sastoji od čipa napravljenog od poluvodičkog materijala, dotiranog odreñenim primjesama kako bi se stvorio p-n spoj.

Pod djelovanjem istosmjernog napona elektroni prelaze s n strane na p stranu i u području spoja se spajaju sa šupljinama, prelaze u niže energetske nivoe, te otpuštaju višak energije u obliku svjetlosti, tj. fotona.

LED tehnologija (2)

Prikaz unutarnje strukture i načina rada svjetleće diode

Page 6: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

6

LED tehnologija (3)

� Boja emitirane svjetlosti, odnosno njena valna duljina ovisi o vrsti materijala koji se koristi u izradi p-n spoja.

� Obične diode se izrañuju od poluvodičkih materijala silicija i germanija, te u takvim slučajevima pri spajanju elektrona i šupljina, ne nastaje optička (vidljiva) emisija svjetlosti.

� Materijali koji se koriste za izradu LED-a, imaju energetski pojas u području bliskom infracrvenom ili ultraljubičastom svjetlu.

LED tehnologija (4)

Dijelovi LED-a:

1. Epoksidna kapa/leća

2. Žica, vodič koji povezuje anodu i PN spoj

3. Reflektor, usmjerivač svjetlosti

4. Poluvodički materijal (PN spoj)

5. Nosači elektroda

Page 7: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

7

LED tehnologija (5)

LED se uobičajeno proizvode na principu n-tip podloge, s elektrodom priključenom na p-tip sloj, nanošenom na podlogu. Postoje i obrnute izvedbe gdje se na p-sloj podloge nanosi n-tip sloja, iako je taj način proizvodnje puno rjeñi.

Svi materijali koji se koriste za izradu LED-a imaju vrlo visok indeks loma svjetlosti. To znači da će se većina svjetlosti reflektirati natrag na materijal. Taj lom se dešava na prijelazu materijala i zraka. Upravo to usmjerivanje svjetlosti je vrlo važan segment proizvodnje LED-a i područje brojnih istraživanja i razvoja.

LED tehnologija (6)

Tipične svjetleće diode namijenjene za indikatore su dizajnirane za električnu snage veličine 30-60 mW. Tijekom 1999. godine Philips Lumileds je predstavio prvu svjetleću diodu snage 1W, koja je mogla trajno podnositi taj toplinski teret. Takve svjetleće diode koriste puno više poluvodičkih materijala i kod njih je osnovni problem odvoñenje topline. Tako da svi LED čipovi u svojoj konstrukciji moraju biti projektirani sa odgovarajućim hladnjacima.

Jedna od ključnih prednosti LED rasvjete leži u njenoj visokoj učinkovitosti. Tu u prvom redu mislimo na njezinu svjetlosnu učinkovitost, odnosno emitiranu količinu svjetla (izraženu u lumenima) po watu utrošene električne snage.

Page 8: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

8

LED tehnologija (7)

Učinkovitost LED-a raste, tako da je npr. 2002. godine Philips Lumiled proizveo 5W LED, s time da se njegova tadašnja iskoristivost kretala izmeñu 18-22 lm/W. Za usporedbu klasične žarulje sa žarnom niti u rasponu snage od 60-100W imaju učinkovitost od 15 lm/W, dok se kod fluo cijevi penje do maksimalno 100lm/W.Prema trenutno dostupnim informacijama, najviša prijavljena učinkovitost LED-a je iz veljače 2010. godine, kad je tvrtka Cree Inc. proizvela prototip čipa od 208lm/W (pri sobnoj temperaturi).U praksi se za rasvjetu koriste LED čipovi većih snaga, od nekoliko wata do nekoliko desetaka wata, te je u takvim slučajevima učinkovitost osjetno manja.Za takve čipove se obično koriste radne struje jakosti 350mA ili 700mA. Pri tome se vodi računa o padu učinkovitosti s rastom jakosti struje.

LED tehnologija (8)

� Zaliveni elektronički elementi (tzv.solid state) kao što su i svjetleće diode, vrlo su otporni i dugotrajni ukoliko rade sa malim strujama (unutar dozvoljenih granica) i na niskim radnim temperaturama. Tako da i danas u mnogim postrojenjima možemo naići na ispravne LED proizvedena 70-tih i 80-tih godina prošlog stoljeća.

� Deklarirani životni vijek LED se kreće izmeñu 25.000 i 100.000 radnih sati, ovisno o snazi i proizvoñaču.

� Najveći utjecaj na životni vijek imaju temperatura okoline i stabilnost jakosti struje.

� Što se tiče životnog vijeka LED, on se definira u odnosu na nominalnu jakost svjetlosnog toka. Kada taj svjetlosni tok padne ispod 50% nominalne vrijednosti, onda se smatra da je životni vijek završio

Page 9: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

9

LED tehnologija (9)

� Vrlo su rijetki slučajevi da čip jednostavno pregori i takve situacije su povezane sa izrazitim prenaponima i nadstrujama u mreži. Inače se većina LED napaja preko konvertera koji ih i galvanski odvajaju i štite, te osiguravaju stabilne uvjete napajanja.

� Što se tiče vijeka trajanja on je klasificiran od strane proizvoñača oznakama L50 i L75, što označava prestanak vijeka trajanja s padom svjetlosnog toka na 50% odnosno 75% nazivnog.

� Vrlo važan parametar je temperatura okoline, koju većina proizvoñača deklarira sa 25˚C. Meñutim u praksi mnoge LED rade na znatno višim temperaturama, prvenstveno zbog širokog spektra primjene (promet, signalizacije u postrojenjima i sl.)

LED tehnologija (10)

� Povećanje temperature dovodi do slabljenja svjetlosnog toka, odnosno do skraćivanja vijeka trajanja i pregaranja. I kod LED kao i kod ostale elektroničke opreme vrijedi pravilo da kontinuirani rad na 10˚C višoj temperaturi od deklarirane skraćuje vijek trajanja za 50%.

� S druge strane pad temperature svjetlosni tok LED raste, tako da maksimalni tok daju pri temperaturi okoline od -30˚C, na nižim temperaturama od toga ponovno svjetlosni tok pada. Iz toga razloga se LED sve više koristi u rasvjeti hladnjača, ledenica, policama sa zamrznutom hranom i sl.

Page 10: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

10

LED tehnologija (11)

LED tehnologija (12)

Postoje dva osnovna načina proizvodnje bijele LED. Jedan način je da se svjetleća dioda sastoji od tri čipa, koji bi svaki emitirao jednu od osnovnih boja, tzv. RGB (Red Green Blue) tehnologija. Miješanjem te tri osnovne boje (crvene, zelene i plave) dobije se bijela svjetlost.Takva metoda ima i velikih prednosti, jer se regulacijom može postići da dioda svijetli bilo kojom bojom spektra.Drugi način je da se na izvorno plave ili UV svjetleće diode, nanese sloj fosfornog premaza, koji konvertira svjetlost spomenutih valnih duljina u bijelu boju. Ovisno o vrsti i strukturi premaza mogu se dobiti i različite temperature bijele boje, u rasponu od 2700K (topla bijela, žućkasta) do 6500K (hladno bijela, plavkasta)

Page 11: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

11

LED tehnologija (13)

Fosforni premazi

Ova metoda se bazira na premazivanju monokromatskih (najčešće plavih, izrañenih od InGaN) svjetlećih dioda fosfornim slojem. Tako dobivene LED se nazivaju fosforno bazirani bijeli LED.

LED tehnologija (14)

Lomljenjem plave svjetlosti prilikom prolaza kroz fosforni sloj, dolazi do promjene valne duljine iz kraćih u dulje. Ovisno o boji svjetlosti originalne LED, te o vrsti i debljini fosfornog sloja, mogu se dobiti različite nijanse bijele boje

Page 12: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

12

LED tehnologija (15)

Na slici su prikazani različiti modeli svjetelećih dioda. Vidimo ih različitih oblika, veličina i boja. Važno za napomenuti je da crvena LED (5. s lijeve strane na slici), cilindričnog oblika promjera 5mm, trenutno odnosi 80% ukupne svjetske proizvodnje svjetlećih dioda. Boja plastičnih leća je u načelu ista boji emitirane svjetlosti.

LED tehnologija (16)

Na slici su prikazane LED promjera 8mm, 5mm i 3mm, te njihova usporedba u odnosu na veličinu obične šibice.Ovisno o njihovoj veličini i primjeni LED možemo podijeliti u tri osnovne grupe:- Minijaturne svjetleće diode- Svjetleće diode srednje veličine- Svjetleće diode višeg nivoa snage (tzv. high power LED)

Page 13: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

13

LED tehnologija (17)

Visoko učinske LED, mogu emitirati svjetlosni tok preko 1000 lumena. Pogonska struju im je u rasponu od 100mA do preko 1A. Zbog pogubnog djelovanja topline na LED čipove, obavezno se moraju ugraditi odgovarajući odvodnici topline (hladnjaci), U načelu vrijedi pravilo da se po 1W instalirane snage, mora staviti hladnjak površine 100cm²

LED tehnologija (18)

HPLED (High Power LED), najčešće se koriste u rasvjeti, kako interijera tako i eksterijera. Koriste se u izradi reklama, auto industriji i sl. Danas su već razvijene LED koje koriste izmjenični napon 230 V AC za napajanje, pa se koriste kao i adekvatne zamjene za izvore svjetlosti u kućanstvima.

Na slici je prikazana struktura jednog SMT (Surface Mounted Tehnolgy) HPLED-a

Page 14: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

14

Životni vijek LED svjetiljke i njezine svjetlosne karakteristike ovise o temperaturi LED vodljivog spoja.

LED tehnologija (19)

Svjetlosni tok LED ovisi o temperaturi spoja.

LED tehnologija (20)

Page 15: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

15

Gubitak svjetlosnog toka LED kroz vrijeme u ovisnosti o temperaturi spoja.

LED tehnologija (21)

LED u usporedbi sa drugim izvorima svjetlosti

Vrsta izvoraSvjetlosni tok

(lm)

Iskoristivost

(lm/W)

Temperatura

svjetla (K)

Odziv boje

Ra

Snaga

(W)

Halogena žarna nit 60-48400 5-27 2700-3200 100 5-2000

Niskotlačni natrij 1800-32500 100-203 1700 - 18-180

Visokotlačni natrij 1300-90000 50-130 2000-2500 10-80 35-1000

Visokotlačna živa 1700-59000 35-60 3400-4200 40-60 50-1000

Fluorescentna cijev 200-8000 60-105 2700-6500 60-95 5-80

Kompaktna

fluorescentna cijev200-12000 50-85 2700-6500 80 5-165

Metal-halogena žarulja 5300-2200000 75-140 3000-5600 65-95 70-2000

Keramički Metal-halid 1500-23000 68-95 3000-4200 80-95 20-250

LED 10-170 >110 3000-8000 >90 0,1-3

LED tehnologija (22)

Page 16: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

16

Iskoristivost izvora svjetla

LED tehnologija (23)

5. LED u unutarnjoj rasvjeti

Fleksibilne LED trake

Primjenju se za kontinuiranu, arhitektonsku rasvjetu. Osim što mogu pratiti nepravilne oblike prostora, lako se mogu spajati, odnosno rezati na željenu dužinu.Prednost im je vrlo laka montaža (na svojoj poleñini imaju samoljepljivu traku), te vrlo dugi vijek trajanja (50.000 – 100.000 radnih sati). Radni napon im je istosmjeran (DC), te je on u rasponu od 10V do 24V.Isto tako i snaga je definirana po dužnom metru i kreće se rasponu od 4,8W/m do 20W/m.Za rad su potrebna i odgovarajuća napajanja, konverteri koji pretvaraju izmjenični napon mreže u potrebni istosmjerni napon.

Page 17: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

17

LED u unutarnjoj rasvjeti (2)

Mogu se montirati u svom izvornom obliku, ili ih se može položiti u aluminijske kanalice odgovarajućih dimenzija, te ih se dodatno zaštiti zaljevanjem s transparentnom epoksidnom smolom.Na taj način se mogu ugrañivati u namještaj, šankove, stepenice, plesne površine i sl.

LED u unutarnjoj rasvjeti (3)

Krute LED trake (moduli)

Primjenjuju se tamo, gdje se želi rasvjetiliti ravne crte (površine). Nemaju fleksibilnost, ali imaju prednost jer se na njih mogu ugraditi odgovarajuće optike (usmjerivači svjetlosti). Ostali tehnički parametri su isti ili vrlo slični fleksibilnim trakama, s tom razlikom da se ne isporučuju na kolutovima, nego u modulima(najčešće po 0,5m duljine).

Page 18: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

18

LED u unutarnjoj rasvjeti (4)

Samostalni LED moduli

Koriste se za samostalnu montažu, ili se koriste kao sastavni dio nekog većeg svjetlotehničkog rješenja. Tako se od njih izrañuju LED svjetiljke i reflektori, imaju vrlo široku primjenu u izradi reklama, svjetlećih natpisa i sl. Što se tiče njihovih tehničkih karakteristika, zbog velikog broja različitih modela, važno je samo napomenuti zajedničku karakteristiku, pogonjeni su na principu konstantne struje, odnosno napajaju ih strujni izvori 350mA ili 700mA istosmjerno.

LED u unutarnjoj rasvjeti (5)

LED svjetiljke

Danas su na tržištu modeli koji uspješno zamjenjuju najčešće korištene ugradne svjetiljke (tzv.downlighter-e) i to u odnosu na halogene izvore od 20W i 50W, te u odnosu na štedne izvore u odnosu na 1x26W i 2x26W. U sebi već imajukonstrukcijski riješena sva pitanja, od napajanja, hladnjaka, do samih čipova.

Page 19: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

19

LED u unutarnjoj rasvjeti (6)

Zbog svoje fleksibilnosti, jednostavne montaže i dugog vijeka trajanja, LED rasvjeta zauzima sve važniju poziciju u industriji rasvjete. Osim širokog spektra mogućnosti, vrlo važan aspekt je i visoka energetska učinkovitost. Prema svim relevantnim istraživanjima kroz period od slijedećih 5 godina, čak 60% novoproizvedene i instalirane rasvjete će biti u LED tehnologiji.

Danas LED rasvjeta ima vrlo važnu ulogu u ugostiteljsko-hoteljerskom sektoru, u rasvjeti wellness i SPA prostora, u industriji zabave, a sve češće se koristi i u kućanstvima.

LED u unutarnjoj rasvjeti (7)

Page 20: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

20

LED u unutarnjoj rasvjeti (8)

Za LED unutarnju rasvjetu je moguće napraviti odgovarajuće svjetlotehničke proračune pomoću suvremenih programskih alata (npr. Relux i Dialux).

Tijekom zadnjih godina u bazu podataka tih programa su ubačene i fotometrijske krivulje svjetiljaka s LED.

LED u unutarnjoj rasvjeti (9)

Page 21: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

21

LED u unutarnjoj rasvjeti (10)

LED u unutarnjoj rasvjeti (11)

Page 22: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

22

LED u unutarnjoj rasvjeti (12)

LED u unutarnjoj rasvjeti (13)

Page 23: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

23

LED u unutarnjoj rasvjeti (14)

Rasvjeta prometnice mora zadovoljiti slijedeće uvjete:

•Tijekom vožnje prometnica mora biti vidljiva u svim

svojim dijelovima

•Sva opasna mjesta trebaju biti istaknuta da ih vozač

stigne primijetiti na vrijeme

•Mora biti osigurana visoka udobnost vidljivosti da se

vozač ne napreže tijekom vožnje

•Sva horizontalna i vertikalna signalizacija mora biti

vidljiva i ne smije zasljepljivati vozača

6. LED u vanjskoj rasvjeti

Page 24: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

24

Najvažnija veličina koju je potrebno imati u vidu priprojektiranju javne rasvjete je luminancija.Svjetlost iz svjetiljke pada na cestu, te se reflektira odnjene površine u oko promatrača, koji je doživljava kaosjajnost.Ukoliko je je luminancija prejaka ona može omestisudionike u prometu.

LED u vanjskoj rasvjeti (2)

- LED tehnologija se počela koristiti 1990. godine u prometnim znakovima i putokazima

- Današnje LED svjetiljke su na dobrom putu da uñu u široku primjenu u javnoj rasvjeti te u potpunosti izbace svjetiljke bazirane na živi ili natriju

- Sa radnim vijekom od 10-15 godina koji je najmanje tri puta duži od životnog vijeka dosadašnjih tehnologija, sami troškovi održavanja daju veliku prednost LED tehnologiji

- Gledano sa ekološkog stajališta, svjetiljke bazirane na LED tehnologiji pružaju uštedu od min. 50% u uštedi energije. Uz to one ne sadrže tvari štetne za okoliš kao što je živa te smanjuju svjetlozagañenje zbog mogućnosti preciznog usmjeravanja svijetla.

LED u vanjskoj rasvjeti (3)

Page 25: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

25

Raspodjela svjetlosti kod vanjske rasvjete izvedenepomoću svjetiljaka s klasičnim izvorom svjetla (npr.visokotlačni natrijev izvor svjetla).

LED u vanjskoj rasvjeti (4)

Raspodjela svjetlosti kod vanjske rasvjete izvedene pomoću svjetiljaka s LED izvorom svjetla

LED u vanjskoj rasvjeti (5)

Page 26: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

26

Kod odabira ulične LED svjetiljke moraju se ispuniti slijedeći kriteriji:-svjetiljka mora imati životni vijek od min. 5 godina (iako je životni vijek LED izvora i do 50000 sati), -mora zadovoljavati odreñene svjetlosne karakteristike koje udovoljavaju zahtjevima za uličnu rasvjetu. -zadovoljavajuća zaštita od utjecaja prašine i vode –IP sustav zaštite-mehaničku čvrstoću

Uzevši u obzir ove kriterije, prilikom odabira LED svjetiljke potrebno je razmotriti njezine termičke, optičke, mehaničke karakteristike te električnu snagu.

LED u vanjskoj rasvjeti (6)

Ulična LED svjetiljka „Philips SpeedStar”

LED u vanjskoj rasvjeti (7)

Page 27: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

27

Učinkovitost klasičnih i LED svjetiljaka

LED u vanjskoj rasvjeti (8)

Optika kod LED svjetiljaka može biti izvedena na dva načina. 1.Izvor svjetla je ploča sa ugrañenim LED modulima koji direktno osvjetljavaju prometnicu. Svaki modul podešen je na način da osvjetljava jedan dio prometnice. U slučaju kvara na pojedinom modulu dolazi do toga da dio prometnice koji je on pokrivao ostaje neosvijetljen.

LED u vanjskoj rasvjeti (9)

Page 28: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

28

2.Drugi način je da svaki modul ima svoju optiku kojom

pokriva cjelokupnu površinu pokrivenosti svjetiljke.

LED u vanjskoj rasvjeti (10)

Zamjena postojećih izvora svjetla zamjenskim LEDizvorima svjetla (LED retrofit).

LED u vanjskoj rasvjeti (11)

Page 29: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

29

LED reflektori za vanjsku rasvjetu

LED u vanjskoj rasvjeti (12)

LED reflektori za vanjsku rasvjetu

LED u vanjskoj rasvjeti (13)

Page 30: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

30

Prednosti pri upotrebi LED tehnologije u

vanjskoj rasvjeti

• manja potrošnja električne energije• duži vijek trajanja• smanjeno svjetlosno onečišćenje• nema UV zračenja• minimalna toplinska disipacija• izuzetna postojanost na fizička opterećenja• neovisnost o kolebanju napona napajanja• minimalni troškovi održavanja• manje dimenzije• mogućnost lake regulacije intenziteta• ekološki prihvatljiva

LED u vanjskoj rasvjeti (14)

Nedostaci pri upotrebi LED tehnologije u vanjskoj

rasvjeti

•Ova vrsta tehnologija je još uvijek preskupa za široku upotrebu•Radne karakteristike jako zavise o temperaturi okoline i lako može doći do pregrijavanja, što može izazvati oštećenje i smanjiti radni vijek. •Visoke vrijednosti radnih karakteristika (struja, porast temperature) mogu izazvati pojavu difuzije atoma nekih metala iz elektroda u ostale aktivne dijelove LED-a, što ima za posljedicu pojavu električnih proboja na samoj katodi.

LED u vanjskoj rasvjeti (15)

Page 31: Seminar-11-E-Petranovic-LED rasvjeta.ppt [Read-Only]seminar.tvz.hr/materijali/materijali11/11E03.pdf · puta po watu utrošene snage. 18.10.2011 5 4. LED tehnologija Kao i kod standardne

18.10.2011

31

7. Zaključak

Prema svim relevantnim istraživanjima i pravcima razvoja, vrijeme LED rasvjete definitivno dolazi.

Trenutno ne postoji niti jedno tehnološki izvedivo rješenje koje u relativno kratkom roku (3-5 godina) može bitno pridonijeti uštedi električne energije na globalnom planu kao što to može LED rasvjeta.

Svi postojeći (konvencionalni) izvori svjetlosti su već dosegli svoju točku maksimalne funkcionalnosti i uporabljivosti, te se u njihov razvoj prestalo ulagati.

Već sada imaju najvišu učinkovitost (preko 200 lm/W).

Različite mogućnosti koje pruža LED tehnologija predstavljaju vrlo bitan argument za korištenje ove tehnologije u unutarnjoj i vanjskoj rasvjeti.

LED svjetiljke mogu u potpunosti zadovoljiti zahtjeve rasvjetljenosti i jednolikosti koji su postavljeni u normama te pružiti značajne uštede u potrošnji električne energije, te smanjiti troškove održavanja.

Zbog mogućnosti regulacije ova tehnologija može proizvesti mnogo učinkovitiju rasvjetu, koja može udovoljiti ekološkim standardima.

Zaključak (2)