ΥΩΣΙΜΟ ΜΟΤΕΙΑΚΩΝ ΠΡΟΘΗΚΩΝ Η ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΑ L.E.D.

Transcript

1 ΥΩΣΙΜΟ ΜΟΤΕΙΑΚΩΝ ΠΡΟΘΗΚΩΝ Η ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΑ L.E.D. Σν παξφλ απνηειεί κηα εηζαγσγή ζην ζέκα ηεο επηινγήο, εγθαηάζηαζεο θαη ρξήζεο ησλ ζπζηεκάησλ παξαγσγήο ηερλεηνχ θσηηζκνχ πνπ αθνχλε ζην φλνκα LED ζε εμεηδηθεπκέλεο εθαξκνγέο κνπζεηαθνχ θσηηζκνχ σο ελαιιαθηηθή ησλ ζπζηεκάησλ νπηηθψλ ηλψλ θαη ησλ ιακπηήξσλ αινγφλνπ. Δπηπξφζζεηα απνηειεί ηκήκα κηαο γεληθφηεξεο πξνζπάζεηαο ελεκέξσζεο ζρεηηθά κε ηηο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε επαίζζεηνπο ρψξνπο, φπσο ηα κνπζεία. Απεπζχλεηαη ζε αξρηηέθηνλεο, ζε κνπζεηνιφγνπο θαη ζε ππεχζπλνπο κνπζείσλ θαη κε ηξφπν ηδηαίηεξα απιφ θαη θαηαλνεηφ θαηαγξάθεη ηα ζεκεία πνπ ελδερνκέλσο λα βνεζήζνπλ ηελ ζσζηή επηινγή ή/θαη ζπλδπαζκφ ησλ ζπζηεκάησλ θσηηζκνχ θαη λα νδεγήζνπλ ζε κηα ζσζηή εγθαηάζηαζε. Πεξηζζφηεξεο ηερληθέο πιεξνθνξίεο παξέρνληαη ζηα ηερληθά θπιιάδηα ηνπ θάζε ζπζηήκαηνο θσηηζκνχ. Σν αθξψλπκν L.E.D., ζπληφκεπζε γηα Light Emitting Diode, απνηειεί έλα ζρεηηθά πξφζθαην ηερλνινγηθφ επίηεπγκα ην νπνίν βαζίδεηαη ζηελ εμέιημε ησλ εκηαγσγψλ. Η ηερλνινγία απηή βξίζθεη εθαξκνγή θαη ζε πνιινχο άιινπο ηνκείο, αλαπηχζζεηαη δε κε αζηξαπηαία ηαρχηεηα θαη καδί ηεο ε αλάγθε γηα ιεηηνπξγηθφηεξεο, απνδνηηθφηεξεο, απνηειεζκαηηθφηεξεο θαη δεκηνπξγηθφηεξεο ιχζεηο θσηηζκνχ. ΙΣΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Σν πξψην LED θαηαζθεπάζηεθε ην 1907 απφ ην Βξεηαλφ εξεπλεηή H.J.Round ζηα εξγαζηήξηα Μαξθφλη (Marconi Labs). Πεξί ηα 1920 πεξίπνπ ν Ρψζνο επηζηήκνλαο Oleg Vladimirovich παξνπζίαζε κηα αλεμάξηεηε κειέηε ζε Γεξκαληθά, Ρσζηθά θαη Βξεηαληθά επηζηεκνληθά πεξηνδηθά αιιά αγλνήζεθε παληειψο. Σν 1962 παξνπζηάδεηαη απφ ηνλ Nick Holonyak, εξεπλεηή ηεο General Electric ε πξψηε πξαθηηθή εθαξκνγή ηνπο θαη αθνξνχζε ζηελ παξαγσγή εξπζξνχ θσηηζκνχ. ηα έηε πνπ αθνινχζεζαλ ε ηερλνινγία απηή ρξεζηκνπνηήζεθε σο ππέξπζξνο θσηηζκφο θπξίσο ζε εθαξκνγέο αζθαιείαο. Απφ ην 1970 θαη έπεηηα ε ρξήζε ησλ LED επεθηάζεθε ζε ζρεδφλ φιεο ηηο ειεθηξηθέο θαη ειεθηξνληθέο ζπζθεπέο αιιά θαη ζε ινηπέο εθαξκνγέο πνπ απαηηνχζαλ κηθξνχο θσηεηλνχο δείθηεο κε ειάρηζηε θαηαλάισζε ελέξγεηαο. Μέρξη ην 1990 είραλ θαηαζθεπαζηεί LED κε εξπζξφ, πξάζηλν θαη θίηξηλν ρξψκα, ελψ ην 1996 θάλεη ηελ εκθάληζή ηνπ ην θπαλφ LED ζην κήθνο θχκαηνο κεηαμχ ησλ 450 θαη 500nm. Η αλαθάιπςε απηή ζηε ζπλέρεηα επέηξεςε γηα πξψηε θνξά ηελ παξαγσγή ηνπ ιεπθνχ θσηφο κέζσ ηνπ ζπλδπαζκνχ ηνπ κε δηαθνξεηηθνχο ηχπνπο θσζθφξνπ. Απφ ην 1996 θαη κεηά, ε έξεπλα θαη ε βηνκεραλνπνίεζε ηεο παξαγσγήο ησλ LED νδήγεζαλ ζε ζπλερείο εμειίμεηο θαη εηδηθφηεξα ηνπ θπαλνχ LED αλαπηχρζεθε ζε ηέηνην βαζκφ πνπ είρε σο απνηέιεζκα ηνλ δηπιαζηαζκφ ηεο απφδνζήο ηνπο πεξίπνπ θάζε ηξία έηε. ηηο κέξεο καο νη ζπλεζέζηεξεο κέζνδνη παξαγσγήο ιεπθνχ θσηφο επξείαο εθαξκνγήο απφ ηα LED είλαη είηε κε ηε ζπλδπαζκέλε ρξήζε ηνπ Τπεξηψδνπο LED: UV-LED (ι < 400nm) θαη ηνπ θπαλνχ LED σο βάζε, ή ελαιιαθηηθά απφ ηελ κείμε εξπζξψλ, πξάζηλσλ θαη θπαλψλ LED (RGB LED). Η δπλαηφηεηα πνπ παξέρνπλ ηα LED γηα ιεηηνπξγία ζε πεξηνξηζκέλα κήθε θχκαηνο θαζηέξσζε ηε ρξήζε ηνπο ζε πνιχ εμεηδηθεπκέλεο εθαξκνγέο, φπσο γηα παξάδεηγκα ην UV- LED γηα ηελ απνζηείξσζε ηνπ χδαηνο ή ησλ ηαηξηθψλ ζπζθεπψλ ή αθφκα θαη γηα ηελ ελίζρπζε ηεο δηαδηθαζίαο θσηνζχλζεζεο ζηα θπηά, ρξήζε UV-LED σο «θσηηζκφο ηαρείαο αλάπηπμεο» (grow-light). Σελ ηειεπηαία δεθαπεληαεηία, ε δήηεζε γηα πεγέο θσηηζκνχ ρακειήο θαηαλάισζεο έρεη απμεζεί θαηαθφξπθα θαζψο νη ζπλερείο απμήζεηο ζηηο ηηκέο ηνπ πεηξειαίνπ δεκηνχξγεζαλ ηελ αλάγθε γηα πεξαηηέξσ εμνηθνλφκεζε ηεο δαπαλψκελεο ελέξγεηαο θαη πεξηνξηζκφ ηνπ ζρεηηδφκελνπ κε απηήλ νηθνλνκηθνχ θφζηνπο. Ωο εθ ηνχηνπ, ν ζρεδηαζκφο ζπζηεκάησλ θσηηζκνχ γηα δεκφζηνπο ρψξνπο θαη θηίξηα κε γλψκνλα ηελ κεγηζηνπνίεζε ηνπ νηθνλνκηθνχ νθέινπο απνηειεί ζηελ επνρή καο έλα θαπηφ ζέκα πνπ ιακβάλεηαη ζνβαξφηαηα ππφςε, θαζψο ην ρξεκαηηθφ φθεινο ζηνλ εηήζην πξνυπνινγηζκφ είλαη αμηνζεκείσην. Η απάληεζε ζε ηέηνηνπ είδνπο πξνθιήζεηο δίλεηαη κε ηελ εθαξκνγή πξντφλησλ θαη ιχζεσλ πνπ ζηεξίδνληαη ζηηο ηξέρνπζεο ηερλνινγηθέο εμειίμεηο θαη θάλνπλ ρξήζε απηψλ. Πξφζθαηα, ε έξεπλα έρεη ζηξαθεί ζηε δεκηνπξγία πςειήο απφδνζεο LED (άλσ ησλ 300 lumen/watt ζεξκνχ θσηφο) κε ηε βνήζεηα λαλνθξπζηάιισλ. Απφ ην επηέκβξην 2008 ε Philips αλαθνίλσζε φηη ζηακαηά ηελ έξεπλα ζε ιακπηήξεο θζνξηζκνχ θαη αθηεξψλεη ην 5% ηνπ ζπλνιηθνχ πξνυπνινγηζκνχ ηνπ ηκήκαηνο R&D ζηελ παξαγσγή ηνπ LEDINO, ηνπ πξψηνπ LED θσηηζηηθνχ ζψκαηνο πνπ ζα αληηθαηαζηήζεη ηνπο ιακπηήξεο ππξάθησζεο. ειίδα 1 απφ 8 -

2 Η ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΑ LED - ΠΩ ΛΕΙΣΟΤΡΓΟΤΝ Αληίζεηα κε ηηο παξαδνζηαθέο πεγέο θσηηζκνχ, ηα LED κεηαζρεκαηίδνπλ ην ειεθηξηθφ ξεχκα ζε θσο. Κάζε LED απνηειεί ζηελ νπζία κηα κηθξή ειεθηξνληθή δηάηαμε εκηαγσγψλ πνπ φηαλ ελεξγνπνηνχληαη απφ ξεχκα ρακειήο ηάζεο παξάγεη θσο ζε πεξηνξηζκέλν ηκήκα ηνπ νξαηνχ θάζκαηνο. Απαξηίδεηαη απφ δχν δηαθνξεηηθά πιηθά ή θξάκαηα πιηθψλ πνπ ηνπνζεηνχληαη ζε μερσξηζηέο πεξηνρέο πιεζίνλ ε κία ηεο άιιεο αθήλνληαο ζθφπηκα έλα κηθξφ δηάθελν αλάκεζά ηνπο. Η κία πεξηνρή νξίδεηαη σο Άλνδνο θαη ε άιιε σο Κάζνδνο. Σα ρξεζηκνπνηνχκελα ζηελ Άλνδν θαη ζηελ Κάζνδν πιηθά δηαθξίλνληαη γηα ην εμήο ραξαθηεξηζηηθφ: ην έλα εμ απηψλ παξνπζηάδεη έιιεηςε ειεθηξνλίσλ ελψ ην άιιν πιεζψξα. Με ηελ εθαξκνγή ειεθηξηθήο ηάζεο (πεξί ηα 2-3 volt) κε θνξά απφ ηελ άλνδν πξνο ηελ θάζνδν, ηα δχν απηά πιηθά δηεγείξνληαη θαη εμηζνξξνπνχλ ηα ειεθηξφληά ηνπο δεκηνπξγψληαο θσο ζηελ ελδηάκεζε πεξηνρή (δηάθελν) κεηαμχ ηεο Αλφδνπ θαη ηεο Καζφδνπ. Σν θσο απηφ πξνέξρεηαη απφ ην ειεθηξφλην ην νπνίν θαζψο κεηαπεδά ζε κηα θελή ζέζε, (ζπκπιεξψλνληαο ηελ επφκελε ελεξγεηαθή ζηνηβάδα), πέθηεη ζε θαηάζηαζε ρακεινχ ελεξγεηαθνχ επηπέδνπ θαη ειεπζεξψλεη ηελ πεξίζζηα ελέξγεηά ηνπ κε ηελ κνξθή ελφο θσηνλίνπ. Σν επηθξαηνχλ κήθνο θχκαηνο θαη θαηά ζπλέπεηα ηα ρξψκαηα ηεο εθπεκπφκελεο θσηεηλήο δέζκεο εμαξηάηαη απφιπηα απφ ηα πιηθά (πξνζκείμεηο) πνπ εκπεξηέρνληαη ζηνλ θάζε εκηαγσγφ. Η αλαινγία ησλ πξνζκείμεσλ απηψλ επηηξέπεη ηελ εθπνκπή θσηφο κε πεξηνξηζκέλν κήθνο θχκαηνο θαη κε αζπλερέο εχξνο θάζκαηνο είηε ζην ππέξπζξν, ζην νξαηφ ή θαη ζην ππεξηψδεο ηκήκα ηνπ. Η ηερληθή απηή νδήγεζε ζηε ζπζηεκαηηθή δηαθνξνπνίεζε ησλ πιηθψλ θαηαζθεπήο ηνπ εκηαγσγνχ κεηαβάιινληαο ην κήθνο θχκαηνο ηνπ εθπεκπφκελνπ θσηφο θαη ζπληειψληαο ζηελ απφδνζε ζπγθεθξηκέλσλ ρξσκάησλ. Γηα παξάδεηγκα: νη εκηαγσγνί ηχπνπ AlGaAs (Αινπκίλην- Γάιιην-Αξζελίδην) πνπ απνδίδνπλ επςθπό ρξψκα ζην κήθνο θχκαηνο κεηαμχ 610 θαη 760nm, νη εκηαγσγνί ηχπνπ GaN (Γάιιην-Νηηξίδην) απνδίδνπλ ππάζινο ρξψκα ζην κήθνο θχκαηνο κεηαμχ 500 θαη 570nm, θαη νη εκηαγσγνί ηχπνπ GaAsP (Γάιιην-Αξζελίδην-Φψζθνξνο) απνδίδνπλ κίηπινο ρξψκα ζην κήθνο θχκαηνο κεηαμχ 570 θαη 590nm. Γηαθνξνπνηψληαο ζπλεπψο ηα πιηθά θαηαζθεπήο ηνπ εκηαγσγνχ κεηαβάιινπκε θαη ην κήθνο θχκαηνο θσηφο ην νπνίν εθπέκπεηαη. LED ΛΕΤΚΟΤ ΥΩΣΟ Με ηελ εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο εκθαλίζηεθαλ δηαθνξεηηθέο κέζνδνη παξαγσγήο ιεπθνχ θσηφο ε θάζε κία εθ ησλ νπνίσλ παξνπζηάδεη ζπγθεθξηκέλα ραξαθηεξηζηηθά. Η θαηαζθεπή LED πνπ λα απνδίδνπλ ιεπθφ θσο κε βάζε ην κςανό LED θαη ηελ πξνζζήθε δηαθνξεηηθψλ ηχπσλ θσζθφξνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ παξαγσγή δηαθνξεηηθψλ ρξσκάησλ απφ θάζε θψζθνξν ηα νπνία ζπλδπάδνληαη θαη απνδίδνπλ πινπζηφηεξν θαη επξχηεξν θάζκα κε ζπλέπεηα θσο πςειφηεξεο πνηφηεηαο. Σν κεηνλέθηεκα ηεο κεζφδνπ απηήο είλαη ην πςειφ θφζηνο. ειίδα 2 απφ 8 -

3 Μηα άιιε κέζνδνο παξαγσγήο ιεπθνχ θσηφο πξνθχπηεη απφ ηε ρξήζε ηνπ κνλνρξσκαηηθνχ θπαλνχ LED ηχπνπ GAN ή INGAN ην νπνίν είλαη ηδηαίηεξα ηζρπξφ θαη δίλεη κήθνο θχκαηνο απφ ηα nm κε θνξπθή ηα 465nm, έρεη φκσο ρακειφ CRI (δείθηε ρξσκαηηθήο απφδνζεο). ΣΑ ΠΛΕΟΝΕΚΣΗΜΑΣΑ Δλαιιαθηηθά, ε κέζνδνο παξαγσγήο ιεπθνχ θσηφο απφ LED θεξίνπ κε ηελ πξνζζήθε πεξηζζφηεξσλ θσζθνξηθψλ επηζηξψζεσλ φπσο ην Ce: YAG (βάζε θέξην θαη πξνζκείμεηο πηηεξβίνπ-αινπκηλίνπ-ππξηηίνπ) απνδίδεη ιεπθφ θσο ζε κήθνο θχκαηνο απφ ηα 500 έσο ηα 700nm θαη κε πςειφηεξν δείθηε CRI. Μηα αθφκε κέζνδνο παξαγσγήο ιεπθνχ θσηφο θαιεί γηα ην ζπλδπαζκφ LED κε ηνπιάρηζηνλ ηξία ή ηέζζεξα δηαθνξεηηθά ρξψκαηα: εξπζξά, πξάζηλα θαη θπαλά LED (ζπλήζσο αλαθέξνληαη σο RGD LED). Καζψο δελ ρξεζηκνπνηείηαη θψζθνξνο δελ δεκηνπξγνχληαη ελεξγεηαθέο / ζεξκηθέο απψιεηεο θαηά ηε δηαδηθαζία κεηαηξνπήο θαη έηζη ην θσο έρεη κεγαιχηεξε απφδνζε. Απηή φκσο ε κέζνδνο ζπάληα ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ επξεία παξαγσγή πεγψλ LED ιεπθνχ θσηφο γηαηί ην απνηέιεζκα αθελφο δελ παξνπζηάδεη ζηαζεξφηεηα ρξψκαηνο, αθεηέξνπ θάπνηα απφ απηά έρνπλ πςειή απφδνζε 1200lm/w αιιά ρακειφ δείθηε CRI ή ην αληίζεην, δειαδή ρακειή απφδνζε θαη πςειφ δείθηε CRI. Σα ηξία ραξαθηεξηζηηθά ηεο ηερλνινγίαο ησλ LED, μεγάλη διάπκεια ζωήρ, σαμηλή καηανάλωζη ενέπγειαρ θαη μικπό μέγεθορ, πξνζθέξνπλ ζεκαληηθά πιενλεθηήκαηα ηα νπνία ζρεηίδνληαη κε ηέζζεξεηο βαζηθνχο ηνκείο: ηελ Οηθνλνκία, ηελ Απφδνζε, ηελ Πξνζηαζία ηνπ Πεξηβάιινληνο θαη ηέινο ηε δπλαηφηεηα πνπ παξέρνπλ γηα ρξήζε ζε πνηθίιεο Αξρηηεθηνληθέο & Καηαζθεπαζηηθέο εθαξκνγέο. Σελ ηειεπηαία δηεηία, κε ηε ζπλερή πξφνδν ηεο ηερλνινγίαο θαη ηελ κείσζε ηνπ θφζηνπο παξαγσγήο ησλ LED, παξαηεξείηαη κηα νινέλα απμαλφκελε ηάζε γηα ρξήζε ηεο ελ ιφγσ ηερλνινγίαο ζηηο κειέηεο θσηηζκνχ σο κηα ελδηαθέξνπζα ελαιιαθηηθή πξφηαζε ζε ζρέζε κε ηηο ζπκβαηηθέο πεγέο θαη ηα ζπζηήκαηα θσηηζκνχ. Η ηάζε απηή εληζρχεηαη ζηηο κέξεο καο απφ ηα λέα πξντφληα πνπ πξφζθαηα θπθινθφξεζαλ ζηελ αγνξά θαη αθνξνχλ ζε θσηεηλέο πεγέο απνηεινχκελεο απφ πνιπάξηζκα LED πνπ απνδίδνπλ ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο είηε ζηα 3000θ (ζεξκφ) είηε ζηα 6000Κ (ςπρξφ θσο εκέξαο) είηε ζπλδπαζκνχ απηψλ. Οικονομία Αλ εμαηξέζνπκε ην αξρηθφ θφζηνο θηήζεο, ε ιεηηνπξγία ησλ LED είλαη ηδηαίηεξα νηθνλνκηθή. Σα νηθνλνκηθά νθέιε πξνθχπηνπλ απφ ηξεηο παξακέηξνπο: θαηαλάισζε, κεγάιε δηάξθεηα δσήο θαη αληνρή ζε θαηαπφλεζε. Αμίδεη λα ζεκεησζεί φηη ηα LED θαηαλαιψλνπλ κφιηο ην 10-20% ηεο ειεθηξηθήο ηζρχνο κηαο ζπκβαηηθήο πεγήο θσηηζκνχ. Έηζη, ζε ζχγθξηζε κε έλαλ θνηλφ ιακπηήξα ππξάθησζεο φκνηαο θσηεηλφηεηαο (απφδνζεο), ηα 150w ηνπ πξψηνπ κεηαθξάδνληαη ζε θαηαλάισζε κφιηο 10w γηα ην δεχηεξν. πλέπεηα απηνχ δελ είλαη κφλν ε απίζηεπηε εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο αιιά θαη ε κείσζε ησλ ηεξάζηησλ πεξηβαιινληηθψλ επηπηψζεσλ πνπ δεκηνπξγήζεθαλ φια απηά ηα ρξφληα κε ηελ νινέλα απμαλφκελε αλάγθε γηα ηερλεηφ θσηηζκφ. Δπηπξφζζεηα, κία αθφκα βαζηθή νηθνλνκηθή παξάκεηξν απνηειεί ε κεγάιε δηάξθεηα δσήο ηνπο, εηδηθφηεξα γηα φζα εμ απηψλ έρνπλ ζρεδηαζηεί κε έλα άξηζην ζχζηεκα απαγσγήο ηεο παξαγφκελεο ζεξκφηεηαο θαη εθπνκπή ηεο καθξηά απφ ηελ πεγή. Η δηάξθεηα ηεο δσήο ηνπο θπκαίλεηαη κεηαμχ ησλ σξψλ ιεηηνπξγίαο ζε αληηδηαζηνιή κε ηηο ψξεο ιεηηνπξγίαο ελφο θνηλνχ ιακπηήξα ππξάθησζεο, ζηνηρείν πνπ κεηαθξάδεηαη ζε 8 έηε θαζεκεξηλήο 12σξεο ιεηηνπξγίαο. πλεπψο, ην θφζηνο αληηθαηάζηαζεο ησλ LED είλαη ζεκαληηθά κηθξφηεξν ζε ζρέζε κε απηφ ησλ ιακπηήξσλ ππξάθησζεο ή θζνξηζκνχ. Σέινο, απηή θαζεαπηή ε θαηαζθεπή ηνπο είλαη ηδηαίηεξα ζηηβαξή, δελ παξνπζηάδεη επαηζζεζία ζε θξαδαζκνχο θαη ρηππήκαηα, εγγπάηαη πςειή αλζεθηηθφηεηα ζηηο εμσηεξηθέο θιηκαηηθέο επηξξνέο θαη δελ απαηηεί ζπληήξεζε. Σα ραξαθηεξηζηηθά απηά θαζηζηνχλ ηελ ηερλνινγία ησλ LED θαηάιιειε γηα ρξήζε ζε εμσηεξηθνχο ρψξνπο θαη ζε δχζθνια πξνζβάζηκα ζεκεία. ειίδα 3 απφ 8 -

4 Απόδοση Σα LED εθπέκπνπλ εληνλφηαην θσο ζε ζρέζε κε ηνλ φγθν ηνπο. Σν θσο ηνπο απμάλεηαη κνλνηνληθά κε ηελ ηξνθνδνζία πξφζζεηεο ηζρχνο, ε δε απφδνζή ηνπο δελ επεξεάδεηαη απφ ηνλ πεξηθεξεηαθφ θσηηζκφ θαη ηηο αθηηλνβνιίεο ηνπ πεξηβάιινληνο. πγθξηηηθά κε έλαλ ιακπηήξα ππξάθησζεο πνπ απνδίδεη πεξί ηα 17 lumen αλά watt θαη έρεη έσο θαη 98% ζεξκηθέο απψιεηεο, ε απφδνζε ελφο HP LED (high power LED) αγγίδεη ηα lumen αλά watt κε ειάρηζηεο ζεξκηθέο απψιεηεο. Περιβάλλον Σα LED θαηαλαιψλνπλ ηδηαίηεξα ρακειή ελέξγεηα θαη σο εθ ηνχηνπ ζπκβάιινπλ ζηε κείσζε ησλ εθπνκπψλ αεξίσλ ηνπ ζεξκνθεπίνπ ζην πεξηβάιινλ. ηελ πιεηνςεθία ηνπο ραξαθηεξίδνληαη σο πεξηβαιινληηθά θηιηθά πξντφληα, θαζψο νη πεξηζζφηεξνη θαηαζθεπαζηέο αθνινπζνχλ ηελ νδεγία ηεο Δπξσπατθήο Έλσζεο RoHS γηα «πξάζηλν» ζρεδηαζκφ. Δπηπξφζζεηα ην γεγνλφο φηη δελ εκπεξηέρνπλ επηβιαβή γηα ην πεξηβάιινλ ζηνηρεία, φπσο ν πδξάξγπξνο, ν κφιπβδνο θαη ην θάδκην, θαζηζηά δπλαηή ηελ νινθιεξσηηθή αλαθχθισζή ηνπο κεηά ην πέξαο ηεο σθέιηκεο δσήο ηνπο. Σέινο, ζε αληηδηαζηνιή κε άιιεο θσηεηλέο πεγέο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ απξνβιεκάηηζηα γηα ηνλ εμσηεξηθφ θσηηζκφ ζηελ χπαηζξν, θαζψο απνδίδνπλ θσο ζε ζπγθεθξηκέλα κήθε θχκαηνο θαη δελ δεκηνπξγνχλ νριήζεηο ζηνλ πξνζαλαηνιηζκφ ησλ λπθηφβησλ πιαζκάησλ. Ποικίλες Εφαρμογές Σα LED πξνζθέξνληαη ζε κηα κεγάιε πνηθηιία δηαθνξεηηθψλ ρξσκάησλ θαη κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζπλδπαζηηθά δεκηνπξγψληαο πνηθίια αηζζεηηθά ρξσκαηηθά εθέ. Δπηπιένλ, ζπζηήκαηα ειέγρνπ φπσο ην DMX επηηξέπεη ην θαζνξηζκφ ησλ ηηκψλ θσηεηλφηεηαο αιιά θαη ηεο ηαρχηεηαο ελαιιαγήο θαη ρξσκαηηζκνχ έθαζηνπ RGB LED ζπκβάιινληαο ζηε δεκηνπξγία κηαο ηεξάζηηαο πνηθηιίαο δηαθνξεηηθψλ ρξσκάησλ ε νπνία μεπεξλά ηα 16,7 εθαηνκκχξηα. Ο εμαηξεηηθά κηθξφο φγθνο ηνπο επηηξέπεη ηε γξακκηθή ηνπνζέηεζή ηνπο (ζε ζεηξά εληφο εηδηθψλ ιεπηψλ ηαηληψλ) γεγνλφο πνπ θαζηζηά ηε ρξήζε ηνπο ηδηαίηεξα απνηειεζκαηηθή ζε αλαξίζκεηεο θαηαζθεπέο δηαθνξεηηθνχ φγθνπ θαη ζρήκαηνο. Απφ ηελ άιιε κεξηά, ε ειάρηζηε θαηαλάισζε ξεχκαηνο, ε πεξηνξηζκέλε παξαγσγή ζεξκφηεηαο θαη ε παληειήο έιιεηςε ηεο ππεξηψδνπο αθηηλνβνιίαο ηα θαζηζηά φρη κφλν κηα πην εχρξεζηε θαη επέιηθηε ιχζε θσηηζκνχ αιιά θαη κηα πεξηζζφηεξν αζθαιή ιχζε θαζψο δχλαηαη λα ζπλδπαζηεί θαηαζθεπαζηηθά κε ζρεδφλ φινπο ηνπο ηχπνπο πιηθψλ πξνζθέξνληαο κηα αλαξίζκεηε πνηθηιία επηινγψλ θαη δπλαηνηήησλ. ειίδα 4 απφ 8 -

5 ΥΩΣΙΜΟ LED ΣΑ ΜΟΤΕΙΑ Ο θαινκειεηεκέλνο ζρεδηαζκφο πνπ αθνξά ζηελ επηινγή, ηνπνζέηεζε θαη ρξήζε ησλ πεγψλ θσηηζκνχ επηηξέπεη ζηα κνπζεία θαη ηηο γθαιεξί λα «επηθνηλσλνχλ» κε ην θνηλφ ηνπο κε ηνλ θαιχηεξν δπλαηφ ηξφπν παξέρνληαο ζηνπο επηζθέπηεο ηνπο έλα ζσζηά δνκεκέλν πεξηβάιινλ κε ηελ βέιηηζηε νπηηθή άλεζε πνπ ζπλάκα απνπλέεη αζθάιεηα, δεκηνπξγηθφηεηα θαη λφεκα. ηηο κέξεο καο είλαη ζρεδφλ απηνλφεην φηη ε ζρεδίαζε ηνπ κνπζεηαθνχ θσηηζκνχ ζα πξέπεη λα ιακβάλεη ζνβαξά ππφςε ηεο ηνλ παξάγνληα ηεο εμνηθνλφκεζεο ελέξγεηαο. Η κειέηε απηή ζα πξέπεη λα δείρλεη ην δξφκν πξνο ηελ αληηθαηάζηαζε ησλ παιαηψλ ζπζηεκάησλ θσηηζκνχ κε ζπζηήκαηα λέαο ηερλνινγίαο θαη ζε δεχηεξε θάζε, ηε δεκηνπξγία δηαθνξεηηθψλ δσλψλ κε αηζζεηήξεο ζε θάζε αίζνπζα έηζη ψζηε φηαλ θαη ν ηειεπηαίνο ησλ επηζθεπηψλ απνρσξήζεη απφ απηήλ, ηα επίπεδα θσηηζκνχ λα κεηψλνληαη απηφκαηα κεηά απφ ιίγα ιεπηά. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα, φρη κφλν ηε ζεκαληηθή εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο αιιά θαη ηελ εμίζνπ ζεκαληηθή γηα ηα επαίζζεηα εθζέκαηα κείσζε ηεο ρξνληθήο δηάξθεηαο έθζεζήο ηνπο ζην θσο. Σα LED απνηεινχλ κία ελδηαθέξνπζα ιχζε γηα ηνλ θσηηζκφ ηνπ πεξηβάιινληα ρψξνπ εληφο θαη εθηφο ηνπ κνπζείνπ, αιιά θαη κηα απνδεθηή πξφηαζε σο ελαιιαθηηθή γηα ην θσηηζκφ θαη ηελ αλάδεημε ησλ εθζεκάησλ εληφο ησλ κνπζεηαθψλ πξνζεθψλ. Δηδηθά ηα ηειεπηαία ρξφληα κε ηηο εμειίμεηο ηεο ηερλνινγίαο νη ιακπηήξεο LED ρξεζηκνπνηνχληαη φιν θαη πεξηζζφηεξν γηα ηελ αληηθαηάζηαζε ησλ παξαδνζηαθψλ ιακπηήξσλ αινγφλνπ ή θζνξίνπ. Αλ θαη ην αξρηθφ θφζηνο ηεο πξνκήζεηαο θαη εγθαηάζηαζήο ηνπο, ζε ζρέζε κε απηφ ηνπ ζπκβαηηθνχ θσηηζκνχ, είλαη ζαθψο πςειφηεξν, ε ιεηηνπξγία ηνπο ζπκβάιιεη αθελφο ζηε δξακαηηθή κείσζε ηεο εηήζηαο ελεξγεηαθήο θαηαλάισζεο κε ζπλέπεηα ηελ εμνηθνλφκεζε ζεκαληηθνχ θεθαιαίνπ, αθεηέξνπ ζηνλ ζεσξεηηθφ κεδεληζκφ ηνπ εηήζηνπ θφζηνπο ζπληήξεζεο ηνπ εμνπιηζκνχ. Γηα παξάδεηγκα, κηα πξφβιεςε γηα ηελ αληηθαηάζηαζε ηεο αληίζηνηρεο ππνδνκήο ζπκβαηηθνχ θσηηζκνχ κε LED ζηνπο εζσηεξηθνχο θνηλφρξεζηνπο ρψξνπο ηνπ Δζληθνχ Αξραηνινγηθνχ Μνπζείνπ ηεο Αζήλαο ζα απέηξεπε ηηο εξγαζίεο ζπληήξεζεο γηα ηελ αληηθαηάζηαζε 20 έσο 40 θνηλψλ ιακπηήξσλ ηε βδνκάδα. Έλα αθφκα ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ησλ θαηάιιεια ζρεδηαζκέλσλ γηα κνπζεηαθή ρξήζε LED πξνθχπηεη απφ ην γεγνλφο φηη θαηά ηελ ιεηηνπξγία ηνπο ε έθιπζε ζεξκφηεηαο είλαη ζεκαληηθά πεξηνξηζκέλε, ηδηαίηεξα ζε ζρέζε κε ηνπο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ ή αινγφλνπ. Δπηπιένλ, ην γεγνλφο φηη ιεηηνπξγνχλ ζε πεξηνξηζκέλν θάζκα ζεκαίλεη φηη ε εθπεκπφκελε αθηηλνβνιία είλαη πιήξσο ειεγρφκελε νπφηε θαη δε ζπληξέρεη ιφγνο αλεζπρίαο γηα εθπνκπή ησλ βιαβεξψλ αθηηλνβνιηψλ UV θαη IR. Σα παξαπάλσ ραξαθηεξηζηηθά θαζηζηνχλ ηελ ελ ιφγσ ηερλνινγία θαηάιιειε γηα ηελ αλάδεημε ησλ θσηνεπαίζζεησλ αληηθεηκέλσλ θαη έξγσλ ηέρλεο πξνζθέξνληαο έλα απξφζκελα ηδηαίηεξν θαη αηζζεηηθά επράξηζην νπηηθφ απνηέιεζκα. ειίδα 5 απφ 8 -

6 Σξεηο νηθνγέλεηεο θσηηζκνχ LED πςειήο πνηφηεηαο θαη ιεηηνπξγηθφηεηαο βξίζθνπλ εθαξκνγή ζην πεξηβάιινλ ησλ κνπζείσλ, θαζψο παξέρνπλ αλππέξβιεηε ζεξκηθή δηαρείξηζε θαη δηαζπλδεζηκφηεηα. Η 1 ε νηθνγέλεηα βαζίδεηαη ζην κεραληζκφ παξαγσγήο θσηφο «Atlas Warm-White LED» κε ηηο θσηεηλέο πεγέο πξνζαξκνζκέλεο ζηαζεξά επί αινπκηλέληνπ κπινθ κε θαλάιηα πνπ δξνπλ σο απαγσγείο ζεξκφηεηαο αιιά θαη σο δνκηθφ ζηνηρείν ηεο βάζεο ζηήξημεο. Σα θαλάιηα-νδεγνί ηχπνπ BuckPuck παξέρνπλ ζπλερψο ξεχκα ζε ζηαζεξή ηάζε ψζηε λα απνθεχγεηαη ην ηξέκνπιν ελψ έλαο PWM κηθξνεπεμεξγαζηήο πξνζαξκνζκέλνο ζηελ άθξε θάζε νδεγνχ δίλεη εληνιή γηα κείσζε ηεο έληαζεο ηνπ θσηηζκνχ φηαλ ε αίζνπζα δελ ρξεζηκνπνηείηαη. Οη πεγέο παξαγσγήο θσηφο «Titan Turbo» πξνζαξκφδνληαη επί νδεγψλ θαη αθνξνχλ ζε LED ηδηαίηεξα πςεινχ επηπέδνπ θσηεηλφηεηαο κε ηνλ πξψην ηχπν λα εθπέκπεη έσο θαη lumens θσηφο εκέξαο θαη ηνλ δεχηεξν lumens ζεξκνχ ιεπθνχ θσηφο. Η 2 ε νηθνγέλεηα αθνχεη ζην φλνκα LED Track ή Micro Track θαη βαζίδεηαη ζε κηα πξσηνπνξηαθή ηδέα πνπ θάλεη ρξήζε ησλ πθηζηάκελσλ βάζεσλ/θαλαιηψλ (επίηνηρσλ ή νξνθήο) ησλ παιαηψλ θσηηζηηθψλ ζσκάησλ κε ιακπηήξεο αινγφλνπ, ππξαθηψζεσο ή HQI επί ησλ νπνίσλ πξνζαξκφδνληαη ηα ηχπνπ MMF (microspot form factor) θσηηζηηθά ζψκαηα κε ιακπηήξεο LED πςειήο απφδνζεο. Οη πξνζαξκνγείο ησλ ιακπηήξσλ θαηαζθεπάδνληαη απφ ρπηφ αινπκίλην θαη έρνπλ ζρεδηαζηεί κε γλψκνλα ηε δηαηήξεζε ηνπ κηθξφηεξνπ δπλαηνχ φγθνπ ζε ζπλδπαζκφ κε ηε κέγηζηε δπλαηή ηθαλφηεηα ζεξκναπαγσγήο, θαζψο ελζσκαηψλνπλ εηδηθά ζρεδηαζκέλνπο ζεξκναπαγσγηθνχο αλεκηζηήξεο πνπ δηαζθαιίδνπλ φηη ηα LED ιεηηνπξγνχλ εληφο ησλ πξνδηαγεγξακκέλσλ νξίσλ. Η βάζε ζηήξημεο ησλ θσηηζηηθψλ είλαη θαη απηή θαηάιιεια ζρεδηαζκέλε ψζηε λα δέρεηαη ηέζζεξεηο δηαθνξεηηθνχο ηχπνπο ζσκάησλ : ζηελφ, κεζαίν, θαξδχ θαη ειιεηπηηθφ. Η 3 ε νηθνγέλεηα αθνξά ζε ιακπηήξεο ηερλνινγίαο LED πνπ φκσο είλαη θιαζηθνχ ζρεδηαζκνχ (ζπκβαηνχ κε ιακπηήξα αινγφλνπ 20 Watt MR-16), ψζηε λα πξνζαξκφδνληαη ζηε ζέζε ησλ παιαηψλ ιακπηήξσλ ππξάθησζεο πξνο αληηθαηάζηαζε απηψλ. Οη ιάκπεο απηέο εκπεξηέρνπλ ηα πςειήο απφδνζεο LED θαη ην κεραληζκφ απαγσγήο ζεξκφηεηαο ζην θιαζηθφ ζρήκα ελφο ιακπηήξα αινγφλνπ απνδίδνληαο ηα ίδηα επίπεδα θσηεηλφηεηαο ζε ζρέζε κε ηνλ ηειεπηαίν, κε θαηαλάισζε πνπ φκσο αγγίδεη κφιηο ηα 8 Watt, γεγνλφο πνπ ζπλεπάγεηαη παξαπάλσ απφ 60% εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο. ΣΑ MEIONEKTHMATA Τςποποίηζη : Η ηερλνινγία ησλ LED δελ έρεη αθφκα δνθηκαζηεί αξθεηά. Δπηπιένλ δελ έρεη επέιζεη ζπκθσλία κεηαμχ ησλ θαηαζθεπαζηψλ LED κε ζπλέπεηα λα κελ έρνπλ πξνδηαγξαθεί παγθφζκηα πξφηππα. Πξνο ην παξφλ έρνπλ αλαθνηλσζεί ζηηο ΗΠΑ κφλν δχν πξφηππα: ην LM-79 πνπ αθνξά ζηε κεζνδνινγία ειέγρνπ θαη ην C πνπ πξνζδηνξίδεη ηηο ζπληζηψκελεο ηηκέο ρξσκαηηθήο απφδνζεο γηα θάζε ηχπν LED. Η επξεία ρξήζε ησλ LED δηαθαηέρεηαη αθφκα απφ ακθηβνιία θαζψο δελ έρνπλ νινθιεξσζεί νη ζρεηηθέο κειέηεο θαη κεηξήζεηο γηα (α) ην νπηηθφ θάζκα πνπ θαιχπηνπλ, (β) ηε δηακεηαγσγή ηεο ζεξκφηεηαο πνπ παξάγνπλ θαη (γ) ηελ αμηνπηζηία ηνπο. Δξάπηηζη από ηην ποιόηηηα ηος ηλεκηπικού πεύμαηορ : Σν γεγνλφο φηη ηα LED απνηεινχλ ζηελ νπζία εκηαγσγνχο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ηα θαζηζηά άκεζα εμαξηεκέλα απφ ηελ πνηφηεηα ηεο ειεθηξηθήο παξνρήο αιιά θαη απφ ηε ρξήζε ηνπο, ηνλ αξηζκφ δειαδή ησλ επαλαιακβαλφκελσλ θχθισλ ιεηηνπξγίαο (άλακκα ζβήζηκν: On/Off cycle). Καη νη δχν απηέο παξάκεηξνη κε ηελ πάξνδν ησλ εηψλ ζπληεινχλ ζηε κείσζε ηεο απφδνζήο ηνπο. Αλ θαη ε δπλαηφηεηα ηνπο γηα αχμεζε ηεο απφδνζήο ηνπο ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ αχμεζε ηεο ηξνθνδνηνχκελεο ειεθηξηθήο ηζρχνο ιακβάλεηαη ζηα ππέξ, ζε έγθιεηζηεο εγθαηαζηάζεηο φπσο γηα παξάδεηγκα εληφο ηνπ εζσηεξηθνχ κηαο αεξνζηεγνχο κνπζεηαθήο πξνζήθεο, θάηη ηέηνην ζα πξέπεη λα έρεη πξνβιεθζεί ψζηε λα έρεη ζρεδηαζηεί θαη ε θαηάιιειε κέζνδνο απαγσγήο ηεο πξφζζεηα παξαγφκελεο ζεξκφηεηαο. Χπωμαηική Απόδοζη : Σν κεγαιχηεξν φκσο πξφβιεκα ηεο ζεκεξηλήο ηερλνινγίαο ησλ LED είλαη απηφ πνπ ζρεηίδεηαη κε ην Γείθηε ηεο Υξσκαηηθήο Απφδνζεο (CRI) ην θσο δειαδή πνπ κπνξεί λα δηαθξίλεη ν ρξήζηεο. Σν ρξψκα ηνπ θσηφο πνπ εθπέκπεηαη απφ ηηο θσηεηλέο πεγέο είλαη εμαηξεηηθά ζεκαληηθφ ζηελ έθζεζε ησλ αληηθεηκέλσλ θαζψο δχλαηαη φρη κφλν λα αιινηψζεη ηελ εκθάληζε ησλ εθζεκάησλ θαη λα επεξεάζεη δπζκελψο ην νπηηθφ απνηέιεζκα ζηνλ πεξηβάιινληα ρψξν αιιά θαη λα δεκηνπξγήζεη εζθαικέλεο ππνζπλείδεηεο εληππψζεηο ζηνλ παξαηεξεηή. Οη ρακειέο ηηκέο ηνπ CRI θαζηζηνχλ πξνο ην παξφλ ηα LED αθαηάιιεια γηα ρξήζε ζηηο εθαξκνγέο φπνπ απαηηείηαη ιεπθφ ζεξκφ θσο. ειίδα 6 απφ 8 -

7 Σν ιεπθφ LED πνπ θαηαζθεπάδεηαη απφ ην ζπλδπαζκφ ελφο εκηαγσγνχ θπαλνχ θσηφο θαη θσζθφξνπ, αλ θαη ζεσξείηαη ε ιχζε κε ην ρακειφηεξν θφζηνο, σζηφζν δελ είλαη ηφζν επηηπρεκέλν γηα κνπζεηαθέο εθαξκνγέο γηα δχν ιφγνπο: α) ζεξκαίλεηαη ππεξβνιηθά θαη β) έρεη ρακειή απφδνζε (ρακειφ δείθηε CRI), απνδίδεη δειαδή ρακειφ θσηηζκφ κε ηηκή CRI 70 - ηηκή πνπ ζεσξείηαη ρακειή γηα ρξήζε ζε εζσηεξηθφ θσηηζκφ. Να ζεκεησζεί φηη ην θσο ηεο εκέξαο έρεη δείθηε 100, ηνλ νπνίν πιεζηάδνπλ αξθεηέο ιάκπεο θζνξηζκνχ θαη ε πιεηνλφηεηα ησλ ιακπηήξσλ ππξάθησζεο. Απφ ηελ άιιε κεξηά ην ςπρξφ LED έρεη κελ πςειή απφδνζε, φκσο ην ρξψκα πνπ απνδίδεη πεξηέρεη κπιε ηφλνπο θαη δελ είλαη επράξηζην. Σα LED πνπ θαηαζθεπάδνληαη απφ ηνλ ζπλδπαζκφ ελφο εκηαγσγνχ UV θαη θσζθφξνπ δηαθνξεηηθνχ ηχπνπ, δίλνπλ επξχηαην θαη πινπζηφηεξν θάζκα κε πνιχ θαιχηεξεο ηηκέο CRI αιιά εθηφο ηνπ φηη είλαη αθξηβφηεξα, ην εθπεκπφκελν ιεπθφ θσο εκπεξηέρεη ππεξηψδε αθηηλνβνιία. Δπίπεδα Φωηεινόηηηαρ : Η παχζε ηεο ιεηηνπξγίαο ή ε κείσζε ησλ επηπέδσλ θσηεηλφηεηαο ελφο LED ή έζησ θάπνηνπ αξηζκνχ εμ απηψλ πνπ απαξηίδνπλ ηε θσηεηλή πεγή, δεκηνπξγεί πξνβιήκαηα θαζψο ζπληειεί ζηε κείσζε ηεο ζπλνιηθήο θσηεηλφηεηαο ηεο πεγήο. Απηφ έρεη σο ζπλέπεηα ηελ αλάγθε γηα ηελ αληηθαηάζηαζε νιφθιεξεο ηεο πεγήο, κηαο θαη νη κεκνλσκέλεο θσηεηλέο πεγέο LED πνπ απαξηίδνπλ ηε θσηεηλή πεγή δελ επηζθεπάδνληαη. Γείκηηρ θεπμοκπαζίαρ σπώμαηορ : Σέινο, έλα αθφκε πξφβιεκα ηνπ θσηηζκνχ κε πεγέο LED ζρεηίδεηαη κε ην δείθηε ζεξκνθξαζίαο ρξψκαηνο CCT (Color Correlated Temperature). Λακβάλνληαο ππφςε ηελ ηδηαίηεξε επαηζζεζία πνπ έρεη ν αλζξψπηλνο νθζαικφο ζην θσο κε ρακειή ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο, νη θσηεηλέο πεγέο πξέπεη λα είλαη επηιεγκέλεο κε ηέηνην ηξφπν ψζηε λα απνδίδνπλ ηα ρξψκαηα κε ηε κεγαιχηεξε δπλαηή αθξίβεηα. Οη απνθιίζεηο ησλ LED αλαθνξηθά κε ην δείθηε CCT ζηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο μεπεξλνχλ ηελ ηηκή ησλ 500Κ, γεγνλφο πνπ γίλεηαη άκεζα αληηιεπηφ απφ ηνλ αλζξψπηλν νθζαικφ. Να ζεκεησζεί φηη ν αλζξψπηλνο νθζαικφο κπνξεί εχθνια λα δηαθξίλεη δηαθπκάλζεηο ηνπ δείθηε ηεο ηάμεο ησλ 50 θαη 100Κ ζην πεδίν κεηαμχ 2000 θαη 6000Κ, δειαδή φζν θαη ε δηαθχκαλζε ηνπ ειηαθνχ θσηφο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο. ειίδα 7 απφ 8 -