ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΟ ΔΚΠΑΙΓΔΤΣΙΚΟ ΙΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΗΜΑ ΜΗΥΑΝΟΛΟΓΙΑ ΣΟΜΔΑ ΔΝΔΡΓΔΙΑ ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ

Transcript

1 ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΟ ΔΚΠΑΙΓΔΤΣΙΚΟ ΙΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΧΝ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΣΜΗΜΑ ΜΗΥΑΝΟΛΟΓΙΑ ΣΟΜΔΑ ΔΝΔΡΓΔΙΑ ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ ΥΡΖΔΗ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ LED ΣΟΝ ΟΓΟΦΧΣΗΜΟ ΚΑΗ ΣΟΝ ΟΗΚΗΑΚΟ ΦΧΣΗΜΟ. ΟΗΚΟΝΟΜΟΣΔΥΝΗΚΖ ΤΓΚΡΗΖ ΜΔ ΣΖ ΥΡΖΖ ΤΜΒΑΣΗΚΧΝ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΧΝ ΟΝΟΜΑΣΔΠΧΝΤΜΟ: σηεξόπνπινο Γεκήηξεο ΑΡΗΘΜΟ ΜΖΣΡΧΟΤ: 4645 ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ ΚΑΘΖΓΖΣΖ: Γαβξηειίδεο άββαο Καβάια Μάηνο 2013

2 ΠΡΟΛΟΓΟ θνπφο ηεο παξνχζαο πηπρηαθήο εξγαζίαο είλαη ε αλάιπζε ηεο ηερλνινγίαο LED θαη ε ζχγθξηζε ηεο κε ηηο ππφινηπεο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ ηφζν ζε νηθνλνκηθφ φζν θαη ζε ηερλνινγηθφ επίπεδν. Η ζχγθξηζε επηθεληξψλεηαη ζηε ρξεζηκνπνίεζε ιακπηήξσλ LED ζε εθαξκνγέο νηθηαθνχ θαη νδηθνχ θσηηζκνχ. Ο Ρψζνο Oleg Vladimirovich Losev ήηαλ απηφο πνπ δεκηνχξγεζε ην πξψην LED ζηα κέζα ηεο δεθαεηίαο ηνπ Η εξεπλά ηνπ δελ ιήθζεθε ζνβαξά ππφςε θαη δελ βξήθε πξαθηηθή εθαξκνγή γηα αξθεηέο δεθαεηίεο. Ο Rubin Braunstein παξαηήξεζε ππεξηψδεηο εθπνκπέο απφ αξζεληθνχρν γάιιην (GaAs) θαζψο θαη απφ δηάθνξα άιια θξάκαηα εκηαγσγψλ ην Ο Braunstein παξαηήξεζε ππεξηψδεηο εθπνκπέο νη νπνίεο πξνέξρνληαλ απφ δηφδνπο πνπ βαζίδνληαλ ζε θξάκαηα GaSb, GaAs, InP, θαη Ge-Si. Σν πξψην νξαηνχ θάζκαηνο LED είρε θφθθηλν ρξψκα θαη δεκηνπξγήζεθε ην 1962 απφ ηνλ Nick Holonyak. ηε ζπλέρεηα ν Holonyak ζεσξήζεθε ν «παηέξαο» ησλ δηφδσλ εθπνκπήο θσηφο. Ο M. George Craford αλαθάιπςε ην πξψην θίηξηλν LED θαη ην θφθθηλν θαη θφθθηλν πνξηνθαιί LED ην 1972 πνπ έδηλε θσηηζκφ δεθαπιάζηαο έληαζεο. Έσο θαη ην 1968 ηα LED νξαηνχ θαη ππεξηψδνπο θάζκαηνο ήηαλ ηδηαίηεξα αθξηβά. ηε ζπλέρεηα ε εηαηξία Monsanto Corporation παξήγαγε καδηθά LED θφθθηλνπ ρξψκαηνο έρνληαο σο βάζε ην θσζθνξνχρν αξζεληθνχρν γάιιην (1968). Σα LED απηά βξήθαλ εθαξκνγή ζε δηάθνξεο θσηεηλέο ελδείμεηο. Μεηέπεηηα ε εηαηξία Packard (HP) δεκηνχξγεζε δηφδνπο εθπνκπήο θσηφο ην 1968 ρξεζηκνπνηψληαο GaAsP ην νπνίν έιαβε απφ ηε Monsanto. Η ηερλνινγία απηή ρξεζηκνπνηήζεθε ζε πιήζνο ζεκαληηθψλ εθαξκνγψλ, αξρηθά ζε αιθαξηζκεηηθέο νζφλεο θαη ζηε ζπλέρεηα ζηα πξψηα θνξεηά θνκπηνπηεξάθηα [32]. Οη πξψηνη ιακπηήξεο LED νη νπνίνη ήηαλ θαηάιιεινη γηα εκπνξηθή ρξήζε ρξεζηκνπνηήζεθαλ θπξίσο σο ππνθαηάζηαηα θσηεηλψλ ελδείμεσλ ζε ζπλδπαζκφ κε ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο, ζε εξγαζηήξηα (πρ ειεθηξνληθά φξγαλα κεηξήζεσλ) ζε ηειενξάζεηο, ξαδηφθσλα, ηειέθσλα, ξνιφγηα. Οη ιακπηήξεο LED είραλ θφθθηλν Δημήτρης Σωτηρόποσλος 2

3 ρξψκα ε έληαζε ηνπ νπνίνπ ήηαλ αξθεηή γηα λα ρξεζηκνπνηεζνχλ σο θσηεηλέο ελδείμεηο. Γπζηπρψο φκσο ε έληαζε ηνπ θσηφο πνπ παξήγαγαλ δελ αξθνχζε γηα λα θσηηζηεί επαξθψο έλαο ρψξνο. ηε ζπλέρεηα έγηλαλ δηαζέζηκα θαη άιια ρξψκαηα θαη έηζη νη ιακπηήξεο LED άξρηζαλ λα ρξεζηκνπνηνχληαη ζε πεξηζζφηεξεο εθαξκνγέο αθνχ θαη ε ηερλνινγία ησλ πιηθψλ θαηαζθεπήο ησλ LED παξνπζίαζε ζεκαληηθή εμέιημε. Έηζη απμήζεθε ζεκαληηθά ε απνδνηηθφηεηα θαη ε αμηνπηζηία ησλ ιακπηήξσλ LED. ηε ζπλέρεηα έιαβε ρψξα ε δεκηνπξγία θαη ε εμέιημε ιεπθψλ ιακπηήξσλ LED πςειήο ηζρχνο, γεγνλφο πνπ νδήγεζε ζηε ρξήζε ιακπηήξσλ LED ζε εθαξκνγέο θσηηζκνχ. Οη πεξηζζφηεξνη ιακπηήξεο LED θαηαζθεπάζηεθαλ ζε ηεκάρηα ησλ 5 mm T1¾ θαη 3 mm T1 θαη είραλ σο ραξαθηεξηζηηθφ φηη ε ηζρχο ηνπο απμαλφηαλ δηαξθψο. Έηζη νη ιακπηήξεο LED παξήγαγαλ πνιχ πςειά πνζά ζεξκφηεηαο κε απνηέιεζκα λα θαζίζηαηαη απαξαίηεηε ε εχξεζε ελφο ηξφπνπ γηα ηελ απαγσγή ηεο πξνθεηκέλνπ λα δηαηεξεζεί ε αμηνπηζηία ησλ ιακπηήξσλ απηψλ ζε πςειά επίπεδα. ηηο κέξεο καο νη ζχγρξνλνη ιακπηήξεο LED πςειήο ηζρχνο δηαθέξνπλ ζεκαληηθά ζε ζρέζε κε ηνπο αξρηθνχο ιακπηήξεο LED πνπ εκθαλίζηεθαλ ζην εκπφξην. Έηζη έρνπλ αξρίζεη λα θεξδίζνπλ έδαθνο γηα ρξήζε ζε εθαξκνγέο νηθηαθνχ θαη νδηθνχ θσηηζκνχ [32]. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 3

4 ΠΗΝΑΚΑ ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΧΝ ΠΡΟΛΟΓΟ 2 SUMMARY 6 ΠΔΡΗΛΖΦΖ 8 ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΥΖΜΑΣΧΝ 10 ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΠΗΝΑΚΧΝ 12 1 Ο - ΚΔΦΑΛΑΗΟ 13 «Γεληθά γηα ην Φσηηζκό» Δηζαγσγή Σα Υαξαθηεξηζηηθά Μεγέζε ηνπ Φσηηζκνύ Σα Υαξαθηεξηζηηθά Μεγέζε ησλ Λακπηήξσλ 15 2 Ο - ΚΔΦΑΛΑΗΟ 18 «Σερλνινγίεο Οηθηαθνύ θαη Οδηθνύ Φσηηζκνύ» Δηζαγσγή πκβαηηθέο Σερλνινγίεο Οηθηαθνύ θαη Οδηθνύ Φσηηζκνύ Λακπηήξεο Ππξαθηώζεσο Λακπηήξεο Φζνξηζκνύ πκπαγείο Λακπηήξεο Φζνξηζκνύ Λακπηήξεο Τδξαξγύξνπ Λακπηήξεο Ναηξίνπ Λακπηήξεο Μεηαιιηθώλ Αινγνληδίσλ Σερλνινγία LED Τιηθά θαη Δμαξηήκαηα Αξρή Λεηηνπξγίαο θαη Παξαγσγή Φσηόο 33 Δημήτρης Σωτηρόποσλος 4

5 2.3.3 Υαξαθηεξηζηηθέο Παξάκεηξνη Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα ησλ LEDs 37 3 Ο - ΚΔΦΑΛΑΗΟ 38 «ύγθξηζε Σερλνινγίαο LED κε ηηο πκβαηηθέο Σερλνινγίεο Οηθηαθνύ θαη Οδηθνύ Φσηηζκνύ» Δηζαγσγή Δλεξγεηαθή Απόδνζε Φσηεηλή Απόδνζε ή Απνηειεζκαηηθόηεηα (Efficacy) Απόδνζε πκπιεξσκαηηθώλ Δμαξηεκάησλ Υξόλνο Εσήο θαη Δμαζζέληζε ηεο Φσηεηλήο Ρνήο (Lumen Depreciation) Πνηόηεηα Υξώκαηνο Οηθνλνκία LED θαη Πεξηβαιινληηθά Οθέιε Έλαληη ησλ πκβαηηθώλ Σερλνινγηώλ Φσηηζκνύ Σα Πιενλεθηήκαηα ησλ Λακπηήξσλ LED ζηνλ Οηθηαθό θαη ζηνλ Οδηθό Φσηηζκό 52 4 Ο - ΚΔΦΑΛΑΗΟ 55 «Παξνύζεο θαη Μειινληηθέο Σάζεηο» Ζ Αγνξά ηνπ LED Φσηηζκνύ: Σν Παξόλ θαη ην Μέιινλ LED Φσηηζκόο Ζ ύγρξνλε Σάζε ζην Φσηηζκό Δμσηεξηθώλ Υώξσλ: Σερλνινγία Cosmopolis Λακπηήξεο Cosmowhite 60 ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ 63 ΑΝΑΦΟΡΔ - ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ 64 Δημήτρης Σωτηρόποσλος 5

6 SUMMARY This thesis is a study which extends to four chapters. The first chapter provides general information related to lighting. After a brief introduction, are presented the characteristic values of lighting (luminous flux efficiency of light source, light intensity, illumination intensity, illumination surface intensity, brightness). The chapter concludes with the presentation of the characteristic values related on lamps (luminous flux, nominal operating voltage, nominal operating power, energy efficiency, size, brightness, color rendering index, color temperature, life time, operating temperature). The second chapter presents the most important technologies for home and street lighting. Initially, is realized a detailed presentation of conventional lighting technologies (incandescent lamps, fluorescent lamps, compact fluorescent lamps, mercury lamps, sodium lamps, metal halide lamps). Then is realized an in-depth presentation of LED technology. There is reference in materials and individual components that made LED lamps, in the operation principle of a LED lamp and in the way that a LED lamp produces light. There is also mention to all important parameters, the advantages and disadvantages that accompany LED lamps. The third chapter, which is the most important of this study is related to economic and technical comparison of LED technology against conventional technologies for home and street lighting. Initially, is presented a comparison of energy efficiency with emphasis on light output and performance of additional components. Then, there is a comparison of the lifetime and the lumen attenuation between the LED technology and conventional lighting technologies. The comparison of between LED technology and conventional lighting technologies is completed comparing the economy and the color quality. At the end of the chapter are presented the environmental benefits of using LED technology and the advantages offered by the use of LED lamps in applications of home and street lighting. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 6

7 In the fourth chapter are presented the current and future trends in home and street lighting. At first are presented the current trends in LED lighting market and assessments concerning the future. Then are presented several important aspects related to LED lighting. The chapter concludes with the presentation of Cosmopolis technology which is a modern trend in outdoor lighting. There are also presented in detail the elements and the characteristics of Cosmowhite lamps. The thesis concludes with the presentation of the findings. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 7

8 ΠΔΡΗΛΖΦΖ Η παξνχζα πηπρηαθή εξγαζία είλαη κία κειέηε ε νπνία εθηείλεηαη ζε ηέζζεξα ζπλνιηθά θεθάιαηα. ην πξψην θεθάιαην παξνπζηάδνληαη γεληθέο πιεξνθνξίεο νη νπνίεο ζρεηίδνληαη κε ην θσηηζκφ. Έπεηηα απφ κία ζχληνκε εηζαγσγή, παξνπζηάδνληαη ηα ραξαθηεξηζηηθά κεγέζε πνπ αθνξνχλ ην θσηηζκφ (θσηεηλή ξνή, απφδνζε θσηεηλήο πεγήο, θσηεηλή έληαζε, έληαζε θσηηζκνχ επηθάλεηαο, ιακπξφηεηα). Σν θεθάιαην νινθιεξψλεηαη κε ηελ παξνπζίαζε ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ κεγεζψλ πνπ αθνξνχλ ηνπο ιακπηήξεο (θσηεηλή ξνή, νλνκαζηηθή ηάζε ιεηηνπξγίαο, νλνκαζηηθή ηζρχο, ελεξγεηαθή απφδνζε, δηαζηάζεηο, θσηεηλφηεηα, δείθηεο ρξσκαηηθήο απφδνζεο, ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο, ρξφλνο δσήο, ζεξκνθξαζία ιεηηνπξγίαο). ην δεχηεξν θεθάιαην παξνπζηάδνληαη αλαιπηηθά νη ζεκαληηθφηεξεο ηερλνινγίεο νηθηαθνχ θαη νδηθνχ θσηηζκνχ. Αξρηθά πξαγκαηνπνηείηαη αλαιπηηθή παξνπζίαζε ησλ ζπκβαηηθψλ ηερλνινγηψλ θσηηζκνχ (ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο, ιακπηήξεο θζνξηζκνχ, ζπκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ, ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ, ιακπηήξεο λαηξίνπ, ιακπηήξεο κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ). ηε ζπλέρεηα πξαγκαηνπνηείηαη δηεμνδηθή παξνπζίαζε ηεο ηερλνινγίαο LED. Παξνπζηάδνληαη ηα πιηθά θαη ηα επηκέξνπο εμαξηήκαηα απφ ηα νπνία θαηαζθεπάδνληαη νη ιακπηήξεο LED, ε αξρή πνπ δηέπεη ηε ιεηηνπξγία ελφο ιακπηήξα LED θαη ν ηξφπνο πνπ ν ιακπηήξαο παξάγεη θσο, φιεο νη ζεκαληηθέο παξάκεηξνη, ηα πιενλεθηήκαηα θαη ηα κεηνλεθηήκαηα πνπ ζπλνδεχνπλ ηνπο ιακπηήξεο LED. Σν ηξίην θεθάιαην ην νπνίν είλαη θαη ην ζεκαληηθφηεξν ηεο παξνχζαο κειέηεο, αθνξά ηελ νηθνλνκνηερληθή ζχγθξηζε ηεο ηερλνινγίαο LED κε ηηο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο νηθηαθνχ θαη νδηθνχ θσηηζκνχ. Αξρηθά πξαγκαηνπνηείηαη ζχγθξηζε ηεο ελεξγεηαθήο απφδνζεο κε έκθαζε ζηε θσηεηλή απφδνζε θαη ζηελ απφδνζε ησλ ζπκπιεξσκαηηθψλ εμαξηεκάησλ. ηε ζπλέρεηα αθνινπζεί ζχγθξηζε φζνλ αθνξά ην ρξφλν δσήο θαη ηελ εμαζζέληζε ηεο θσηεηλήο ξνήο. Η ζχγθξηζε ηεο ηερλνινγίαο LED κε ηηο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ νινθιεξψλεηαη Δημήτρης Σωτηρόποσλος 8

9 ζπγθξίλνληαο ηελ νηθνλνκία θαη ηελ πνηφηεηα ρξψκαηνο. ην ηέινο ηνπ θεθαιαίνπ παξνπζηάδνληαη ηα πεξηβαιινληηθά νθέιε απφ ηε ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο LED θαη ηα πιενλεθηήκαηα πνπ πξνζθέξεη ε ρξήζε ησλ ιακπηήξσλ LED ζε εθαξκνγέο ηνπ νηθηαθνχ θαη ηνπ νδηθνχ θσηηζκνχ. ην ηέηαξην θεθάιαην παξνπζηάδνληαη νη ηξέρνπζεο θαη νη κειινληηθέο ηάζεηο φζνλ αθνξά ηνλ νηθηαθφ θαη ηνλ νδηθφ θσηηζκφ. Αξρηθά παξνπζηάδνληαη νη ηξέρνπζεο ηάζεηο ζηελ αγνξά ηνπ LED θσηηζκνχ θαζψο θαη εθηηκήζεηο πνπ αθνξνχλ ην κέιινλ. Έπεηηα παξνπζηάδνληαη δηάθνξα ζεκαληηθά ζηνηρεία πνπ αθνξνχλ ην LED θσηηζκφ. Σν θεθάιαην νινθιεξψλεηαη κε ηελ παξνπζίαζε ηεο ηερλνινγίαο Cosmopolis ε νπνία απνηειεί ηε ζχγρξνλε ηάζε φζνλ αθνξά ην θσηηζκφ εμσηεξηθψλ ρψξσλ. Δπίζεο παξνπζηάδνληαη δηεμνδηθά ηα ζηνηρεία θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ ιακπηήξσλ Cosmowhite. Η πηπρηαθή εξγαζία νινθιεξψλεηαη κε ηελ παξάζεζε ησλ εμαγφκελσλ ζπκπεξαζκάησλ. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 9

10 ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΥΖΜΑΣΧΝ ρήκα 1 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ελόο ιακπηήξα ππξαθηώζεσο. [7] ρήκα 2 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ελόο ιακπηήξα θζνξηζκνύ. [1] ρήκα 3 Οη δηάθνξνη ηύπνη ζπκπαγώλ ιακπηήξσλ θζνξηζκνύ. [8] ρήκα 4 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ελόο ιακπηήξα πδξαξγύξνπ. [1] ρήκα 5 Λακπηήξαο λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο. [1] ρήκα 6 Λακπηήξεο λαηξίνπ πςειήο πίεζεο ζε ειιεηπηηθό θαη ζσιελνεηδέο ζρήκα. [8] ρήκα 7 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ελόο ιακπηήξα κεηαιιηθώλ αινγνληδίσλ. [1] ρήκα 8 Λακπηήξεο κεηαιιηθώλ αινγνληδίσλ. [8] ρήκα 9 Γίνδνη εθπνκπήο θσηόο (Light Emitting Diodes LEDs) [1] ρήκα 10 Σα επηκέξνπο εμαξηήκαηα ελόο ιακπηήξα LED, 1: πιήξσζε (6 LEDs), 2: ιακπηήξαο ή θάιπκκα (πεξηιακβάλεη απαγσγέα ζεξκόηεηαο), 3: κπάιαζη, 4: βάζε [7] ρήκα 11 ρεκαηηζκόο επαθήο p-n ζε κία δίνδν LED [11] ρήκα 12 ρεκαηηζκόο πεξηνρήο απνγύκλσζεο ζε κία επαθή p-n [11] ρήκα 13 Δθαξκνγή θαηάιιειεο ηάζεο ζε κία επαθή p-n θαη παξαγσγή θσηνλίσλ (θσηόο) [13] ρήκα 14 Οη θπξηόηεξεο παξάκεηξνη θαη αιιειεπηδξάζεηο πνπ ραξαθηεξίδνπλ ηε ιεηηνπξγία ελόο LED. Ζιεθηξηθέο, ζεξκηθέο, νπηηθέο, ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο [8] ρήκα 15 Ζ εμάξηεζε ηνπ ρξόλνπ δσήο ελόο LED από ηε ζεξκνθξαζία ηνπ πεξηβάιινληνο [3] ρήκα 16 Ζ εμεξρόκελε θσηεηλή ξνή από έλα ιακπηήξα ζε ζπλάξηεζε κε ηηο ώξεο πνπ ιεηηνπξγεί ν ιακπηήξαο [14] Δημήτρης Σωτηρόποσλος 10

11 ρήκα 17 Λακπηήξαο LED νηθηαθνύ θσηηζκνύ [22] ρήκα 18 Λακπηήξαο LED νηθηαθνύ θσηηζκνύ [22] ρήκα 19 Λακπηήξαο LED νδηθνύ θσηηζκνύ [25] ρήκα 20 Λακπηήξαο LED νδηθνύ θσηηζκνύ [25] ρήκα 21 Ζ παγθόζκηα θαη επξσπατθή αγνξά θσηηζκνύ. Υξήζε ζπκβαηηθώλ ιακπηήξσλ αλά ηνλ θόζκν, ρξήζε ιακπηήξσλ LED αλά ηνλ θόζκν, ρξήζε ιακπηήξσλ αλά ηελ Δπξώπε, ρξήζε ιακπηήξσλ LED αλά ηελ Δπξώπε [26] ρήκα 22 Λακπηήξαο Cosmowhite [31] ρήκα 23 Δπηκέξνπο ραξαθηεξηζηηθά ιακπηήξα Cosmowhite [30] ρήκα 24 Ballast γηα ιακπηήξεο Cosmowhite [31] Δημήτρης Σωτηρόποσλος 11

12 ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΠΗΝΑΚΧΝ Πίλαθαο 1 πγθεληξσηηθόο πίλαθαο ηεο θσηεηλήο απόδνζεο ησλ δηάθνξσλ ηερλνινγηώλ θσηηζκνύ [1], [3] Πίλαθαο 2 Σερλνινγίεο θσηηζκνύ θαη απώιεηεο πνπ νθείινληαη ζηε ρξήζε ζπκπιεξσκαηηθώλ εμαξηεκάησλ [17], [19], [20] Πίλαθαο 3 Οη ηηκέο ηεο ζεξκνθξαζίαο ρξώκαηνο θαη ηνπ δείθηε ρξσκαηηθήο απόδνζεο γηα ηηο δηάθνξεο ηερλνινγίεο θσηηζκνύ [19], [23], [24] Πίλαθαο 4 πγθξηηηθόο πίλαθαο ηνπ θόζηνπο ησλ δηάθνξσλ ηερλνινγηώλ θσηηζκνύ ζε βάζνο πεληαεηίαο [1], [3], [17], [19], [20], [22] Δημήτρης Σωτηρόποσλος 12

13 1 Ο - ΚΔΦΑΛΑΗΟ «Γεληθά γηα ην Φσηηζκό» 1.1 Δηζαγσγή Σηο ηειεπηαίεο δεθαεηίεο παξαηεξείηαη αλά ηνλ πιαλήηε κία δηαξθήο αχμεζε ηφζν ηεο θαηαλάισζεο φζν θαη ηεο δήηεζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Οη αηηίεο ηεο απμεκέλεο ρξήζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη πνηθίιεο. Μία απφ ηηο ζεκαληηθφηεξεο αηηίεο είλαη θαη νη δηαξθψο απμαλφκελεο αλάγθεο γηα θσηηζκφ ηφζν νηθηψλ φζν θαη δεκφζησλ δξφκσλ. Υαξαθηεξηζηηθφ ζηνηρείν απνηειεί ην γεγνλφο φηη νη εθαξκνγέο πνπ ζρεηίδνληαη κε ην θσηηζκφ θαηαιακβάλνπλ ην 19% ηεο δήηεζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζε νιφθιεξν ηνλ θφζκν. Δπηπξφζζεηα νη εθαξκνγέο θσηηζκνχ αλαινγνχλ ζην 10% έσο 33% ηεο θαηαλαιηζθφκελεο ελέξγεηαο κίαο ρψξαο. Πην ζπγθεθξηκέλα ζηελ Διιάδα ν θσηηζκφο θηεξίσλ (γξαθεία, μελνδνρεία, καγαδηά, πνιπθαηαζηήκαηα, ζρνιεία, λνζνθνκεία, γπκλαζηήξηα) θαιχπηεη ην 40% πεξίπνπ ηνπ ζπλνιηθνχ ινγαξηαζκνχ ηεο ΓΔΗ γηα ηα θηήξηα απηά. Αληίζηνηρα ν θσηηζκφο βηνκεραληψλ θαη θαηνηθηψλ (εξγνζηάζηα, βηνκεραλίεο, εξγαζηήξηα, απνζήθεο, δηακεξίζκαηα, βίιεο εμνρηθά) θαιχπηεη ην 15% πεξίπνπ ηνπ ινγαξηαζκνχ ηεο ΓΔΗ γηα ηα θηήξηα απηά. Με βάζε ηα ζηνηρεία απηά γίλεηαη αληηιεπηφ φηη ε εμνηθνλφκεζε ηεο θαηαλαιηζθφκελεο απφ ην θσηηζκφ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απνηειεί κία κεγάιε πξφθιεζε ζηηο κέξεο καο. [5] Δπηπξφζζεηα ε απμεκέλε θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο έρεη ηφζν νηθνλνκηθέο επηπηψζεηο φζν θαη πεξηβαιινληηθέο. Σν νηθνλνκηθφ αληίθηππν ζρεηίδεηαη κε ηελ θαηαθφξπθε αχμεζε ησλ ηηκνινγίσλ ηεο ΓΔΗ ελψ ην πεξηβαιινληηθφ νθείιεηαη ζην γεγνλφο φηη ε ειεθηξηθή ελέξγεηα παξάγεηαη απφ κε αλαλεψζηκεο πεγέο (πρ πεηξέιαην) κε απνηέιεζκα θαη λα κεηψλνληαη ηα ελεξγεηαθά απνζέκαηα ηνπ πιαλήηε θαη λα απειεπζεξψλνληαη κεγάιεο πνζφηεηεο δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα, κνλνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα θαη δηνμεηδίνπ ηνπ ζείνπ νη νπνίεο ξππαίλνπλ ην πεξηβάιινλ. Έηζη ε έλλνηα ηεο εμνηθνλφκεζεο ελέξγεηαο εηζήιζε γηα ηα θαιά ζηελ θαζεκεξηλφηεηα ηνπ ζχγρξνλνπ άλζξσπνπ κε ζηφρν ηελ Δημήτρης Σωτηρόποσλος 13

14 εμάιεηςε θάζε πηζαλήο ζπαηάιεο θαη ηνλ πεξηνξηζκφ ηεο άζθνπεο ρξήζεο ηνπ ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. [6] 1.2 Σα Υαξαθηεξηζηηθά Μεγέζε ηνπ Φσηηζκνύ Μεξηθά απφ ηα πην ζεκαληηθά κεγέζε πνπ ραξαθηεξίδνπλ θαη απνηππψλνπλ ηελ πνηφηεηα ηνπ θσηηζκνχ είλαη: Ζ θσηεηλή ηζρύο (θσηεηλή ξνή). Πξφθεηηαη γηα ην κέγεζνο πνπ πξνζδηνξίδεη ηε ζπλνιηθή πνζφηεηα ηνπ θσηφο πνπ εθπέκπεηαη απφ κία θσηεηλή πεγή ζε έλα δεπηεξφιεπην. Η θσηεηλή ηζρχο κεηξηέηαη ζε Lumens θαη δε δηαδίδεηαη νκνηφκνξθα πξνο φιεο ηηο θαηεπζχλζεηο ζην ρψξν. Έηζη παξαηεξνχληαη ζεκεία ηνπ ρψξνπ κε ππθλφηεξε θαη άιια κε πην αξαηή θσηεηλή ηζρχ. Απόδνζε θσηεηλή πεγήο. Πξφθεηηαη γηα ην κέγεζνο πνπ πξνζδηνξίδεη ην πνζφ ηεο θσηεηλήο ηζρχνο αλά Watt θαηαλαιηζθφκελεο ειεθηξηθήο ηζρχνο. Η απφδνζε ηεο θσηεηλήο πεγήο κεηξηέηαη ζε Lumens αλά Watt. Όζν πεξηζζφηεξα Lumens απνδίδνληαη ζε έλα θαηαλαιηζθφκελν Watt ειεθηξηθήο ηζρχνο ηφζν κεγαιχηεξε ζα είλαη ε απφδνζε ηεο θσηεηλήο πεγήο θαη ηφζν κηθξφηεξε ε θαηαλάισζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Φσηεηλή έληαζε. Πξφθεηηαη γηα ην κέγεζνο πνπ πξνζδηνξίδεη ηελ πνζφηεηα ηεο θσηεηλήο ξνήο πνπ εθπέκπεη κία θσηεηλή πεγή ζηηο δηάθνξεο θαηεπζχλζεηο ηνπ ρψξνπ. Η αλάγθε εηζαγσγήο ηεο θσηεηλήο έληαζεο πξνέθπςε απφ ην γεγνλφο φηη κία πεγή θσηφο δε δηαζθνξπίδεη νκνηφκνξθα ην θσο πνπ παξάγεη ζηα δηάθνξα ζεκεία ηνπ ρψξνπ. Η θσηεηλή έληαζε δίλεηαη απφ ην πειίθν ηεο θσηεηλήο ξνήο πνπ παξάγεη κία πεγή θσηφο πξνο ην άλνηγκα ηεο ζηεξεάο γσλίαο κέζσ ηεο νπνίαο δηέξρεηαη ε παξαγφκελε θσηεηλή ξνή. Η θσηεηλή έληαζε κεηξηέηαη ζε Lumens αλά ζηεξεναθηίλην (srd). Έληαζε θσηηζκνύ επηθάλεηαο. Η έληαζε ηνπ θσηηζκνχ κίαο επηθάλεηαο νξίδεηαη σο ην πειίθν ηεο πξνζπίπηνπζαο θσηεηλήο ηζρχνο αλά κνλάδα επηθάλεηαο θαη κεηξηέηαη ζε Lumens αλά ηεηξαγσληθφ κέηξν Δημήτρης Σωτηρόποσλος 14

15 m 2. Σν φξγαλν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε κέηξεζε ηεο έληαζεο ηνπ θσηηζκνχ κίαο επηθάλεηαο νλνκάδεηαη θσηφκεηξν θαη πξνθχπηεη απφ ηε ζχλδεζε ελφο θσηνζηνηρείνπ κε έλα επαίζζεην βνιηφκεηξν. Λακπξόηεηα. Η ιακπξφηεηα νπζηαζηηθά πεξηγξάθεη ηελ πνζφηεηα ηνπ θσηφο πνπ αθηηλνβνιεί έλα αληηθείκελν πξνο ηελ θαηεχζπλζε ελφο παξαηεξεηή. Η ιακπξφηεηα νξίδεηαη σο ην πειίθν ηεο θσηεηλήο έληαζεο ηεο πεγήο πξνο ηελ θαηεχζπλζε ηνπ παξαηεξεηή δηα ην εκβαδφ ηεο επηθάλεηαο ηεο πεγήο πνπ είλαη νξαηφ απφ ηνλ παξαηεξεηή. Πξφθεηηαη γηα έλα πνιχ βαζηθφ θαη ραξαθηεξηζηηθφ κέγεζνο θαζφηη ην αλζξψπηλν κάηη έρεη ηε δπλαηφηεηα λα μερσξίδεη ηα δηάθνξα αληηθείκελα πνπ βξίζθνληαη ζην ρψξν, απφ ηε ιακπξφηεηα ηνπο. [1] 1.3 Σα Υαξαθηεξηζηηθά Μεγέζε ησλ Λακπηήξσλ Σξία απφ ηα πην ζεκαληηθά κεγέζε πνπ ραξαθηεξίδνπλ ηε ιεηηνπξγία ελφο ιακπηήξα είλαη: Ζ θσηεηλή ξνή. Πξφθεηηαη γηα ηε ζπλνιηθή θσηεηλή ξνή ηνπ ιακπηήξα. Η κνλάδα κέηξεζεο ηεο θσηεηλήο ξνήο είλαη ηα Lumens. Οη κεηξήζεηο πξαγκαηνπνηνχληαη ζε ζεξκνθξαζία γχξσ ζηνπο 25 ν C. Ολνκαζηηθή ηάζε ιεηηνπξγίαο. Δίλαη ε ηάζε ηεο ειεθηξηθήο γξακκήο, δειαδή ε ηάζε ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ ζην νπνίν πξφθεηηαη λα ζπλδεζεί ν ιακπηήξαο. Ολνκαζηηθή ηζρύο. Πξφθεηηαη γηα ηελ ειεθηξηθή ηζρχ πνπ θαηαλαιψλεη ν ιακπηήξαο θαη κεηξηέηαη ζε Watts. Δλεξγεηαθή απόδνζε ιακπηήξα. Πξφθεηηαη γηα ην κέγεζνο πνπ απνηππψλεη ηελ νηθνλνκηθή ιεηηνπξγία ηνπ ιακπηήξα. Η απφδνζε ηνπ ιακπηήξα δίλεηαη απφ ην ιφγν ηεο θσηεηλήο ξνήο ηνπ ιακπηήξα πξνο ηελ νλνκαζηηθή ηζρχ ηνπ ιακπηήξα ( ). Δημήτρης Σωτηρόποσλος 15

16 Μεγάιε ελεξγεηαθή απφδνζε ζεκαίλεη πςειή θσηεηλή ξνή θαη ηαπηφρξνλα κηθξή θαηαλάισζε ηζρχνο. [1] Μεξηθά αθφκα ζεκαληηθά κεγέζε πνπ ζρεηίδνληαη κε ηε ιεηηνπξγία ελφο ιακπηήξα είλαη: Γηαζηάζεηο ιακπηήξα. Γείρλνπλ ην αθξηβέο κέγεζνο ηνπ ιακπηήξα. Ζ έληαζε ηνπ θσηόο πνπ εθπέκπεη ν ιακπηήξαο (θσηεηλόηεηα). Οπζηαζηηθά αλαθέξεηαη ζηελ πνζφηεηα ηνπ θσηφο πνπ παξάγεη ν ιακπηήξαο. Υξόλνο πξνζέξκαλζεο. Απνηππψλεη ην ρξνληθφ δηάζηεκα πνπ απαηηείηαη ψζηε λα αλάςεη ν ιακπηήξαο θαη λα θηάζεη ζηε κέγηζηε θσηεηλή απφδνζε. Ο δείθηεο ρξσκαηηθήο απόδνζεο ηνπ ιακπηήξα. ρεηίδεηαη κε ηελ αθξίβεηα ησλ ρξσκάησλ θαη δξα σο δείθηεο ηεο πνηφηεηαο ηνπ ρξψκαηνο ηνπ θσηφο πνπ παξάγεη ν ιακπηήξαο. Ζ ζεξκνθξαζία ρξώκαηνο ηνπ ιακπηήξα. Η ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο ηνπ ιακπηήξα αλαθέξεηαη ζηε ζθίαζε ηνπ ιεπθνχ θσηφο θαη κεηξηέηαη ζε βαζκνχο Kelvin. Σα ιεγφκελα «ζεξκά» ρξψκαηα ηείλνπλ πξνο ην θφθθηλν θαη έρνπλ ρακειή ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο. Αληίζηνηρα ηα ιεγφκελα «ςπρξά» ρξψκαηα ηείλνπλ πξνο ην κπιε θαη έρνπλ πςειή ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο. Ο ρξόλνο δσήο ηνπ ιακπηήξα. Πξφθεηηαη γηα ην ζπλνιηθφ ρξνληθφ δηάζηεκα πνπ ιεηηνπξγεί ν ιακπηήξαο κε ηθαλνπνηεηηθή θσηεηλή απφδνζε. Βέβαηα φζν ιεηηνπξγεί ν ιακπηήξαο, αξρίδεη απφ έλα ζεκείν θαη κεηά λα κεηψλεηαη ε θσηεηλή ηνπ ξνή. Θεξκνθξαζία ιεηηνπξγίαο. Οη δηάθνξεο θαηεγνξίεο ιακπηήξσλ δελ έρνπλ ηελ απφδνζε ζε φιεο ηεο ζεξκνθξαζίεο. πλεπψο ε επηινγή ηνπ εθάζηνηε ιακπηήξα πξέπεη λα γίλεηαη ιακβάλνληαο ππφςε ην πεξηβάιινλ ζην νπνίν πξφθεηηαη λα ιεηηνπξγήζεη. Γηαθπκάλζεηο ηεο έληαζεο ηνπ θσηόο. Μεξηθνί ιακπηήξεο δελ επηδέρνληαη απμνκεηψζεηο ηεο έληαζεο ηνπ θσηφο πνπ εθπέκπνπλ θαζφηη δελ είλαη ζπκβαηνί κε ξννζηάηε (dimmer). Αληίζηνηρα ππάξρνπλ Δημήτρης Σωτηρόποσλος 16

17 ιακπηήξεο πνπ επηδέρνληαη απμνκεηψζεηο ηεο έληαζεο ηνπ θσηφο πνπ εθπέκπνπλ αθνχ είλαη ζπκβαηνί κε ξννζηάηε (dimmer). Ζ δηαβάζκηζε ηεο ηζρύνο πνπ θαηαλαιώλεη ν ιακπηήξαο. Μεξηθνί ιακπηήξεο είλαη εθηθηφ λα ππνζηνχλ δηαβάζκηζε ηεο ηζρχνο ηνπο. Άιινη πάιη ιακπηήξεο δελ είλαη ηδηαίηεξα δεθηηθνί ζηε δηαβάζκηζε ηεο ηζρχνο ηνπο θαζφηη κπνξεί λα επηδξάζεη αξλεηηθά ζηελ πνηφηεηα ηνπ θσηφο πνπ παξάγνπλ θαη ζην ρξφλν δσήο ηνπο. Ο ηξόπνο κε ηνλ νπνίν είλαη ηνπνζεηεκέλνο ν ιακπηήξαο (πρ θάζεηα ή νξηδόληηα). Αξθεηνί ιακπηήξεο απαηηνχλ ηνπνζέηεζε ζε ζπγθεθξηκέλε ζέζε πξνθεηκέλνπ λα πηάλνπλ ην κέγηζην ηεο απφδνζεο ηνπο. Άιινη πάιη απνδίδνπλ ηα κέγηζηα ζε φπνηα ζέζε θη αλ ηνπνζεηεζνχλ. Πάλησο ζε αξθεηέο πεξηπηψζεηο, ε ζέζε επεξεάδεη κεξηθέο βαζηθέο ηδηφηεηεο ηνπ ιακπηήξα (πρ θσηεηλή ξνή). [1], [2], [3], [4] Δημήτρης Σωτηρόποσλος 17

18 2 Ο - ΚΔΦΑΛΑΗΟ «Σερλνινγίεο Οηθηαθνύ θαη Οδηθνύ Φσηηζκνύ» 2.1 Δηζαγσγή Σηο ηειεπηαίεο δεθαεηίεο παξαηεξείηαη ζεκαληηθή αχμεζε ηεο δήηεζεο γηα ηερλεηφ θσηηζκφ αλά ηνλ θφζκν. Ο ηερλεηφο θσηηζκφο ρξεζηκνπνηεί σο ελεξγεηαθή πεγή είηε ηα θαχζηκα είηε ην ειεθηξηθφ ξεχκα. Μάιηζηα ν ειεθηξνθσηηζκφο θαηαιακβάλεη έλα πνιχ ζεκαληηθφ πνζνζηφ ηεο αλά ηνλ θφζκν ζπλνιηθήο θαηαλαιηζθφκελεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Έηζη ε βειηίσζε ηεο ελεξγεηαθήο απφδνζεο ηνπ θσηηζκνχ απνηειεί δεηνχκελν γηα θάζε αλαπηπζζφκελε ρψξα. Κάζε ηερλνινγηθή αιιαγή ή θαηλνηνκία πνπ ζρεηίδεηαη κε ην θσηηζκφ επεξεάδεη ηελ παγθφζκηα θαηαλάισζε ελέξγεηαο θαη θαηά ζπλέπεηα ην πεξηβάιινλ θαη ηε δσή ησλ αλζξψπσλ. Σα ηειεπηαία ρξφληα έρεη εηζαρζεί κία λέα ηερλνινγία θσηηζκνχ ε νπνία βαζίδεηαη ζε θσηνεθπέκπνπζεο δηφδνπο (Light Emitting Diodes LED) θαη ππφζρεηαη λα επηθέξεη ζεακαηηθά απνηειέζκαηα ζην ζηφρν ηεο εμνηθνλφκεζεο ελέξγεηαο ζε ζρέζε κε ηηο ππάξρνπζεο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ [8] 2.2 πκβαηηθέο Σερλνινγίεο Οηθηαθνύ θαη Οδηθνύ Φσηηζκνύ ηηο παξαγξάθνπο πνπ αθνινπζνχλ παξνπζηάδνληαη θαη αλαιχνληαη κε ιεπηνκέξεηα νη πην ζεκαληηθέο απφ ηηο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ Λακπηήξεο Ππξαθηώζεσο Δημήτρης Σωτηρόποσλος 18

19 Οη ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο παξάγνπλ θσο ζεξκαίλνληαο έλα λήκα βνιθξακίνπ ζε πςειή ζεξκνθξαζία κέρξη λα ππξαθησζεί. Η ζεξκνθξαζία ιεηηνπξγίαο ηνπ λήκαηνο βνιθξακίνπ ζε έλα ιακπηήξα ππξαθηψζεσο είλαη γχξσ ζηα 2700 Κ. Σν ζεξκφ λήκα βνιθξακίνπ πξνζηαηεχεηαη απφ ηνλ αέξα κε κία γπάιηλε ιάκπα ε νπνία πεξηέρεη αδξαλέο αέξην (πρ αξγφ, λέν, άδσην θιπ). Οη ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο ηξνθνδνηνχληαη κε ειεθηξηθφ ξεχκα είηε κέζσ ηεξκαηηθψλ είηε κε εηδηθά ζχξκαηα πνπ είλαη ελζσκαησκέλα ζην γπαιί. Οη ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο θαηαζθεπάδνληαη ζε δηάθνξα κεγέζε θαη ζε δηάθνξεο ηηκέο ηάζεο. Δπηπξφζζεηα δελ απαηηνχλ θάπνην πξφζζεην εμνπιηζκφ πξνθεηκέλνπ λα ιεηηνπξγήζνπλ ζσζηά, έρνπλ ρακειφ θφζηνο θαηαζθεπήο θαη ιεηηνπξγνχλ ην ίδην θαιά ηφζν φηαλ ηξνθνδνηνχληαη κε ζπλερέο φζν θαη φηαλ ηξνθνδνηνχληαη κε ελαιιαζζφκελν ξεχκα. Η ηππηθή θσηεηλή απφδνζε ησλ δηάθνξσλ ηχπσλ ιακπηήξσλ ππξαθηψζεσο θπκαίλεηαη απφ 5 έσο 15 lumens/watt. Δπίζεο είλαη άμην αλαθνξά φηη ηφζν ε εθπνκπή θσηφο (lumens) φζν θαη ε θσηεηλή απφδνζε (lumens/watt) κεγαιψλνπλ φζν κεγαιψλεη ε ηζρχο θαη ε δηάκεηξνο ηνπ ιακπηήξα [7], [8], [9] Οη ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο ρξεζηκνπνηνχληαη επξχηαηα ηφζν γηα νηθηαθφ φζν θαη γηα εκπνξηθφ θσηηζκφ. Δπίζεο είλαη ηδαληθνί γηα θνξεηέο ζπζθεπέο θσηηζκνχ (πρ πξνβνιείο απηνθηλήηνπ, θαθνχο, επηηξαπέδηεο ιάκπεο, δηαθνζκεηηθέο θαη δηαθεκηζηηθέο πηλαθίδεο θιπ). Σα επηκέξνπο εμαξηήκαηα ελφο ιακπηήξα ππξαθηψζεσο παξνπζηάδνληαη ζην ζρήκα πνπ αθνινπζεί. ην ζρήκα1 πνπ αθνινπζεί ζηελ επφκελε ζειίδα παξνπζηάδνληαη ηα επηκέξνπο ηκήκαηα ελφο ιακπηήξα ππξαθηψζεσο: 1. Γπάιηλν πεξίβιεκα (ιάκπα). 2. Αδξαλέο αέξην ρακειήο πίεζεο. 3. Νήκα βνιθξακίνπ. 4. Αγψγηκν ζχξκα (εμέξρεηαη απφ ην ζηέιερνο). 5. Αγψγηκν ζχξκα (εηζέξρεηαη ζην ζηέιερνο). 6. χξκαηα ζηήξημεο. 7. ηέιερνο (γπάιηλε βάζε). 8. Αγψγηκν ζχξκα (εμέξρεηαη απφ ην ζηέιερνο). 9. Πεξίβιεκα. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 19

20 10. Μνλσηηθφ πιηθφ. 11. Ηιεθηξηθή επαθή. [7] ρήκα 1 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ελφο ιακπηήξα ππξαθηψζεσο. [7] Πιενλεθηήκαηα ιακπηήξσλ ππξαθηψζεσο: Υακειφο θφζηνο αγνξάο. Δίλαη επθνιφρξεζηνη, έρνπλ κηθξφ κέγεζνο θαη δελ απαηηνχλ βνεζεηηθφ εμνπιηζκφ. Πξνζθέξνπλ απιή δπλαηφηεηα ξχζκηζεο αιιάδνληαο ηελ ηάζε. Παξνπζηάδνπλ πνιχ θαιέο ηδηφηεηεο ρξσκαηηθήο απφδνζεο. Λεηηνπξγνχλ άκεζα κε ηξνθνδνηηθά ζηαζεξήο ηάζεο. Γελ απνηεινχληαη απφ ηνμηθά εμαξηήκαηα. Μεηνλεθηήκαηα ιακπηήξσλ ππξαθηψζεσο: Έρνπλ κηθξή δηάξθεηα δσήο, ηεο ηάμεσο ησλ 1000 σξψλ. Παξνπζηάδνπλ ρακειή θσηεηλή απφδνζε. Παξάγνπλ αξθεηή ζεξκφηεηα. Ο ρξφλνο δσήο ηνπ ιακπηήξα θαη κεξηθά αθφκα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ εμαξηψληαη άκεζα απφ ηελ ηάζε ηξνθνδνζίαο. Τςειφ θφζηνο ιεηηνπξγίαο. [8] Δημήτρης Σωτηρόποσλος 20

21 2.2.2 Λακπηήξεο Φζνξηζκνύ Οη ιακπηήξεο θζνξηζκνχ είλαη ιακπηήξεο εθθέλσζεο ρακειήο πίεζεο θαη παξάγνπλ θσο έπεηηα απφ πξφζπησζε ππεξηψδνπο αθηηλνβνιίαο ζε επηθάλεηεο επηθαιππηφκελεο απφ θψζθνξν. Οη ιακπηήξεο θζνξηζκνχ έρνπλ ζπλήζσο ζσιελνεηδέο ζρήκα θαη πεξηέρνπλ αηκνχο πδξαξγχξνπ ζε ρακειή πίεζε ζε ζπλδπαζκφ κε κηθξνπνζφηεηα αδξαλνχο επγελνχο αεξίνπ (πρ Νέν, Αξγφ θιπ). ηα δχν άθξα ηνπ ζσιήλα ππάξρεη απφ έλα ειεθηξφδην πνπ κνηάδεη κε λήκα. Σα δχν απηά ειεθηξφδηα εμαζθαιίδνπλ κεγάιν ρξφλν δσήο ζην ιακπηήξα θαη νκνηφκνξθε ζεξκηνληθή εθπνκπή ειεθηξνλίσλ. ην εζσηεξηθφ ηνίρσκα ηνπ ζσιελνεηδνχο ππάξρεη εηδηθή θζνξίδνπζα «πνχδξα» απφ ππξηηηθά άιαηα κε πξφζκημε καγγαλίνπ θαη άιαηα απφ βφξην ε βνιθξάκην. Αλ εθαξκνζηεί θαηάιιειε ηάζε δεκηνπξγείηαη ηφμν κεηαμχ ησλ ειεθηξνδίσλ θαη ν αηκφο πδξαξγχξνπ πθίζηαηαη ηνληζκφ θαη ιεηηνπξγεί σο αγψγηκν κέζν. Με ηνλ ηξφπν απηφ παξάγεηαη αθηηλνβνιία ε νπνία δηεγείξεη ην θψζθνξν ν νπνίνο κε ηε ζεηξά ηνπ παξάγεη θσο. [1] Οη ιακπηήξεο θζνξηζκνχ έρνπλ ζπλήζσο κήθνο απφ 100 mm έσο 2440 mm θαη δηάκεηξν απφ 12 mm έσο 54 mm. Η ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο ελφο ιακπηήξα θζνξηζκνχ θπκαίλεηαη απφ 2700 Κ έσο Κ. Σν κεγαιχηεξν κέξνο ηεο εθπεκπφκελεο αθηηλνβνιίαο (95%) είλαη ππεξηψδεο (Ultraviolet UV). Η θσηεηλή απφδνζε είλαη ηεο ηάμεσο ησλ 100 Lumens/Watt θαη παξνπζηάδεη επαηζζεζία ζηηο κεηαβνιέο ηεο πεξηβαιινληηθήο ζεξκνθξαζίαο. Υαξαθηεξηζηηθφ παξάδεηγκα απνηειεί ην γεγνλφο φηη κεηψλεηαη ε απφδνζε θαηά 1% φηαλ ε ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο απμάλεηαη θαηά 1 o C πάλσ απφ ηε ζεξκνθξαζία δσκαηίνπ (25 o C). Δημήτρης Σωτηρόποσλος 21

22 ρήκα 2 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ελφο ιακπηήξα θζνξηζκνχ. [1] Οη ιακπηήξεο θζνξηζκνχ παξνπζηάδνπλ αξλεηηθή ραξαθηεξηζηηθή ηάζεοξεχκαηνο γη απηφ θαη ρξεηάδνληαη κία ζπζθεπή πεξηνξηζκνχ ηνπ ξεχκαηνο ηνπ ιακπηήξα. Αλ δε ρξεζηκνπνηεζεί ε ζπζθεπή πεξηνξηζκνχ ην ξεχκα απμάλεηαη ζπλερψο κε απνηέιεζκα ηελ θαηαζηξνθή ηνπ ιακπηήξα. Η ζπζθεπή πεξηνξηζκνχ ηνπ ξεχκαηνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο είλαη ην ballast θαη εμαζθαιίδεη ηελ απαξαίηεηε ηάζε γηα ηε δεκηνπξγία ηνπ ειεθηξηθνχ ηφμνπ. Η ηάζε απηή κπνξεί λα είλαη απφ 1,5 έσο 4 θνξέο κεγαιχηεξε απφ ηελ θαλνληθή ηάζε ιεηηνπξγίαο ηνπ ιακπηήξα. Δπηπξφζζεηα αλ ην ballast δελ παξέρεη ηελ απαηηνχκελε ηάζε έλαπζεο, είλαη αξθεηά πηζαλφ λα επεξεαζηεί ε δηάξθεηα δσήο ηνπ ιακπηήξα θζνξηζκνχ. [1], [3], [8] Πιενλεθηήκαηα ιακπηήξσλ θζνξηζκνχ: Υακειφ θφζηνο. Παξνπζηάδνπλ κεγάιν ρξφλν δσήο ηεο ηάμεσο ησλ έσο σξψλ. Παξνπζηάδνπλ κεγάιε πνηθηιία ζεξκνθξαζηψλ ρξψκαηνο θαη δεηθηψλ ρξσκαηηθήο απφδνζεο. Παξνπζηάδνπλ θαιή θσηεηλή απφδνζε. Μεηνλεθηήκαηα ιακπηήξσλ θζνξηζκνχ: Η ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο επεξεάδεη ηελ ελεξγνπνίεζε θαη ηε θσηεηλή απφδνζε ηεο ιάκπαο. Υξεηάδνληαη βνεζεηηθή ζπζθεπή πεξηνξηζκνχ ηνπ ξεχκαηνο ψζηε λα απνθεπρζεί ε θαηαζηξνθή ηνπο. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 22

23 Όζεο πεξηζζφηεξεο ψξεο είλαη ζε ιεηηνπξγία ηφζν εμαζζελεί ε θσηεηλφηεηα ηνπο. Πεξηέρνπλ πδξάξγπξν. [8] πκπαγείο Λακπηήξεο Φζνξηζκνύ Οη ζπκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ απνηεινχλ ηε ζπκπαγή έθδνζε ελφο απινχ ιακπηήξα θζνξηζκνχ. Έρνπλ κηθξφηεξν κήθνο, παξφκνην ηξφπν ιεηηνπξγίαο θαη παξφκνηα ραξαθηεξηζηηθά κε ηνπο απινχο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ. Οη ιακπηήξεο θζνξηζκνχ ζεσξνχληαη σο βειηησκέλε έθδνζε ησλ απιψλ ιακπηήξσλ θζνξηζκνχ θαη απνηεινχληαη απφ έλα γπάιηλν ζσιήλα ν νπνίνο πεξηέρεη αέξην θαη δχν ειεθηξφδηα ηα νπνία θαηαιήγνπλ ζε έλα πψκα θαη δεκηνπξγνχλ ξνή ειεθηξνλίσλ ζην ιακπηήξα. Σν αέξην είλαη ζπλήζσο κείγκα ζε ρακειή πίεζε ην νπνίν απνηειείηαη απφ αξγφ, αηκνχο πδξαξγχξνπ θαη πγξφ πδξάξγπξν. Οη ιακπηήξεο ζπκπαγνχο πδξαξγχξνπ είλαη επηζηξσκέλνη ζην εζσηεξηθφ ηνπο κε ηξεηο δηαθνξεηηθέο νπζίεο θσζθφξνπ. Δπηπξφζζεηα ρξεζηκνπνηείηαη ballast πνπ ξπζκίδεη ηε ξνή ηνπ ξεχκαηνο θαη ηελ ηάζε. [3], [8] Οη ζπκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ δηαθξίλνληαη ζε ηξεηο επηκέξνπο θαηεγνξίεο: 1. πκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνύ κε θάιπθα ηεζζάξσλ αθίδσλ. Οη ιακπηήξεο απηνί ζπλδένληαη ζε εηδηθή ππνδνρή θαη ζπλδπάδνληαη κε εμσηεξηθφ ειεθηξνληθφ ballast. Δίλαη ζπκβαηνί κε ιεηηνπξγία δηαβάζκηζεο θσηηζκνχ. 2. πκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνύ κε θάιπθα δύν αθίδσλ. Οη ιακπηήξεο απηνί πεξηέρνπλ ελζσκαησκέλν εθθηλεηή (starter), ζπλδένληαη ζε εηδηθή ππνδνρή θαη ζπλδπάδνληαη κε εμσηεξηθφ ειεθηξνληθφ ballast. 3. πκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνύ κε βηδσηό ή κπαγηνλέη θάιπθα. Οη ιακπηήξεο απηνί ηνπνζεηνχληαη άκεζα ζε ππνδνρή ηάζεο 230 Volt θαη πεξηέρνπλ ελζσκαησκέλν ειεθηξνληθφ ballast. [1] Πιενλεθηήκαηα ζπκπαγψλ ιακπηήξσλ θζνξηζκνχ: Δημήτρης Σωτηρόποσλος 23

24 Καιή θσηεηλή απφδνζε (απφ 40 έσο 80 Lumens/Watt). Υξφλνο δσήο απφ 6000 έσο ψξεο. Υακειή θαηαλάισζε ελέξγεηαο. Υακειέο απαηηήζεηο ζπληήξεζεο. Αλαπηχζζνπλ ρακειέο ζεξκνθξαζίεο. Μεηνλεθηήκαηα ζπκπαγψλ ιακπηήξσλ θζνξηζκνχ: Δίλαη αθξηβνί ιακπηήξεο. Έρνπλ κεγάιν φγθν θαη κεγάιν βάξνο. Γελ είλαη εθηθηή ε ξχζκηζε ηεο ξνήο ηνπ θσηηζκνχ κε εμαίξεζε ιίγα εηδηθά κνληέια. Με ηελ αχμεζε ησλ σξψλ ιεηηνπξγίαο εμαζζελεί ε θσηεηλφηεηα ηνπο. Οη πνηφηεηα ηνπ θσηφο πνπ παξάγνπλ επεξεάδεηαη ζεκαληηθά απφ ηηο πεξηβαιινληηθέο ζπλζήθεο ζηηο νπνίεο ιεηηνπξγνχλ. Πεξηέρνπλ πδξάξγπξν. Η θπκαηνκνξθή ξεχκαηνο παξακνξθψλεηαη φηαλ ρξεζηκνπνηείηαη εζσηεξηθφ ειεθηξνληθφ ballast. [1], [8] ρήκα 3 Οη δηάθνξνη ηχπνη ζπκπαγψλ ιακπηήξσλ θζνξηζκνχ. [8] Δημήτρης Σωτηρόποσλος 24

25 2.2.4 Λακπηήξεο Τδξαξγύξνπ ηνπο ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ δεκηνπξγείηαη θσο θαηά ηε δηέιεπζε ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο κέζα απφ αηκνχο πδξαξγχξνπ. Η παξνπζία ηνπ πδξαξγχξνπ ζην εζσηεξηθφ ηνπ ιακπηήξα ιεηηνπξγεί ξπζκηζηηθά φζνλ αθνξά ηελ πίεζε ζηελ νπνία ιεηηνπξγεί ν ιακπηήξαο θαη θπκαίλεηαη απφ 200 kpa έσο 400 kpa. Δπίζεο πεξηέρνπλ αξγφ ζε ηνληζκέλε κνξθή πξνθεηκέλνπ λα δηεπθνιχλεηαη ε έλαπζε. Ο ηνληζκφο ηνπ αξγνχ πξνθαιεί ειεθηξηθφ ηφμν. ηε ζπλέρεηα παξάγεηαη ζεξκφηεηα ε νπνία είλαη αξθεηή ψζηε λα εμαηκηζηεί φινο ν πδξάξγπξνο. [1] Οη ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ έρνπλ ρξφλν δσήο ηεο ηάμεσο ησλ σξψλ. Η θσηεηλή ηνπο απφδνζε θπκαίλεηαη απφ 40 έσο 60 Lumens/Watt. Οη ηηκέο ηνπ δείθηε ρξσκαηηθήο απφδνζεο θπκαίλνληαη απφ ην 40 έσο ην 50 ελψ ε ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο είλαη ηεο ηάμεσο ησλ 4000 Κ. Οη ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ ζπλνδεχνληαη απφ ballast γηα ηε ξχζκηζε ηεο ξνήο ηνπ ξεχκαηνο ην νπνίν πξνθαιεί απψιεηεο ζηελ ηζρχ ηνπ ιακπηήξα νη νπνίεο αγγίδνπλ ην 15%. Οη ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ πνπ θπθινθνξνχλ ζην εκπφξην είλαη δχν ηχπσλ. Έηζη κπνξεί λα είλαη ηχπνπ θψδσλνο ή ηχπνπ επηκήθνπο ζσιήλα. [1], [8] ρήκα 4 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ελφο ιακπηήξα πδξαξγχξνπ. [1] Δημήτρης Σωτηρόποσλος 25

26 Οη ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ απνηεινχληαη ζπλήζσο απφ δχν ζσιήλεο. Ο εζσηεξηθφο ζσιήλαο πεξηέρεη ην ειεθηξηθφ ηφμν. Ο εμσηεξηθφο ζσιήλαο πεξηέρεη αδξαλέο αέξην ην νπνίν πξνζηαηεχεη απφ πηζαλή δηάβξσζε θαη ηαπηφρξνλα παξέρεη πξνζηαζία θαη ζην ειεθηξηθφ ηφμν. Δπηπξφζζεηα ην αδξαλέο αέξην ιεηηνπξγεί σο θίιηξν γηα ηα κήθε θχκαηνο ηεο παξαγφκελεο απφ ην ειεθηξηθφ ηφμν αθηηλνβνιίαο. Σν κεγαιχηεξν κέξνο ηεο αθηηλνβνινχκελεο ελέξγεηαο θαηαηάζζεηαη ζηελ πεξηνρή ηνπ ππεξηψδνπο. Η ελέξγεηα απηή κεηαηξέπεηαη ζε θσο ζηηο επηθαιχςεηο θσζθφξνπ πνπ ππάξρνπλ ζηελ εζσηεξηθή φςε ηνπ εμσηεξηθνχ ζσιήλα. Σα ειεθηξφδηα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε έλα ιακπηήξα πδξαξγχξνπ θαηαζθεπάδνληαη απφ νμείδηα κεηάιισλ θαη πεξηέρνπλ πιηθφ εθπνκπήο ην νπνίν είλαη ελζσκαησκέλν ζε ζπεηξνεηδή ζχξκαηα απφ βνιθξάκην. Σα ειεθηξφδηα απηά ζεξκαίλνληαη ζε θαηάιιειε ζεξκνθξαζία απφ ην παξαγφκελν ειεθηξηθφ ηφμν θαη εθπέκπνπλ ειεθηξφληα. Όζν ιεηηνπξγεί ν ιακπηήξαο εμαηκίδεηαη ην πιηθφ εθπνκπήο θαη δηακνηξάδεηαη εληφο ηεο επηθάλεηαο ηνπ ζσιήλα ηνπ ηφμνπ. Με ηνλ ηξφπν απηφ δεκηνπξγείηαη έλα ιεπθφ θαηάινηπν ζην εζσηεξηθφ ηεο επηθάλεηαο ην νπνίν καπξίδεη φζν πεξλάεη ν θαηξφο. ηε ζπλέρεηα ηα ειεθηξφδηα θζείξνληαη θαη ν ιακπηήξαο παχεη λα ιεηηνπξγεί. [1] Λακπηήξεο Ναηξίνπ Οη ιακπηήξεο λαηξίνπ δηαθξίλνληαη ζε ρακειήο θαη πςειήο πίεζεο. Λακπηήξεο λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο ηνπο ιακπηήξεο λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο, ην ειεθηξηθφ ηφμν πεξηβάιιεηαη απφ αέξην λάηξην. Σν αέξην λάηξην πξέπεη λα βξίζθεηαη ζε πίεζε ηεο ηάμεσο ησλ 0.7 Pa (ζεξκνθξαζία 260 o C) πξνθεηκέλνπ λα κεγηζηνπνηείηαη ε απφδνζε ηεο κεηαηξνπήο ηεο ειεθηξηθήο ηζρχνο ζε θσηεηλή ηζρχ. Αλ ππάξμεη απφθιηζε απφ ηελ επηζπκεηή ηηκή πίεζεο ηφηε ε απφδνζε ειαηηψλεηαη. Γηα ππάξμεη αθξίβεηα ζηελ επίηεπμε ηεο επηζπκεηήο ηηκήο ηεο πίεζεο ν ζσιήλαο ηνπ ειεθηξηθνχ ηφμνπ πεξηβάιιεηαη απφ θελφ. Δπηπξφζζεηα είλαη άμην αλαθνξάο φηη νη ιακπηήξεο Δημήτρης Σωτηρόποσλος 26

27 λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο πεξηέρνπλ κίγκα λένπ (γηα ηελ έλαπζε) ζε ζπλδπαζκφ κε κηθξνπνζφηεηεο ειίνπ, μέλνπ ή αξγνχ. ρήκα 5 Λακπηήξαο λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο. [1] Οη ιακπηήξεο λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο δελ απνδίδνπλ άκεζα ηε κέγηζηε θσηεηλή ηνπο ηζρχ. Αληίζεηα ρξεηάδεηαη λα πεξάζνπλ απφ 7 έσο θαη 15 ιεπηά (πξνζέξκαλζε) κέρξη λα ηελ απνδψζνπλ. Δπίζεο παξνπζηάδνπλ αξλεηηθή ραξαθηεξηζηηθή ηάζεο θαη ξεχκαηνο θαη ρξεηάδνληαη ballast γηα ηνλ πεξηνξηζκφ ηεο έληαζεο ηνπ ξεχκαηνο θαη ηε δεκηνπξγία ηεο απαξαίηεηεο ηάζεο έλαπζεο ( Volts). Σν θσο πνπ παξάγνπλ είλαη πνξηνθαιί ή θίηξηλν κε απνηέιεζκα λα παξνπζηάδνπλ αξθεηά ρακειή ρξσκαηηθή απφδνζε. Πέξα απφ απηφ φκσο είλαη ηδηαίηεξα ελεξγεηαθά απνδνηηθέο θαη παξνπζηάδνπλ πςειφηαηε θσηεηλή απφδνζε ε νπνία είλαη ηεο ηάμεσο ησλ 180 Lumens/Watt. [1], [3] Λακπηήξεο λαηξίνπ πςειήο πίεζεο Οη ιακπηήξεο λαηξίνπ πςειήο πίεζεο πεξηέρνπλ αηκνχο λαηξίνπ κε πίεζε γχξσ ζηα 15 kpa. Σν θσο πνπ παξάγνπλ είλαη ρξπζνθίηξηλν, παξνπζηάδνπλ κηθξή ηηκή δείθηε ρξσκαηηθήο απφδνζεο (γχξσ ζην 20) θαη πςειή θσηεηλή απφδνζε ε νπνία θπκαίλεηαη απφ 80 έσο 100 Lumens/Watt. ε πεξίπησζε πνπ έλα ιακπηήξαο λαηξίνπ πςειήο πίεζεο ιεηηνπξγήζεη κε απμεκέλε πίεζε, ηφηε απμάλεηαη ν δείθηεο ηεο ρξσκαηηθήο ηνπ απφδνζεο (απφ 65 έσο 80) άιια κεηψλεηαη ηαπηφρξνλα ε θσηεηλή ηνπ απφδνζε. Η δηάξθεηα δσήο ελφο ιακπηήξα λαηξίνπ πςειήο πίεζεο θπκαίλεηαη απφ έσο θαη ψξεο. Η ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο πνπ παξνπζηάδεη θπκαίλεηαη απφ 2000 έσο θαη 2700 Κ. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 27

28 ρήκα 6 Λακπηήξεο λαηξίνπ πςειήο πίεζεο ζε ειιεηπηηθφ θαη ζσιελνεηδέο ζρήκα. [8] Πιενλεθηήκαηα ιακπηήξσλ λαηξίνπ πςειήο πίεζεο: Πνιχ θαιή θσηεηλή απφδνζε. Μεγάιε ρξνληθή δηάξθεηα δσήο. Τςειή θσηεηλή ξνή. Μεηνλεθηήκαηα ιακπηήξσλ λαηξίνπ πςειήο πίεζεο: Μηθξή ηηκή ζεξκνθξαζίαο ρξψκαηνο. Μηθξή ηηκή δείθηε ρξσκαηηθήο απφδνζεο. [8] Λακπηήξεο Μεηαιιηθώλ Αινγνληδίσλ Ο ηξφπνο θαηαζθεπήο ησλ ιακπηήξσλ κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ κνηάδεη αξθεηά κε ηνλ ηξφπν θαηαζθεπήο ησλ ιακπηήξσλ πδξαξγχξνπ. Απιά ζην ζσιήλα ηνπ ειεθηξηθνχ ηφμνπ ελφο ιακπηήξα κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ ζπλππάξρνπλ θαη κεηαιιηθά αινγνλίδηα καδί κε ηνλ πδξάξγπξν θαη ην αξγφ. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 28

29 ρήκα 7 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ελφο ιακπηήξα κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ. [1] Μφιηο έλαο ιακπηήξαο κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ θηάζεη ζηελ επηζπκεηή ζεξκνθξαζία ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ, ηφηε ηα κεηαιιηθά αινγνλίδηα πνπ βξίζθνληαη ζην εζσηεξηθφ ηνπ ζσιήλα ηνπ ειεθηξηθνχ ηφμνπ πθίζηαληαη κεξηθή εμάηκηζε. Μφιηο ε ζεξκνθξαζία ησλ αηκψλ ησλ κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ γίλεη αξθνχλησο πςειή, παξαηεξείηαη δηάζπαζε ζε αινγνλίδηα θαη κέηαιια ηα νπνία εθπέκπνπλ αθηηλνβνιία. Μφιηο φκσο ηα δηαζπαζκέλα αινγνλίδηα θαη κέηαιια θηάζνπλ ζηα ςπρξφηεξα ηνηρψκαηα ηνπ ζσιήλα, ελψλνληαη μαλά θαη ε δηαδηθαζία μεθηλά θαη πάιη απφ ηελ αξρή. [1] Βέβαηα είλαη άμην αλαθνξάο φηη ε απαηηνχκελε ηάζε έλαπζεο είλαη ζρεηηθά πςειή θαη απηφ νθείιεηαη ζηελ χπαξμε ησλ αινγνληδίσλ. Δπηπξφζζεηα ρξεζηκνπνηείηαη ballast ζε αξθεηνχο ηχπνπο ιακπηήξσλ κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ ηφζν γηα ηελ έλαπζε (παικνί πςειήο ηάζεο) φζν θαη γηα ηε ξχζκηζε ηεο ξνήο ηνπ ξεχκαηνο. Όζν κεγαιψλεη ε ζεξκνθξαζία ελφο ιακπηήξα κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ παξαηεξνχληαη κεηαβνιέο ηνπ ρξψκαηνο νη νπνίεο νθείινληαη ζην θαηλφκελν ηεο εμάηκηζεο ησλ αινγνληδίσλ. Η θσηεηλή απφδνζε ελφο ιακπηήξα κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ θπκαίλεηαη απφ 50 έσο 100 Lumens/Watt, ε ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο απφ 3000 έσο 6000 Κ, ν δείθηεο ρξσκαηηθήο απφδνζεο απφ 70 έσο 90 θαη ν ρξφλνο δσήο απφ 6000 έσο θαη ψξεο. Οη ιακπηήξεο κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ έρνπλ είηε ζρήκα ζσιήλα Δημήτρης Σωτηρόποσλος 29

30 είηε ζρήκα αριαδηνχ θαη θνζηίδνπλ ζρεηηθά αθξηβά γεγνλφο πνπ νθείιεηαη ζηνλ πνιχπινθν ηξφπν θαηαζθεπήο ηνπο. [1], [8] ρήκα 8 Λακπηήξεο κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ. [8] Πιενλεθηήκαηα ιακπηήξσλ κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ: Καιή θσηεηλή απφδνζε. Καιή ρξσκαηηθή απφδνζε. Πνηθηιία ζεξκνθξαζηψλ ρξψκαηνο. Μεηνλεθηήκαηα ιακπηήξσλ κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ: Δίλαη αθξηβνί. Η ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο ηνπο κεηαβάιιεηαη φζν απμάλνληαη νη ψξεο ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπο. [8] 2.3 Σερλνινγία LED Δημήτρης Σωτηρόποσλος 30

31 Η δίνδνο εθπνκπήο θσηφο (Light Emitting Diode LED) είλαη κία εκηαγψγηκε θσηεηλή πεγή. Σα LED ρξεζηκνπνηήζεθαλ αξρηθά σο θσηεηλνί δείθηεο ζε πιήζνο ζπζθεπψλ. ηε ζπλέρεηα ε ρξήζε ηνπο επεθηάζεθε θαη ζην θσηηζκφ. Σα LED εηζήρζεζαλ αξρηθά σο πξαθηηθά ειεθηξνληθά εμαξηήκαηα ηα νπνία εμέπεκπαλ θφθθηλν θσο κηθξήο έληαζεο. Οη κεηαγελέζηεξεο εθδφζεηο φκσο παξέρνπλ δπλαηφηεηα εθπνκπήο ζην νξαηφ, ζην ππεξηψδεο θαη ζην ππέξπζξν θαη ραξαθηεξίδνληαη απφ πςειή θσηεηλφηεηα. Η αξρή ιεηηνπξγίαο ησλ LED βαζίδεηαη ζηελ αξρή ιεηηνπξγίαο ηεο δηφδνπ εκηαγσγψλ. Όηαλ ε δίνδνο εκηαγσγψλ είλαη νξζά πνισκέλε (άγεη), ηα ειεθηξφληα ζην εζσηεξηθφ ηεο ζπζθεπήο επαλαζπλδένληαη κε νπέο θαη απειεπζεξψλνπλ ελέξγεηα κε ηε κνξθή θηλνχκελσλ θσηνλίσλ. Σν θαηλφκελν απηφ θαιείηαη ειεθηξνθσηαχγεηα (electroluminescence) θαη ην ρξψκα ηνπ θσηφο ην νπνίν αληηζηνηρεί ζηελ ελέξγεηα ησλ θσηνλίσλ πξνζδηνξίδεηαη απφ ην ελεξγεηαθφ ράζκα ηνπ εκηαγσγνχ. Σν ρξψκα πνπ εθπέκπεη κία δίνδνο LED εμαξηάηαη απφ ηα εκηαγσγηθά πιηθά πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ γηα ηελ θαηαζθεπή ηεο. Σα LED είλαη ζπλήζσο κηθξά ζε κέγεζνο θαη δηαζέηνπλ ελζσκαησκέλα πνιχ κηθξά νπηηθά εμαξηήκαηα ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε δηακφξθσζε ηεο εθπεκπφκελεο αθηηλνβνιίαο. Δπίζεο ηα εμαξηήκαηα απηά είλαη πηζαλφ λα ζπκβάιινπλ ζηε δεκηνπξγία αληαλάθιαζεο. Οη ιακπηήξεο LED παξνπζηάδνπλ πνιχ κεγάιε δηάξθεηα δσήο (απφ έσο ψξεο). Χο ρξφλνο δσήο νξίδεηαη ην ρξνληθφ δηάζηεκα πνπ απαηηείηαη ψζηε λα πέζεη ε θσηεηλή απφδνζε ηνπ ιακπηήξα ζην 50% ηεο αξρηθήο ηεο ηηκήο. Δπηπξφζζεηα παξνπζηάδνπλ ρακειφ θφζηνο ζπληήξεζεο θαη κεγάιε επαηζζεζία ζηηο πςειέο πεξηβαιινληηθέο ζεξκνθξαζίεο. Αθφκα είλαη άμην αλαθνξάο φηη κία θσηνεθπέκπνπζα δίνδνο ράλεη πνζνζηφ ηεο θσηεηλφηεηαο ηεο κεηά απφ πνιιέο ψξεο ιεηηνπξγίαο (πξαθηηθά απαηηνχληαη πάλσ απφ ψξεο ιεηηνπξγίαο). Σα ηειεπηαία ρξφληα ηα LED ρξεζηκνπνηνχληαη ζε φιν θαη πεξηζζφηεξεο εθαξκνγέο. Οη πην ραξαθηεξηζηηθέο απφ απηέο είλαη ζηνλ νηθηαθφ θσηηζκφ, ζηνπο θσηεηλνχο ζεκαηνδφηεο, ζηνλ νδνθσηηζκφ, ζε δηαθεκηζηηθέο πηλαθίδεο θαη επηγξαθέο, ζηελ απηνθηλεηνβηνκεραλία, ζηελ αεξνπνξηθή βηνκεραλία, ζε Δημήτρης Σωτηρόποσλος 31

32 ηειενξάζεηο, θηλεηά, νζφλεο, ειεθηξνληθνχο ππνινγηζηέο θαη ζε πιήζνο κηθξνζπζθεπψλ [1], [2], [7], [10]. ρήκα 9 Γίνδνη εθπνκπήο θσηφο (Light Emitting Diodes LEDs) [1] Τιηθά θαη Δμαξηήκαηα Σα LED θαηαζθεπάδνληαη απφ δηάθνξα πιηθά ηα νπνία ζρεκαηίδνπλ ηξηκεξή θαη ηεηξακεξή θξάκαηα. Σα πιηθά απηά είλαη σο επί ην πιείζηνλ εκηαγσγηθά πιηθά πςειήο θαζαξφηεηαο θαη πεξηέρνπλ κηθξά πνζνζηά πξνζκίμεσλ. Οη πην ζπλεζηζκέλνη ζπλδπαζκνί πεξηιακβάλνπλ ππξίηην, γεξκάλην, γάιιην, ίλδην, αξζεληθφ, αξγίιην, θψζθνξν θαη άδσην. Δπίζεο είλαη άμην αλαθνξάο φηη ηα LED δελ πεξηέρνπλ ηνμηθέο νπζίεο (πρ πδξάξγπξν). Μία ιάκπα LED απνηειείηαη απφ πνιιέο επηκέξνπο κηθξέο ιάκπεο νη νπνίεο ηνπνζεηνχληαη κέζα ζε έλα θάιπκκα θαη είλαη εθηθηφ λα θαηαζθεπαζηεί ζε κία πνιχ κεγάιε πνηθηιία ζρεκάησλ θαη κεγεζψλ. Σν ρξψκα ηνπ πιαζηηθνχ θαθνχ είλαη ζπλήζσο ίδην κε ην ρξψκα ηνπ εθπεκπφκελνπ θσηφο [1], [7], [8], [12]. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 32

33 ρήκα 10 Σα επηκέξνπο εμαξηήκαηα ελφο ιακπηήξα LED, 1: πιήξσζε (6 LEDs), 2: ιακπηήξαο ή θάιπκκα (πεξηιακβάλεη απαγσγέα ζεξκφηεηαο), 3: κπάιαζη, 4: βάζε [7]. Οη ιακπηήξεο LED είλαη ηδηαίηεξα απνδνηηθνί. ην γεγνλφο απηφ ζπκβάιιεη απνθαζηζηηθά ε χπαξμε ηνπ απαγσγέα ζεξκφηεηαο (heat sink) θαη ε χπαξμε ελφο εμαξηήκαηνο πνπ πεξηνξίδεη ηελ έληαζε ηνπ ξεχκαηνο (ballast). Σα ηειεπηαία ρξφληα νη ιακπηήξεο LED παξάγνληαη ζε κεγάιε πνηθηιία ζρεδίσλ θαη ρξεζηκνπνηνχλ φιν θαη πην ζχγρξνλεο ηερλνινγηθέο πηπρέο. Έηζη νη ζχγρξνλνη ιακπηήξεο LED ραξαθηεξίδνληαη απφ θαηαζθεπαζηηθή απιφηεηα, εχθνιε δπλαηφηεηα απνζπλαξκνιφγεζεο θαη δπλαηφηεηα αλάθηεζεο ησλ επηκέξνπο πιηθψλ θαη εμαξηεκάησλ πξνθεηκέλνπ είηε λα επαλαρξεζηκνπνηεζνχλ είηε λα αλαθπθισζνχλ [7] Αξρή Λεηηνπξγίαο θαη Παξαγσγή Φσηόο Σα LED είλαη p-n επαθέο εκηαγσγψλ πνπ εθπέκπνπλ θσο απζφξκεηα θαη άκεζα ππφ ηελ επηξξνή εμσηεξηθνχ ειεθηξηθνχ πεδίνπ (θαηλφκελν ειεθηξνθσηαχγεηαο - electroluminescence). Σα LED παξνπζηάδνπλ αλάινγε ιεηηνπξγία κε απηή κίαο δηφδνπ εκηαγσγνχ θαη επηηξέπνπλ ηε δηέιεπζε ξεχκαηνο κφλν πξνο κία θαηεχζπλζε. Η δνκή κίαο δηφδνπ εθπνκπήο θσηφο ζρεκαηίδεηαη θέξλνληαο ζε επαθή πιηθά εκηαγσγψλ ηχπνπ-p θαη ηχπνπ-n πξνθεηκέλνπ λα ζρεκαηηζηεί κία επαθή p-n. Σν πάρνο ηεο p-n επαθήο είλαη ηεο ηάμεσο ησλ 0.25 mm 2. Οη εκηαγσγνί ηχπνπ-p δεκηνπξγνχληαη εκπινπηίδνληαο έλα εκηαγψγηκν πιηθφ κε πξνζκίμεηο, κε ηξφπν πνπ λα νδεγεί ζε πιενλαζκφ ζεηηθψλ θνξηίσλ (νπέο). Δημήτρης Σωτηρόποσλος 33

34 Αληίζηνηρα νη εκηαγσγνί ηχπνπ-n δεκηνπξγνχληαη εκπινπηίδνληαο έλα εκηαγψγηκν πιηθφ κε πξνζκίμεηο, κε ηέηνην ηξφπν ψζηε λα δεκηνπξγείηαη πεξίζζεηα αξλεηηθψλ θνξηίσλ (ειεθηξφληα) [1], [8], [11]. ρήκα 11 ρεκαηηζκφο επαθήο p-n ζε κία δίνδν LED [11]. ρήκα 12 ρεκαηηζκφο πεξηνρήο απνγχκλσζεο ζε κία επαθή p-n [11]. Αθνχ έξζνπλ ζε επαθή νη εκηαγσγνί ηχπνπ-p θαη ηχπνπ-n, ζρεκαηίδνπλ κία πεξηνρή απνγχκλσζεο ε νπνία απνηειείηαη απφ αξλεηηθά ηφληα ζηελ πιεπξά-p θαη απφ ζεηηθά ηφληα ζηελ πιεπξά-n. Σα ζεηηθά θαη αξλεηηθά ηφληα απφ ηα νπνία ζρεκαηίζηεθε ε πεξηνρή απνγχκλσζεο παξακέλνπλ ζηε ζέζε ηνπο. Με ηνλ ηξφπν απηφ ζρεκαηίδεηαη έλα θξάγκα δπλακηθνχ ζηελ επαθή. Σν θξάγκα απηφ δξα σο εκπφδην γηα ηνπο θνξείο πνπ έρνπλ ηελ ηάζε λα πεξάζνπλ απφ ηε κία πιεπξά ηεο επαθήο ζηελ άιιε. Έηζη πξέπεη λα εθαξκνζηεί θαηάιιειε δηαθνξά δπλακηθνχ (ηάζε). Η εθαξκνδφκελε δηαθνξά δπλακηθνχ επηηξέπεη ζηα ειεθηξφληα ηα νπνία Δημήτρης Σωτηρόποσλος 34

35 είλαη ζαθψο πην επθίλεηνη θνξείο απφ ηηο νπέο, λα απνξξνθήζνπλ ηελ ελέξγεηα πνπ απαηηείηαη ψζηε λα θηλεζνχλ πξνο ηελ πεξηνρή κε ηε κηθξφηεξε ζπγθέληξσζε ζε ειεθηξφληα. Όηαλ κεηαθηλεζνχλ ηα ειεθηξφληα απφ ηε κία πεξηνρή ζηελ άιιε, επαλαζπλδένληαη κε νπέο, εθπέκπνληαο ηαπηφρξνλα έλα θσηφλην κέζσ ηεο επαθήο p-n (αθηηλνβνινχζεο επαλαζπλδέζεηο). Έηζη ε δίνδνο LED θσηνβνιεί [8], [11]. ρήκα 13 Δθαξκνγή θαηάιιειεο ηάζεο ζε κία επαθή p-n θαη παξαγσγή θσηνλίσλ (θσηφο) [13] Υαξαθηεξηζηηθέο Παξάκεηξνη Σα LED είλαη νπηηθνειεθηξνληθέο ζπζθεπέο γη απηφ θαη ε ιεηηνπξγία ηνπο ραξαθηεξίδεηαη απφ νπηηθέο, ειεθηξηθέο θαη ζεξκηθέο παξακέηξνπο. Οη ειεθηξηθέο παξάκεηξνη πνπ ραξαθηεξίδνπλ ηε ιεηηνπξγία ησλ LED είλαη ην ξεχκα νξζήο πφισζεο (I F ) θαη ε ηάζε νξζήο πφισζεο (V F ). Απφ ηηο ηηκέο ησλ δχν απηψλ παξακέηξσλ θαηαζθεπάδεηαη ε ραξαθηεξηζηηθή θακπχιε ηάζεο ξεχκαηνο (I-V). Οη παξάκεηξνη V θαη I δείρλνπλ φηη ηα LED είλαη ζπζθεπέο ειεγρφκελεο απφ ξεχκα. Έηζη θάζε θαηαζθεπαζηήο LED νθείιεη λα παξέρεη ηε I-V ραξαθηεξηζηηθή θακπχιε θαη ηηο κέγηζηεο νλνκαηηθέο ηηκέο ηεο ηάζεο νξζήο πφισζεο θαη ηνπ ξεχκαηνο νξζήο πφισζεο ηεο ζπζθεπήο. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 35

36 Οη νπηηθέο παξάκεηξνη πνπ ραξαθηεξίδνπλ ηε ιεηηνπξγία ησλ LED είλαη πνηθίιεο. Οη νπηηθέο παξάκεηξνη θαζνξίδνληαη απφ ηνλ ηχπνπ ηνπ LED (πρ ρξσκαηηζηφ ή ιεπθφ LED) θαη είλαη ε θαζκαηηθή θαηαλνκή ηζρχνο, ε ρσξηθή θαηαλνκή ηνπ θσηφο, ε γσλία ζέαζεο, ν δείθηεο ρξσκαηηθήο απφδνζεο, ε ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο, ην κήθνο θχκαηνο θνξπθήο (peak wavelength), ην θπξίαξρν κήθνο θχκαηνο (dominant wavelength), ε θσηεηλή ξνή, ε θσηεηλή απφδνζε θαη ε θσηεηλή έληαζε [8]. ρήκα 14 Οη θπξηφηεξεο παξάκεηξνη θαη αιιειεπηδξάζεηο πνπ ραξαθηεξίδνπλ ηε ιεηηνπξγία ελφο LED. Ηιεθηξηθέο, ζεξκηθέο, νπηηθέο, ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο [8]. Η ειεθηξηθή θαη ε νπηηθή απφδνζε ελφο LED ζπλδένληαη άκεζα κε ηα ζεξκηθά ηνπ ραξαθηεξηζηηθά αθνχ ηα LED παξνπζηάδνπλ ζεξκηθέο απψιεηεο νη νπνίεο νθείινληαη θπξίσο ζε αηέιεηεο ησλ εκηαγψγηκσλ πιηθψλ. Οη απψιεηεο απηέο πξέπεη λα εμαιεηθζνχλ πξνθεηκέλνπ λα δηαηεξήζεη ε επαθή p-n κία απνδεθηή ζεξκνθξαζία ιεηηνπξγίαο (θάησ απφ ηε κέγηζηε επηηξεπφκελε ηηκή) θαη λα απνθεπρζεί ε πξφσξε θαηαζηξνθή ηνπ ιακπηήξα. Η πην ζεκαληηθή παξάκεηξνο πνπ ραξαθηεξίδεη ηε ζεξκηθή απφδνζε ελφο LED είλαη ε ζεξκηθή αληίζηαζε κεηαμχ ηεο p-n επαθήο θαη ηνπ ζεκείνπ ζπγθφιιεζεο. Η δηαθχκαλζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηεο επαθήο p-n επεξεάδεη ηφζν ηηο νπηηθέο φζν θαη ηηο ειεθηξηθέο ηδηφηεηαο ηνπ LED [8]. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 36

37 Μεξηθέο αθφκα ζεκαληηθέο παξάκεηξνη πνπ επεξεάδνπλ ηε ιεηηνπξγία ησλ LED είλαη ν ζπληειεζηήο ζεξκνθξαζίαο ηεο ηάζεο νξζήο πφισζεο ( ) θαη ν ζπληειεζηήο ζεξκνθξαζίαο ηνπ θπξίαξρνπ κήθνπο θχκαηνο ( ). Οη ζπληειεζηέο απηνί δείρλνπλ ηελ ακνηβαία εμάξηεζε κεηαμχ νπηηθψλ, ειεθηξηθψλ θαη ζεξκηθψλ παξακέηξσλ. Απηέο νη παξάκεηξνη επζχλνληαη γηα ηηο νπηηθέο θαη ηηο θαζκαηηθέο αλνκνηνκνξθίεο κεηαμχ ησλ δηάθνξσλ ηχπσλ LED. Σέινο αμίδεη λα αλαθεξζεί φηη ε ιεηηνπξγία ζε πςειή ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο είλαη πηζαλφ λα πξνθαιέζεη ζεκαληηθή κείσζε ηνπ ρξφλνπ δσήο ησλ ιακπηήξσλ. Γηα ην ιφγν απηφ, νη ιακπηήξεο LED πξέπεη λα πξνζηαηεχνληαη θαηάιιεια [3], [8]. ρήκα 15 Η εμάξηεζε ηνπ ρξφλνπ δσήο ελφο LED απφ ηε ζεξκνθξαζία ηνπ πεξηβάιινληνο [3] Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα ησλ LEDs Σα πην ραξαθηεξηζηηθά απφ ηα πιενλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδνπλ νη ιακπηήξεο LED είλαη: Μηθξφ κέγεζνο. Υακειή θαηαλάισζε ελέξγεηαο. Μεγάιε δηάξθεηα δσήο. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 37

38 Τςειή αλζεθηηθφηεηα θαη αμηνπηζηία. Μεγάιε δηάξθεηα δσήο (κε θαηάιιειε ζεξκηθή δηαρείξηζε). Γελ πεξηέρεη πδξάξγπξν. Δμαηξεηηθή ιεηηνπξγία ζε ρακειέο ζεξκνθξαζίεο πεξηβάιινληνο. Τςειή θσηεηλή απφδνζε. Μεγάιε πνηθηιία ζρεδηαζηηθψλ δπλαηνηήησλ. Γπλαηφηεηα αιιαγήο ρξσκάησλ. Σα πην ραξαθηεξηζηηθά απφ ηα κεηνλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδνπλ νη ιακπηήξεο LED είλαη: Τςειφ θφζηνο. Υακειή ηηκή ηνπ δείθηε ρξσκαηηθήο απφδνζεο CRI. Πηζαλφηεηα αληαλάθιαζεο αθνχ πξνζθέξνπλ πςειή απφδνζε ελψ ην κέγεζνο ηνπ ιακπηήξα είλαη κηθξφ. Αλάγθε γηα ζεξκηθή δηαρείξηζε. Αλάγθε γηα αθξηβή δηαρείξηζε ηνπ ξεχκαηνο. Η απφδνζε επεξεάδεηαη ζε κεγάιν βαζκφ απφ ηε ζεξκνθξαζία ζηελ νπνία ιεηηνπξγνχλ [8]. 3 Ο - ΚΔΦΑΛΑΗΟ «ύγθξηζε Σερλνινγίαο LED κε ηηο πκβαηηθέο Σερλνινγίεο Οηθηαθνύ θαη Οδηθνύ Φσηηζκνύ» Δημήτρης Σωτηρόποσλος 38

39 3.1 Δηζαγσγή Σελ ηειεπηαία δεθαεηία έρνπλ πξαγκαηνπνηεζεί πνιιέο αιιαγέο ζηνλ ηνκέα ηνπ θσηηζκνχ. Οη αιιαγέο απηέο νθείινληαη σο επί ην πιείζηνλ ζηελ επηηαθηηθή αλάγθε γηα θαιχηεξε αμηνπνίεζε θαη απνδνηηθφηεξε ρξήζε ηεο δηαζέζηκεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Πέξα φκσο απφ ην δήηεκα ηεο ελέξγεηαο ππάξρνπλ θαη έληνλεο πηέζεηο γηα πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο (κείσζε ησλ εθπνκπψλ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα πνπ νθείινληαη ζηελ θαηαλαιηζθφκελε ελέξγεηα), εηδηθά ζηα κεγάια αζηηθά θέληξα φπνπ βξίζθεηαη ζπγθεληξσκέλν ην κεγαιχηεξν πνζνζηφ ηνπ πιεζπζκνχ. Οη πηέζεηο απηέο αζθνχληαη θπξίσο κέζσ εηδηθψλ λνκνζεηηθψλ πιαηζίσλ πνπ έρεη ζεζπίζεη ηα ηειεπηαία ρξφληα ε Δπξσπατθή Έλσζε. Έηζη είλαη επηηαθηηθή αλάγθε λα απνζπξζνχλ ζηαδηαθά νη ελεξγνβφξνη ιακπηήξεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηνλ νηθηαθφ θσηηζκφ θαη ζηνλ νδνθσηηζκφ θαη λα αληηθαηαζηαζνχλ κε άιινπο πνπ θαηαλαιψλνπλ ιηγφηεξε ελέξγεηα θαη είλαη πεξηζζφηεξν θηιηθνί πξνο ην πεξηβάιινλ. Με ιίγα ιφγηα, ηα επφκελα ρξφληα δε ζα επηηξέπεηαη ε πψιεζε θαη ε ρξήζε ιακπηήξσλ πνπ δελ πιεξνχλ ηηο πξνυπνζέζεηο πνπ έρεη ζέζεη ε Δπξσπατθή Έλσζε. Υαξαθηεξηζηηθφ παξάδεηγκα απνηειεί ην γεγνλφο φηη νη ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ ζα δηαηίζεληαη ζηελ αγνξά έσο θαη ην ηε ζπλέρεηα ζα πάςεη λα αλαγξάθεηαη ζε απηνχο ην ζήκα CE (πηζηνπνίεζε εγθεθξηκέλεο θπθινθνξίαο πξντφληνο απφ ηελ Δπξσπατθή Έλσζε). Πξνο ηελ θαηεχζπλζε απηή, έρνπλ εηζαρζεί ηελ ηειεπηαία δεθαεηία ιακπηήξεο πνπ βαζίδνληαη ζηελ ηερλνινγία LED νη νπνίνη αληηπξνζσπεχνπλ κία λέα αλεξρφκελε θαη πνιιά ππνζρφκελε ηερλνινγία θσηηζκνχ. ηηο παξαγξάθνπο πνπ αθνινπζνχλ πξαγκαηνπνηείηαη ιεπηνκεξήο θαη δηεμνδηθή ζχγθξηζε κεηαμχ ηεο ηερλνινγίαο LED θαη ησλ ππαξρνπζψλ ζπκβαηηθψλ ηερλνινγηψλ θσηηζκνχ, ηφζν ζε ηερλνινγηθφ φζν θαη ζε νηθνλνκηθφ επίπεδν [16]. 3.2 Δλεξγεηαθή Απόδνζε Η ελεξγεηαθή απφδνζε ησλ δηάθνξσλ ηερλνινγηψλ θσηηζκνχ εμαξηάηαη ηφζν απφ ηε θσηεηλή πεγή (ιακπηήξαο) φζν θαη απφ ηα εμαξηήκαηα πνπ ηε Δημήτρης Σωτηρόποσλος 39

40 ζπλνδεχνπλ ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ησλ απαξαίηεησλ εμαξηεκάησλ ειέγρνπ, ηξνθνδνηηθψλ θαη άιισλ ζπκπιεξσκαηηθψλ ή νπηηθψλ εμαξηεκάησλ. Έηζη ε ελεξγεηαθή απφδνζε ησλ δηάθνξσλ ηερλνινγηψλ θσηηζκνχ θαζνξίδεηαη απφ ηελ απνηειεζκαηηθφηεηα ηνπ ιακπηήξα θαη ησλ ζπκπιεξσκαηηθψλ εμαξηεκάησλ πνπ ηνλ ζπλνδεχνπλ (πρ ballast, θσηηζηηθέο νπηηθέο απψιεηεο, θσηηζηηθνί ζεξκηθνί παξάγνληεο θιπ) [17], [18] Φσηεηλή Απόδνζε ή Απνηειεζκαηηθόηεηα (Efficacy) Η θσηεηλή απφδνζε απνηειεί κέηξν ηεο απνηειεζκαηηθφηεηαο κίαο ηερλνινγίαο θσηηζκνχ λα κεηαηξέπεη ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα ζε νξαηφ θψο. πλήζσο κεηξηέηαη ζε Lumens/Watt ή ζε Lux/Watt. Σα ραξαθηεξηζηηθά πνπ αληηπξνζσπεχνπλ ηε θσηεηλή απφδνζε ή απνηειεζκαηηθφηεηα, παξνπζηάδνληαη ζηα θπιιάδηα ησλ πξνδηαγξαθψλ ησλ δηάθνξσλ ηερλνινγηψλ ιακπηήξσλ. Οη ιακπηήξεο κε ηελ πςειφηεξε θσηεηλή απφδνζε είλαη νη ιακπηήξεο λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο νη νπνίνη παξνπζηάδνπλ θσηεηλή απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 90 Lumens/Watt έσο θαη 170 Lumens/Watt. Αθνινπζνχλ νη ιακπηήξεο LED νη νπνίνη παξνπζηάδνπλ θσηεηλή απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 80 Lumens/Watt έσο 150 Lumens/Watt. Η πξψηε ηεηξάδα ζπκπιεξψλεηαη απφ ηνπο ιακπηήξεο λαηξίνπ πςειήο πίεζεο πνπ παξνπζηάδνπλ θσηεηλή απφδνζε απφ 80 Lumens/Watt έσο θαη 110 Lumens/Watt θαη απφ ηνπο ιακπηήξεο κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ νη νπνίνη παξνπζηάδνπλ θσηεηλή απφδνζε απφ 70 Lumens/Watt έσο θαη 90 Lumens/Watt. Οη ιακπηήξεο κε ηε ρακειφηεξε απφδνζε είλαη νη ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο νη νπνίνη απνδίδνπλ 10 Lumens/Watt κε 15 Lumens/Watt. Αθνινπζνχλ νη ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ κε θσηεηλή απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 30 Lumens/Watt έσο 60 Lumens/Watt θαη νη ιακπηήξεο θζνξηζκνχ κε θσηεηλή απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 50 Lumens/Watt έσο 60 Lumens/Watt. Η πξψηε ηεηξάδα ησλ ιακπηήξσλ κε ηε ρακειφηεξε θσηεηλή απφδνζε ζπκπιεξψλεηαη απφ ηνπο ζπκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ νη νπνίνη παξνπζηάδνπλ θσηεηλή απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 60 Lumens/Watt έσο θαη 70 Lumens/Watt [3], [15]. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 40

41 Σερλνινγία Λακπηήξα Φσηεηλή Απόδνζε (Lumens/Watt) Ππξαθηψζεσο Τδξαξγχξνπ Φζνξηζκνχ πκπαγείο Φζνξηζκνχ Μεηαιιηθψλ Αινγνληδίσλ Ναηξίνπ Τςειήο Πίεζεο Ναηξίνπ Υακειήο Πίεζεο LED Πίλαθαο 1 πγθεληξσηηθφο πίλαθαο ηεο θσηεηλήο απφδνζεο ησλ δηάθνξσλ ηερλνινγηψλ θσηηζκνχ [1], [3]. Όπσο θαίλεηαη απφ ηνλ παξαπάλσ πίλαθα, ηα LED είλαη ε δεχηεξε ζε θσηεηλή απφδνζε ηερλνινγία θσηηζκνχ. Σα LED παξάγνπλ ζεξκφηεηα φηαλ ιεηηνπξγνχλ γηα πνιιέο ψξεο, κε απνηέιεζκα λα κεηψλεηαη ζεκαληηθά ε θσηεηλή απφδνζε (απνηειεζκαηηθφηεηα) ηνπο. Γη απηφ θάζε LED δηαζέηεη απαγσγέα ζεξκφηεηαο (heat sink). Σν κεγάιν πξφβιεκα φκσο είλαη φηη δελ ππάξρνπλ εληαίνη ή πξφηππνη απαγσγείο ζεξκφηεηαο γηα θάζε ηχπν LED. ε πεξίπησζε πνπ ε ζεξκνθξαζία ηεο επαθήο T j απμεζεί θαη θηάζεη γηα παξάδεηγκα ηνπο 75 ν C, ηφηε ε θσηεηλή απφδνζε ησλ LED ζα κεησζεί θαηά 10% κε 15%. Έηζη γηα ηελ ηξνθνδνζία ησλ LED πξέπεη λα ρξεζηκνπνηνχληαη παικνί ξεχκαηνο κηθξήο δηάξθεηαο ψζηε λα απνθεχγεηαη ε πςειή ζέξκαλζε ηεο ζπζθεπήο θαη λα κεγηζηνπνηείηαη ε έληαζε ηνπ εθπεκπφκελνπ θσηφο, δειαδή ε θσηεηλή απφδνζε - απνηειεζκαηηθφηεηα (efficacy) ηεο ζπζθεπήο [15] Απόδνζε πκπιεξσκαηηθώλ Δμαξηεκάησλ Οη πεξηζζφηεξνη απφ ηνπο παξαδνζηαθνχο ιακπηήξεο θσηηζκνχ δελ είλαη εθηθηφ λα ιεηηνπξγήζνπλ ρσξίο ηελ χπαξμε ballast (κπάιαζη), ην νπνίν παξέρεη ηελ θαηάιιειε ηάζε έλαπζεο θαη πεξηνξίδεη ηελ έληαζε ηνπ ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο Δημήτρης Σωτηρόποσλος 41

42 ζην ιακπηήξα. Αληίζηνηρα ηα LED απαηηνχλ έλα θαηάιιειν ηξνθνδνηηθφ ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ην νπνίν ζπλήζσο θαιείηαη driver (νδεγφο). Σν ηξνθνδνηηθφ απηφ κεηαηξέπεη ηελ ελαιιαζζφκελε (AC) ηζρχ ηνπ δηθηχνπ ζε θαηάιιειε ζπλερή (DC) ηάζε θαη ζε ξεχκα θαηάιιειεο έληαζεο θαη ελδέρεηαη λα πεξηιακβάλεη θαη ζπκπιεξσκαηηθέο ειεθηξνληθέο δηαηάμεηο γηα ηνλ έιεγρν ηεο εμαζζέληζεο ηεο θσηεηλήο ξνήο (dimming control) θαη ηνλ έιεγρν ηεο αληηζηνηρίαο ηνπ ρξψκαηνο (color correlation control). Λακπηήξεο ππξαθηώζεσο. Οη ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο δελ ρξεζηκνπνηνχλ ballast. πλεπψο ε ιεηηνπξγία ηνπο δελ ππφθεηηαη ζε πξφζζεηεο απψιεηεο. Λακπηήξεο Τδξαξγύξνπ. Σα δηαζέζηκα ballast γηα ιακπηήξεο πδξαξγχξνπ παξνπζηάδνπλ απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 68% έσο θαη 93%. Απηφ ζεκαίλεη φηη ε θσηεηλή απφδνζε (Lumens/Watt) ελφο ιακπηήξα πδξαξγχξνπ ζα παξνπζηάδεη απψιεηεο πνπ θπκαίλνληαη απφ 7% έσο θαη 32%. Λακπηήξεο θζνξηζκνύ. Σα δηαζέζηκα ballast γηα ιακπηήξεο θζνξηζκνχ παξνπζηάδνπλ απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 60% έσο θαη 75%. Απηφ ζεκαίλεη φηη ε θσηεηλή απφδνζε (Lumens/Watt) ελφο ιακπηήξα θζνξηζκνχ ζα παξνπζηάδεη απψιεηεο πνπ θπκαίλνληαη απφ 25% έσο θαη 40%. πκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνύ. Σα δηαζέζηκα ballast γηα ζπκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ παξνπζηάδνπλ απφδνζε ε νπνία θπκαίλεηαη απφ 65% έσο θαη 80%. Απηφ ζεκαίλεη φηη ε θσηεηλή απφδνζε (Lumens/Watt) ελφο ζπκπαγνχο ιακπηήξα θζνξηζκνχ ζα παξνπζηάδεη απψιεηεο νη νπνίεο θπκαίλνληαη απφ 20% έσο θαη 35%. Λακπηήξεο κεηαιιηθώλ αινγνληδίσλ. Σα δηαζέζηκα ballast πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε ιακπηήξεο κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ παξνπζηάδνπλ απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 77% έσο θαη 93%. Απηφ ζεκαίλεη φηη ε θσηεηλή απφδνζε (Lumens/Watt) ελφο ιακπηήξα κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ ζα παξνπζηάδεη απψιεηεο πνπ θπκαίλνληαη απφ 7% έσο θαη 23%. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 42

43 Λακπηήξεο λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο. Σα δηαζέζηκα ballast πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε ιακπηήξεο λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο παξνπζηάδνπλ απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 75% έσο θαη 85%. Απηφ ζεκαίλεη φηη ε θσηεηλή απφδνζε (Lumens/Watt) ελφο ιακπηήξα λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο ζα παξνπζηάδεη απψιεηεο πνπ θπκαίλνληαη απφ 15% έσο θαη 25%. Λακπηήξεο λαηξίνπ πςειήο πίεζεο. Σα δηαζέζηκα ballast πνπ βξίζθνπλ ρξήζε ζε ιακπηήξεο λαηξίνπ πςειήο πίεζεο παξνπζηάδνπλ απφδνζε πνπ θπκαίλεηαη απφ 70% έσο θαη 80%. Απηφ ζεκαίλεη φηη ε θσηεηλή απφδνζε (Lumens/Watt) ελφο ιακπηήξα λαηξίνπ πςειήο πίεζεο ζα παξνπζηάδεη απψιεηεο πνπ θπκαίλνληαη απφ 20% έσο θαη 30%. Λακπηήξεο LED. Οη πεξηζζφηεξνη δηαζέζηκνη drivers (νδεγνί) γηα ιακπηήξεο LED παξνπζηάδνπλ απφδνζε ηεο ηάμεσο ηνπ 85%. Απηφ ζεκαίλεη φηη ε θσηεηλή απφδνζε (Lumens/Watt) ελφο ιακπηήξα LED ζα παξνπζηάδεη απψιεηεο ηεο ηάμεσο ηνπ 15% [17], [19], [20]. Σερλνινγία Λακπηήξα Απώιεηεο % Ππξαθηψζεσο Τδξαξγχξνπ Φζνξηζκνχ πκπαγείο Φζνξηζκνχ Μεηαιιηθψλ Αινγνληδίσλ Ναηξίνπ Τςειήο Πίεζεο Ναηξίνπ Υακειήο Πίεζεο LED Γε ρξεζηκνπνηνχλ νχηε ballast νχηε driver 7-32 (ballast) (ballast) (ballast) 7-23 (ballast) (ballast) (ballast) 15 (driver) Πίλαθαο 2 Σερλνινγίεο θσηηζκνχ θαη απψιεηεο πνπ νθείινληαη ζηε ρξήζε ζπκπιεξσκαηηθψλ εμαξηεκάησλ [17], [19], [20]. Απφ ηνλ ηειεπηαίν πίλαθα θαίλεηαη φηη ηα ζπκπιεξσκαηηθά εμαξηήκαηα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ νη ιακπηήξεο LED παξνπζηάδνπλ ζρεηηθά ρακειά πνζνζηά απσιεηψλ ζε ζχγθξηζε κε ηηο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 43

44 3.3 Υξόλνο Εσήο θαη Δμαζζέληζε ηεο Φσηεηλήο Ρνήο (Lumen Depreciation) Η θσηεηλή έμνδνο φισλ ησλ ηερλνινγηψλ θσηηζκνχ εμαζζελεί φζν απμάλεηαη ην ρξνληθφ δηάζηεκα ιεηηνπξγίαο ηνπ εθάζηνηε ιακπηήξα. Καηά ηε ζχγθξηζε ηεο θσηεηλήο εμφδνπ θαη ηεο ελεξγεηαθήο απφδνζεο ησλ δηάθνξσλ ηερλνινγηψλ θσηηζκνχ, πξέπεη λα εμεηαζηεί ε κέζε δηάξθεηα ή ε ζπλνιηθή δηάξθεηα δσήο ησλ ιακπηήξσλ θαη φρη κφλν ε αξρηθή ηνπο απνηειεζκαηηθφηεηα (efficacy). Η εμαζζέληζε ηεο θσηεηλήο ξνήο (lumen depreciation) απνηειεί έλα πνιχ ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ γηα ηελ αμηνιφγεζε ηνπ ρξφλνπ δσήο ησλ ιακπηήξσλ. Ο ρξφλνο δσήο ελφο ιακπηήξα νινθιεξψλεηαη φηαλ ε θσηεηλή ηνπ ξνή κεησζεί ζε βαζκφ πνπ ν ιακπηήξαο λα θαζίζηαηαη κε ρξεζηηθφο. πλήζσο έλαο ιακπηήξαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη σο θχξηα πεγή θσηηζκνχ, θαζίζηαηαη κε ρξεζηηθφο φηαλ ε θσηεηλή ηνπ ξνή ειαηησζεί θαηά 30% πεξίπνπ, ζε ζρέζε κε ηελ αξρηθή ηεο ηηκή. Γειαδή ν ιακπηήξαο θαζίζηαηαη κε ρξεζηηθφο φηαλ ε θσηεηλή ηνπ ξνή πέζεη ζην 70% ηεο αξρηθήο ηεο ηηκήο. Σν φξην απηφ ρξεζηκνπνηείηαη δηφηη ην αλζξψπηλν κάηη αληηιακβάλεηαη ζε απηφ πεξίπνπ ην πνζνζηφ, δηαθνξά ζηελ έληαζε ηεο παξαγφκελεο θσηεηλήο ξνήο [14]. Λακπηήξεο ππξαθηώζεσο. Οη ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο πθίζηαληαη 10% κε 15% εμαζζέλεζε ηεο αξρηθήο θσηεηλήο ηνπο ξνήο φηαλ ην ρξνληθφ δηάζηεκα ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπο θηάζεη ή μεπεξάζεη ηηο 1000 πεξίπνπ ψξεο. Απηφ ζπκβαίλεη δηφηη ην βνιθξάκην πνπ πεξηέρνπλ, αξρίδεη λα εμαηκίδεηαη κε απνηέιεζκα λα ζπγθεληξψλεηαη ζηα ηνηρψκαηα ηνπ ιακπηήξα. Οη ιακπηήξεο ππξαθηψζεσο παξνπζηάδνπλ κέζν ρξφλν δσήο γχξσ ζηηο 1000 ψξεο. Λακπηήξεο θζνξηζκνύ. ηνπο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ, ε εμαζζέλεζε ηεο αξρηθήο θσηεηλήο ξνήο νθείιεηαη ζηε θσηνρεκηθή απνζχλζεζε ησλ θσζθνξνχρσλ επηθαιχςεσλ θαη ζηε ζπγθέληξσζε ηνπο ζηα ηνηρψκαηα ηνπ ιακπηήξα. Οη θσζθνξνχρεο επηθαιχςεηο απνξξνθνχλ θσο. Έηζη νη ιακπηήξεο θζνξηζκνχ ράλνπλ γχξσ ζην 5% ηεο αξρηθήο θσηεηλήο Δημήτρης Σωτηρόποσλος 44

45 ηνπο ξνήο έπεηηα απφ πεξίπνπ ψξεο ιεηηνπξγίαο. Οη ιακπηήξεο θζνξηζκνχ παξνπζηάδνπλ κέζν ρξφλν δσήο γχξσ ζηηο ψξεο. πκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνύ. Οη ζπκπαγείο ιακπηήξεο θζνξηζκνχ πςειήο πνηφηεηαο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ζπάληεο θσζθνξίδνπζεο γαίεο, ράλνπλ γχξσ ζην 20% ηεο αξρηθήο θσηεηλήο ηνπο ξνήο έπεηηα απφ πεξίπνπ ψξεο ιεηηνπξγίαο. Ο ρξφλνο δσήο ελφο ηέηνηνπ ιακπηήξα θζνξηζκνχ θπκαίλεηαη γχξσ ζηηο ψξεο. Λακπηήξεο κεηαιιηθώλ αινγνληδίσλ. Οη ιακπηήξεο κεηαιιηθψλ αινγνληδίσλ ράλνπλ γχξσ ζην 30% κε 35% ηεο αξρηθήο θσηεηλήο ηνπο ξνήο έπεηηα απφ πεξίπνπ ψξεο ιεηηνπξγίαο. Έηζη ν κέζνο ρξφλνο δσήο ηνπο είλαη κε ψξεο. Λακπηήξεο λαηξίνπ. Ο ρξφλνο δσήο ελφο ιακπηήξα λαηξίνπ ρακειήο πίεζεο θπκαίλεηαη απφ έσο ψξεο. Αληίζηνηρα, ν ρξφλνο δσήο ελφο ιακπηήξα λαηξίνπ πςειήο πίεζεο θπκαίλεηαη απφ έσο ψξεο Λακπηήξεο πδξαξγύξνπ. Ο ρξφλνο δσήο ελφο ιακπηήξα πδξαξγχξνπ θηάλεη ηηο 8000 κε πεξίπνπ ψξεο. Λακπηήξεο LED. Η θπξηφηεξε αηηία πνπ πξνθαιεί εμαζζέληζε ηεο θσηεηλήο ξνήο ζηνπο ιακπηήξεο LED είλαη ε παξαγσγή ζεξκφηεηαο. Έηζη φζν απμάλεηαη ε ζεξκφηεηα ηεο επαθήο ηνπ LED ηφζν κεηψλεηαη ε εμεξρφκελε απφ απηφ θσηεηλή ξνή. Βέβαηα έλαο ιακπηήξαο LED είλαη εθηθηφ λα ζπλερίζεη λα ιεηηνπξγεί αθφκα θαη φηαλ ε εμεξρφκελε απφ απηφλ θσηεηλή ξνή πέζεη ζε πνιχ ρακειά επίπεδα. Ο κέζνο ρξφλνο δσήο ελφο ιακπηήξα LED θπκαίλεηαη γχξσ ζηηο κε ψξεο. Τπφ πξνυπνζέζεηο (θαηάιιειε ηάζε, έληαζε ξεχκαηνο θαη ζεξκνθξαζία) κπνξεί λα θηάζεη αθφκα θαη ηηο ψξεο. Μάιηζηα ε ηερλνινγία LED (ζε αληίζεζε κε ηηο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ) δελ απαηηεί θιείζηκν θαη άλνηγκα (on-off) πξνθεηκέλνπ λα πηάζεη ηα φξηα ηνπ ρξφλνπ δσήο ηεο [1], [14]. ην ζρήκα πνπ αθνινπζεί παξνπζηάδεηαη έλα ζπγθξηηηθφ δηάγξακκα ηεο εμεξρφκελεο θσηεηλήο ξνήο ζε ζπλάξηεζε κε ηηο ψξεο ιεηηνπξγίαο, γηα δηάθνξεο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ. Απφ ην δηάγξακκα απηφ θαίλεηαη μεθάζαξα φηη ηα LED Δημήτρης Σωτηρόποσλος 45

46 ππεξέρνπλ έλαληη ησλ ζπκβαηηθψλ ηερλνινγηψλ θσηηζκνχ, θαζψο κεηψλεηαη κε βξαδχηεξν ξπζκφ ε εμεξρφκελε απφ απηά θσηεηλή ξνή θαη παξνπζηάδνπλ αξθεηά πςειφηεξν ρξφλν δσήο ζε ζρέζε κε ηηο ζπκβαηηθέο ηερλνινγίεο θσηηζκνχ [14]. ρήκα 16 Η εμεξρφκελε θσηεηλή ξνή απφ έλα ιακπηήξα ζε ζπλάξηεζε κε ηηο ψξεο πνπ ιεηηνπξγεί ν ιακπηήξαο [14]. 3.4 Πνηόηεηα Υξώκαηνο Η πνηφηεηα ηνπ ρξψκαηνο κίαο ηερλνινγίαο θσηηζκνχ πεξηγξάθεηαη κε ηε βνήζεηα δχν βαζηθψλ κεγεζψλ. Σν πξψην κέγεζνο είλαη ε ζεξκνθξαζία ρξψκαηνο (color temperature) θαη ην δεχηεξν ν δείθηεο ρξσκαηηθήο απφδνζεο (Color Rendering Index CRI). Οη ζεξκνθξαζίεο ρξψκαηνο γχξσ ζηνπο 5000 Kelvin αληηζηνηρνχλ ζηα ιεγφκελα ςπρξά ρξψκαηα (πξάζηλν, κπιε, καχξν, κσβ), ελψ νη ζεξκνθξαζίεο ρξψκαηνο γχξσ ζηνπο 3000 Kelvin αληηζηνηρνχλ ζηα ιεγφκελα ζεξκά ρξψκαηα (άζπξν, θίηξηλν, θφθθηλν, πνξηνθαιί). Ο δείθηεο ρξσκαηηθήο απφδνζεο απνηππψλεη ηελ ηθαλφηεηα κίαο θσηεηλήο πεγήο λα αλαπαξάγεη ηα ρξψκαηα ησλ δηάθνξσλ αληηθεηκέλσλ πνπ βξίζθνληαη ζην ρψξν ηεο φζν ην δπλαηφ θαιχηεξα, ζε ζχγθξηζε κε κία ηδαληθή ή θπζηθή πεγή θσηφο. Όζν κεγαιχηεξε είλαη ε ηηκή ηνπ CRI ηφζν θαιχηεξα αλαπαξάγεη ηα ρξψκαηα ησλ δηάθνξσλ αληηθεηκέλσλ ε θσηεηλή πεγή. Δημήτρης Σωτηρόποσλος 46