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Seminario de Iluminación: Claves del Diseño Eficiente
y Sustentable de la Iluminación
LED HOY
¿Quimera o realidad en la arquitectura?
Leonardo Assaf
Asociación Argentina de LuminotecniaCENTRO REGIONAL NOROESTE
A A D L
LED LIGHTING TODAY:
TALES OR FACTS?
Illuminazione a LED oggi: chimera o realtà?
University of Naples Federico II
March 11-13, 2009
University of Naples Federico II
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Una evaluación integral Diodos Emisores de Luz como
fuentes parailuminación general
…precisa una visión amplia
www.adelco.org.ar
www.aadl.org.ar
Normas
Protección del Consumidor
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Fuente: Elembaas, J Lighting Devices, From A to Z NYC, 1998
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Fuente: Coaton JR, Marsden AM LAMPS AND LIGHTING 4th. Edition NYC 1997
AzulCarburo de silicio (SiC)
AzulNitruro de galio e indio (InGaN)
AzulSeleniuro de zinc (ZnSe)
VerdeNitruro de galio (GaN)
VerdeFosfuro de galio (GaP)
Rojo, naranja y amarilloArseniuro fosfuro de galio (GaAsP)
Rojo e infrarrojoArseniuro de galio
y aluminio (AlGaAs)
InfrarrojoArseniuro de galio (GaAs)
ColorCompuesto
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Conviene distinguir el análisis
• A Iluminación decorativa
• B Iluminación Arquitectónica (Iluminación General)
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ALED para
Iluminación ornamental
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Barras luminosas
Tiras luminosas
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Cintas luminosas
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BLED para
Iluminación general
Fuentes eléctricas
Radiadores incandescentes
Radiadores luminiscentes
Radiadores Electroluminisc.
USO GENERAL HALÓGENAS ALTA PRESIÓN BAJA PRESIÓN CAPSULADOS ENTABLETADOS
SODIOBaja Presión
MERCURIO(fluorescentes)
SODIOMERCURIO HALOGENADO
COMPACTASTUBULARES
INTEGRADASMODULARES
SIN ELECTRODOS(de inducción)
INCANDESCENTS DESCARGA LED´s
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Mercado de LED, hoy• Hay disponible una amplia gama de productos
Opción para LFC o incandescentes
Opción para halogenadas incandescetes
Opción para Fluorescentes tubulares
Los Productos pueden agruparse según características comunes
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…también para luminarias de alumbrado público
Situación del mercado, hoy
• El mercado doméstico está creciendo a una tasa anual del 30% en Argentina
• La gran expectativa para SSI, proviene de los diseñadores y especialistas.
• La información al consumidors es sóloprovista por fabricantes o comercializadoresy en muchos casos es poco confiable.
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Ventajas comparativas de LEDsrespecto a lámparas convencionales
• Miniaturización y peso
• Eficiencia en color
• Cambio de color e intensidad
• Fortaleza y duración– Golpes y encendido frecuente
• Encendido instantáneo
Tecnología antigua y moderna en LFC.
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Table 1 – Three well known lighting technologies. Elapsed time to present market penetration. (Argentina)
Efficiency technology Launched in
(year) Addressed to
replace Present penetration
in market
Electronic ballast 1982 Standard
magnetic ballast 3%
T8 triphosphor fluorescent lamp
1976 T12 fluorescent
lamp 70%
Compact fluorescent lamp
1980 Incandescent 35%
Nichia Corporationeficiencia 150 lm/W
Demonstration using nine pieces of the latest white LEDs: a luminous flux of 90 lm was achieved at an input power of 0.6 W.
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650 €3,6 €Price range (€)
81,25 lm/W(20W/1600lm)
46,6 lm/W, (3x0,5W/70lm)
Efficienciy range(lm/W)
14.000 lm(street lighting AP 1001)
50 lmLight output range (lm)
70.000 h20.000 hLife range (h)
400 W(street lighting AP 1001)
0,25 W(SMS LED-HB class III)
Power range (W)
1600 LED(street lighting luminaire)
1 LED(high power LED: 3, 5,10 W)
Numero de LED por unidad (Nr.)
MáximoMínimoCaracterística
Rango de productos (según información comercial)
Criterios de Evaluación :
Los LEDs deberían ser evaluados en la misma medida que las lámparas convencionales, principalmente:
• Eficiencia
• Depreciación
• Vida y duración
• Calidad y cambio de color
• Impacto en el medioambiente
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V P D
Ensayos de Laboratorio
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Eficiencia y depreciación
Según information comercial
81,25 lm/W
(20W/1600lm)
46,6 lm/W
(3x0,5W/70lm)
Efficienciy range of
LEDs
MaximumMinimum
Eficiencia en LEDs puede caer drasticamente debido a la depreciación luminosa
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Luminous Lux & Efficiency VS Source
55
56
57
58
59
60
88% 90% 92% 94% 96% 98% 100% 102% 104% 106% 108% 110% 112%
Source (%V)
21
22
23
24
25
luminous flux (lm) efficiency (lm/w)
lum
inous
flux
(lm
)
effici
ency
(lm
/w)
Lamp P2
Variation range
from -1% /2Volt to -1%/5Volt
Fotocorriente vs Temperature
77%
79%
81%
83%
85%
87%
89%
91%
93%
95%
97%
99%
101%
25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57
Temperature [ºC]
Fo
toco
rrie
nte
[%
]
Lamp V2
Lamp D2
Lamp P2
Efficiency drops with temperature
Variation rangefrom -1% /ºC to -0,25%/ºC
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La disipación de calor pareciera ser en el presente la mayor limitación a
mayor densidad de potencia. El calor afecta a la eficiencia luminosa y a la
vida. Los diodos de nuevo diseñoincorporan un disipador su propio
capsulado
Source: Philips Lumileds
• Una unidad LED aislada tiene poca potencia
• Para obtener mayor potencia se ensamblan en racimos de LEDs. Algunas luminarias concentran hasta 1600 unidades.
• Una matriz de LED requiere una mejordisipación: cuanto mayor sea el número de unidades en la matriz, mayor será la salidaluminosa y mayor la temperatura a disipar
La eficacia cae con la temperatura
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Un LED aislado es más eficiente que en una matriz. Por el contrario: las lamparas Convencionales
incrementan su eficiencia a mayor potencia
Efficiency VS Lamp power
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Lamp power (W)
Eff
icie
nc
y (
lm/W
)
Incandescent
Mercury halide
tubularFluorescent
Campactfluorescent lamps
High pressuresodium
Un LED aislado es más eficiente que en una matriz. Por el contrario: las lamparas Convencionales
incrementan su eficiencia a mayor potencia
Efficiency VS Lamp power
0
20
40
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80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Lamp power (W)
Eff
icie
nc
y (
lm/W
)
Incandescent
Mercury halide
tubularFluorescent
Campactfluorescent lamps
High pressuresodium
LED
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LED vida y duración
• Uno de los más promisorios aspectos en LED es su duración (20.000 h to 70.000 h)
• No existe hasta el momento procedimiento para determinar la duración de un LED..
LED life and endurance• Useful life criterion
– Luminous depreciation is the main component in LED life. As conventional lamps, depreciation of 50% (or 30% in some cases) of their luminous output determining the useful life of LEDs. The same criterion may be applicable for colour shift.
– Based on this concept ASSIST (Alliance for Solid-State Illumination System and Technologies-Lighting Research Center –Rensselaer) proposes a 6.000 hours (10 month) test to assess lumen depreciation and colour shift. Useful life is obtained by theextrapolation on depreciation1
– In our opinion lumen depreciation is not the only factor to determine LED life; endurance also account.
1 ASSIST (Alliance for Solid-State Illumination System and Technologies-Lighting Research Center – Rensselaer) “LED Life for General Lighting” Vol 1, Issue 1,2 & 3. Feb.2005
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LED life and endurance
• Endurance criterion– LED are sensitive to grid-transients. Over voltages/current may
accelerate lighting depreciation or result in early failures.
– A test under abnormal conditions, those commons of power supply is currently being developed to proof LED endurance.
Dos aspectos ambientales básicos• LED manufacturing implies less material and
critical sustances and last longer than any other conventional lamps, therefore they impact less on the environment.
• Does LED light cause damages to human health? Although LED emits non-coherent radiation, further studies are carry on to ensure that in any cirumstances LED light are not harmful to humans.
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Tecnología antigua y moderna en LFC.
Table 1 – Three well known lighting technologies. Elapsed time to present market penetration. (Argentina)
Efficiency technology Launched in
(year) Addressed to
replace Present penetration
in market
Electronic ballast 1982 Standard
magnetic ballast 3%
T8 triphosphor fluorescent lamp
1976 T12 fluorescent
lamp 70%
Compact fluorescent lamp
1980 Incandescent 35%
![Page 31: LED LIGHTING TODAY: TALES OR FACTS? - m2db · Una evaluación integral Diodos Emisores de Luz como fuentes para iluminación general …precisa una visión amplia](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022618/5ba9994d09d3f2fb228d1250/html5/thumbnails/31.jpg)
Risk assessment in lampsIEC 60825-1
• Safety of laser product
(include LEDs)
CIE DS 009• Photobiological Safety of Lamps
and Lamp System.
3 mmNo action spectrum for monocromatics sources
Action spectrum
A 200 mm7 mmPupil diameter to assess
hazards
Emmission of 50% of source output.
Smallest image in retina containing 63% of total power
Definitions for sourcegeometry
LED is considered as a lamp for general service
LED is considered as a laserClasification
CIE StandardIEC StandardAspects
Conclusiones
• Según las evaluaciones de laboratorio losLEDs comerciales tienen una eficacia menor a 30 lm/W, la información comercial resultaentonces poco confiable
• No hay procedimiento para medir la vida de los LEDs
• Los cambios de color podrían ser los puntosmás críticos de esta tecnología