LED světlo -  osvětlení budoucnosti

 

Světlo je symbolem počátku, poznání, světlo ovládá lidské emoce.

 Světlo modeluje hmotu, pomáhá lepší orientaci v prostoru, zvýrazňuje materiál,

texturu a barvu objektů.

 Albert Einstein měl živý sen o tom, jak jede na světelném paprsku a tento sen se

stal později základem jeho teorie relativity.

 Jméno Thomase Alvy Edisona zná s největší pravděpodobností každý. A asi už napořád zůstane toto jméno spojené s jedním z nejvýznamnějších vynálezů mo- derní doby, žárovkou. Ve skutečnosti však byl jejím vynálezcem někdo jiný, a sice britský vědec Joseph Swan. Ten se později spojil s Edisonem, jenž Swanovu žá- rovku upravil, aby měla výrazně vyšší životnost. Vzhledem k tomu, že ji Edison navíc v podstatě přivedl na trh, je považován také za jejího vynálezce.

 Bohužel, klasická žárovka je velmi neefektivní. Na světlo dokáže přeměnit jen ne-

celých pět procent energie, zbytek připadne na teplo. Aby byla energie využita především k tvorbě viditelného světla, muselo by mít vlákno teplotu více než 6 000°C. A to je více, než je teplota na povrchu Slunce a více, než by snesl jakýkolivteoreticky použitelný materiál. Je tedy třeba vymyslet náhradní zdroj světla, pracu- jící na zcela jiném principu. Jako ideální řešení se jeví diody.

LED technologie

 

„Umělé světlo není ničím jiným, než malým okamžikem

znehybnělého světla"... (Louis Khan )

 

Umělé osvětlení umožňuje rozšířit lidskou aktivitu i na období bez denního světla,

vytváří příjemné prostředí v různých oblastech našeho života.

 LED (vycházející z anglického slova Light-Emitting Diode- dioda emitující světlo) je

technologie založená na polovodičové diodě vyzařující světlo, je známa již z šede- sátých let 20. století. Nick Holonyak Jr. (narozen 1928) na Univerzitě v Illinois vy- vinul první praktickou LED s viditelným spektrem v roce 1962. Původně LED diody vyzařovaly monochromatické světlo (první LED dioda byla červená) a využívaly se především pro indikaci - stoje, auta, počítače.

 

 Důležitým milníkem bylo vynalezení technologicky náročné modré diody, která

otevřela cestu k diodě bílé. Dalším milníkem bylo představení vysokovýkonné LED diody, díky čemuž se začalo uvažovat o využití technologie LED pro všeobecné osvětlování.

 

Modrá dioda umožnila vznik velkých (velkoplošných) obrazovek a bílé LED, jejíž

technologie se využívá např. v automobilovém průmyslu pro důmyslný systém sví-

cení. Z technologie LED vyplývá, že nelze přímo vyzařovat bílé světlo. Jedná se

obvykle o kombinaci tří čipů, jejichž aditivním mísením je dosahováno vjemu bílé- ho světla. Některé LED vyzařují světlo modré, část tohoto světla je přímo na čipu s luminoforem ( látka, ve které dochází k luminiscenci - světélkování ) přeměně-

na na žluté světlo a díky mísení barev vzniká dojem světla bílého. Toto světlo je

hojně využíváno v kancelářských budovách a nákupních centrech, kde brání efek- tu unavených očí. Jiné druhy LED diod vyzařují ultrafialové záření, které je na čipu ihned přeměněno na záření bílé.

 

 Vývoj se ještě zrychlil a každým rokem jsou představovány diody, které mají o ně-co vyšší účinnost (výkon). V současné době se pro všeobecné osvětlování lze se- tkat s diodami, které mají účinnost cca 100-130 lm/W, což je teoreticky lepší než u žárovek, zářivek i některých výbojek (a technologii je do budoucna připisovánodalší zvyšování účinnosti)

 Obrovskou výhodou LED je to, že na rozdíl od jiných světelných zdrojů, jako doutnavky, výbojky, žárovky, pracují s mnohem menšími nároky na proud a napětí. LED žárovky se tak stávají neocenitelnou úsporou pro domácnosti. Z toho vyplývá i jejich následné využité v displejích a jejich kombinací tedy kombinací LED zá- kladních barev modré, zelené a červené lze tak vytvořit LED obrazovku s dostup- ností kompletní barevné palety. Konstrukčně obsahují LED součástku, v níž je im- plementovaný čip nebo kombinace čipů s požadovanými optickými vlastnostmi. Vyrábějí se bodové i plošné s konkrétním vyzařovacím úhlem.

 Nové materiály na bázi fosfidů india, galia a hliníku (InP, GaP, AlP), dokonalejší a

velmi náročné technologické postupy zajišťující vysokou čistotu výsledného pro- duktu, zvýšily účinnost LED, zlepšily jejich odolnost proti působení vyšší teploty a vlhkosti. Dále umožnily zvýšit flexibilitu výrobního procesu, takže žluté, červené a oranžové LED lze vyrábět stejnou technologií.

 Osvětlení LED díky své kompaktnosti přináší mnohem více možností pro návrh.

Světelné diody v posledních letech zaznamenávají velký rozvoj a všechny vý- znamné firmy, které se zabývají technikou spojenou se světlem, je mají ve svém výrobním programu. Vedle zde popsaných světelných diod, jejichž základní sta- vební jednotka je tvořena anorganickými materiály, se objevují další propracované typy LED, především organické LED (OLED aj.), které obsahují mnoho amorfních nekrystalických materiálů, umožňujících na rozdíl od bodového zdroje vytvořit do plochy podstatně větší a rozměrnější světelné zdroje. I když v současnosti dosa- hované hodnoty účinnosti OLED jsou zatím podstatně nižší, než u běžných diodo- vých světel, díky jejich dalším přednostem se určitě rozšíří do jiných oblastí použití tohoto moderního světelného zdroje.

 Dekorativní osvětlení LED s nejlepším výběrem barev a designového provedení

nabízí krásu a pohodlí pro jakoukoliv aplikaci.  

 

Veličiny související s LED

 

 

-           Svítivost LED žárovky (Candela)

 

          je hustota světelných paprsků LED žárovky. Jedná se vlastně o hustotu světla, které vyzařuje LED žárovka v urči- tém úhlu. Svítivost se u LED žárovek uvádí zpravidla jako jedna hodnota,která platí pro určitý úhel svitu (např. 45stupňů), nebo je předkládán graf,

na kterém jsou zaznamenány hodnoty svítivosti do všech úhlů.

-           Světelný výkon

- světelný tok LED žárovky (Lumen):Světelný výkon vy-

jadřuje celkový světelný výkon LED žárovky vyzářený do všech směrů.

-           Osvětlení LED žárovky (Lux)

   :Jedná se o celkový světelný výkon LED

světla, který dopadne na jednotku plochy. Pro osvětlení určitého místa, jako

je pracovní plocha kuchyňské linky, pracovní stůl a podobně porovnáváme jednotlivé LED svítidla podle hodnot Osvětlení (Lux). Tím získáme informa- ce, jak velkou plochu můžeme osvětlit.

-           Světelná účinnost LED žárovky (lm/W):Hodnota celého světelného výko-

nu LED svítidla na 1Watt energie, která je spotřebována. Díky této hodnotě,

můžeme porovnat energetická účinnost různých typů LED svítidel. U běž- ných vláknových žárovek jsou hodnoty světelné účinnosti v rozmezí od 10 do 18 lm/W. U LED žárovek je to rozsah od 50 až do asi 150lm/W (avšak hodnoty nad 100lm/W jsou dost finančně nákladné LED žárovky).

 

 

 

 Výhody LED svítidel

 

-           LED osvětlení má 10x větší světelnou účinnost, než klasické žárovky

-           Úspora až 80% ihned po instalaci

-           Čipy odolávají nárazům a vibracím

-           Vydrží opakované zapínání a vypínání, oproti klasickým žárovkám, které

můžou snadno shořet

-           Celková výdrž 20-50.000 hodin provozu ( záleží na výkonnosti LED ) kla-

sická žárovka, pokud se dříve nespálí vydrží cca 2000 hodin provozu.

 

 

-           Možnost libovolné barvy, bez nežádoucích efektů ( změna odstínu atd.)

-           Neobsahují žádnou rtuť, takže jsou zdravotně nezávadné a také ekologic-

ké, značná část výrobního materiálu je recyklovatelná

-           Velice rychle se rozsvítí ( v řádu mikrosekund)

-           Světelné zdroje LED mají nízkou povrchovou teplotu, při správné instalaci

se vůbec nepřehřívají

-           Možnost volby barevného odstínu i jeho intenzity

-           Malé rozměry, umožňují konstruktérům vytvářet nejrůznější typy svítidel

 

 Světlo v prostoru

 

Barevná světla, která spotřebitelům umožňují jedinečné přizpůsobení prostředí.

 Světlo v prostoru umožňuje nádherné efekty a rozmanitost barev pro přizpůsobení

prostředí podle toho, co zrovna děláme, nebo cítíme.

 

Dle rozšířeného omylu LED osvětlení zkresluje barvu předmětů a ty pak vypadají

nepřirozeně (nízký index podání barev). To však není pravda. LED osvětlení s kvalitním barevným podáním zobrazuje barvy věrohodně. LED osvětlení lze tedy bez problémů použít v různých prostředích. Philips© 2004-2014[online]dostupné

z http://www.philips.cz

 

 

 

Možnost použití LED technologie

 

Kancelář, Domácnost, Průmysl, Zdravotní péče, Hotely, Automobily, Zábava, Ob-

chody, Zdravotnictvítady všude najde uplatnění LED technologie.

 

 

LED osvětlení nachází významné uplatnění dokonce i při pěstování ovoce a zele-

niny. Pěstitelé jahod, rajčat a dalších plodin s ním mohou rostlinám zajistit opti- mální světlo v každé fázi růstu, které přispívá k lepší úrodě.

 

Tyto možnosti osvětlovacích systémů spolu s efektivním odvodem tepla a energe-

tickou účinnosti otevírají nové příležitosti k růstu.

 

Osvětlovací systém využívající technologii LED je používán i v architektuře, je

úspornější a jednodušší na údržbu než předchozí zářivkové systémy. Dodávají stavbám dynamický zajímavý vzhled.

vyhodnocení úspory energie vycházející z použití LED světelných zdrojů. Jak bylo dokázáno, LED světelné zdroje opravdu ušetří uživateli značnou část nákladů na energii, díky čemuž lze očekávat poměrně rychlou návratnost investovaných prostředků. Tento fakt tedy podtrhuje jedinečnost nabízeného produktu a funguje jako jeden z motivačních prvků pro rozvoj společnosti ve všech směrech, které podporují prodej a využití LED světelných zdrojů. Díky nízké finanční náročnosti zahájení provozu prodejny se podařilo ušetřit finanční prostředky na postupné rozšiřování sortimentu.

 

 

LED pásky

 LED pásky jsou vsazené LED diody do samolepícího ohebného pásu.

 

Led pásek

je díky své konstrukci velice dobře ohebný, což umožňuje osvětlení i takových míst, kde by jiné zdroje světla neuspěly kvůli své velikosti. Podle stupně bezpeč- ností ochrany proti prachu a vodě, je možné pásky použít i na místa, které vyžadu- jí speciální ochranu, např. bazény, koupelny a ostatní místa, kde se vyskytuje vlh- kost nebo prašnost. Tomu odpovídá i jejich povrchová úprava - pásky čisté, pouze s diodami a nebo zalité ve speciálním PE gelu, nebo epoxidové pryskyřici.

 

U LED pásků rozlišujeme tři hlavní faktory:

 

 

•           umístění (ochrana krytí IP) - vnitřní, vlhké prostředí, exteriér

•           svítivost (světelný tok v lumenech) - slabá, střední, vysoká, extra vysoká

•           barva - studeně bílá, teple bílá, červená, žlutá, modrá, zelená, RGB

 

 

Typy LED pásků:

 

 

•           OPTIMUM - LED pásky pro všeobecné použití

•           PROFI - LED pásky pro profesionální použití splňující vysoké nároky na

svítivost i nadstandardní životnost, CRI>80

•           POWER LED pásky s LED CREE - ekvivalent zářivkových trubic a pro kon-

strukci plnohodnotných svítidel

•           RGB pásky - pro efektové osvětlování

•           Zalité LED pásky

Většinou jsou dělitelné po 5-ti, 10-ti a 2,5 centimetrech a jejich délka je obvykle do

5-ti metrů.

 

Existují i LED pásky s ultrafialovým světlem, které se užívají pro osvětlení akvárií,

terárií, diskoték či jako černé světlo. Diody u toho LED pásku jsou překryty speci- álním luminoforem, díky kterému LED pásek vyzařuje UV světlo.

 

 

Krytí pásku IP ( IP40, IP60, IP65, IP67, IP68 )

 

 

IP40 - nejnižší stupeň ochrany - IP68 - nejvyšší stupeň ochrany, odolný i proti

trvalému ponoření do vody.

             

 

 

 

 

 

 Barva světla

 

Různé frekvence světla vidíme jako barvy, od červeného světla s nejnižší frekven-

cí a nejdelší vlnovou délkou po fialové s nejvyšší frekvencí a nejkratší vlnovou dél-

kou. Barva jako taková je psychosenzorický pojem, je to vlastně lidské pojmeno- vání pro určité spektrum světla

Barva pochází ze světla, a proto, abychom ji vnímali, musí existovat zdroj světla.

Přírodní světlo přichází ze slunce a je popsáno jako čisté, bílé světlo, všechny

ostatní zdroje světla vytvořit člověk. To znamená, že barvu můžeme subjektivně vnímat jinak v závislosti na náladě, únavěI když je možné každou barvu objek- tivně fyzikálně jednoznačně popsat.

 

 Barvivo pak značí barevnou látku. Barevný podnět je barevné světlo dopadající do

oka. Z fyzikálního hlediska je barevnost určena spektrálním složením zdrojem

vysílaného světla. Encyklopedie fyziky© 2006-2014,[online] dostupné

 

 Dva nejdůležitější parametry světelných zdrojů jsou

 

-           Index podání teploty barev

je hodnocení věrnosti barevného vjemu, který vznikne osvětlením z určitého

zdroje, v porovnání s tím, jaký barevný vjem by vznikl ve světle referenční-

ho ideálního zdroje. Hodnota Ra může být od 0 do 100. Hodnota Ra= 0

znamená, že při tomto osvětlení není možné rozeznat barvy. Naproti tomu

Ra= 100 znamená, že je to světelný zdroj, který umožňuje přirozené podání

-           Teplota barvy (chromatičnost)

charakterizuje spektrum bílého světla. Světlo určité teploty chromatičnosti

má barvu tepelného záření vydávaného černým tělesem zahřátým na tuto

teplotu. Teplota chromatičnosti se měří v Kelvinech (obr.33)

Odborné časopisy ©2014[online]dostupné z http://www. odbornecasopisy.cz/svetelne-

zdroje

 

 

Vzhled a funkce svítidla

 

Dnes si již můžeme vybírat ze všech možných tvarů a velikostí svítidel. Bohužel i přes tyto

možnosti se na trhu v hojné míře objevují stále známá, v některých případech bych řekl i

             

zastaralá tvarosloví, která sice nabízí možnost osvětlení starším budovám, ale nejsou bu-

doucností pro nové, či teprve vznikající. Svítidla s architekturou musí žít v symbióze.

 

LED technologie vybízí k tvarování úzkých dynamických hmot nebo vysoce sofis-

tikovaným uspořádáním vede k nevídaným efektům. Vysoce výkonné LED, kterých se již užívá i k pracovnímu osvětlení, ovšem několik výhod méně výkonných LED postrádají. Musí se lépe chladit a jejich nosiče nejsou tak tvárné, proto se při tvarování a výběru mate- riálu na tyto aspekty musí brát ohled.

 

 

Barevná teplota světla

Pro použití funkčního světla se používá zpravidla bílá LED. I toto bílé světlo se dá dále rozdělit podle jeho barevné neboli chromatické teploty, která se udává v jednotkách Kelvin [K]. Jedná se o rozlišení světla na teplé a studené. Teplé má zjednodušeně řečeno blíže k žluté barvě, a studené je barevně laděno spíše do modré. Na rozdíl od klasických žárovek, které mají tuto teplotu konstantní – 2 700K, u diodových světel si můžeme tuto teplotu vybrat v rozmezí 2 700 až 6 500K. LED s nízkými hodnotami této barevnosti emitují teplé světlo, naopak s vysokými hodnotami emitují světlo studené. Aplikace studeného světla je vhodná na pracovištích, v kancelářích a ve veřejných prostorech, protože by mělo stimulovat k aktivitě. Intenzita tohoto osvětlení je vnímána pouze pocitově, protože se světlo zdá „světlejší“. Pro osvětlení obytných interiérů je vhodnější teplé světlo, které zpravidla působí v prostoru „útulněji“, navozuje relaxační atmosféru, a které vnímáme, jakoby svítilo mnohem méně intenzivně. Dnes se bílé LED vyrábí aplikací luminoforu na čip modré LED, která díky tomu vyzařuje bílé světlo (Dřevařský magazín 11/2012).

Technologií výroby bílé LED bylo více, v současnosti se používá tato, protože při jejím použití mají diody největší světelný výkon. Tato technologie výroby bílé LED ale neumožňuje vyrábět světla s přesně stejnou teplotou chromatičnosti, proto jsou diody po výrobě tříděny do skupin, které jsou charakterizovány určitým rozpětím hodnot teploty chromatičnosti. Díky tomu nemohou výrobci světelných diod garantovat, že vyrobí dodatečné množství osvětlení s úplně stejnou hodnotou chromatičnosti. Proto je vhodné objednat dopředu LED pásky pro celou realizaci projektu, aby nedocházelo k těmto světelným odlišnostem v rámci jednoho interiéru.