LED, LEDowy, LEDem, to wyrazy, które słyszymy w wielu odmianach coraz częściej. Już nie tylko wtedy gdy odwiedzimy sklep elektryczny, często nie zdajemy sobie już sprawy że diody LED to latarki, punktowe oświetlenie dekoracyjne, całe systemy oświetlenia domu i ogrodu, to reflektory samochodów, lampy uliczne, podświetlane informacje i świecące gadżety. Czym jest ta magiczne dioda, skąd się wzięła i dlaczego tyle się o niej mówi? Na te kilka pytań spróbujemy odpowiedzieć.
LED to skrót od angielskiego light-emitting diode, czyli dioda elektroluminescencyjna, albo po prostu dioda świecąca.
Działanie diody elektroluminescencyjnej opiera się na zjawisku rekombinacji nośników ładunku. Zjawisko to zachodzi w półprzewodnikach wówczas, gdy elektrony na powłokach elektronowych półprzewodnika, przechodzą z wyższego poziomu energetycznego na niższy, ale zachowują swój pseudo-pęd. Fizycy nazwali to przejściem prostym. Podczas tego przejścia energia elektronu zostaje zamieniona na kwant promieniowania elektromagnetycznego. Przejścia tego rodzaju dotyczą półprzewodników z prostym układem pasmowym. W takich półprzewodnikach minimum pasma przewodnictwa i wierzchołkowi pasma walnecyjnego odpowiada ta sama wartość pędu. Zainteresowanych odsyłam do głębszego przestudiowania prawa Augera.
Historia diody LED w postaci w jakiej weszła do produkcji, sięga lat sześćdziesiątych, jej twórca to Nick Holonyak Jr, jednak istnieje podejrzenie ( i nie jest to tylko przeświadczenie Rosjan ) że już w latach dwudziestych XX wieku, rosyjski wynalazca Oleg Władimirowicz Łosew zauważył, że diosy w odbiornikach radiowych emitują światło. Postanowił zbadać i opisać to zjawisko, opublikował w sumie 16 artykułów na ten temat.
Istnieje wiele odmian diod LED, przyjrzyjmy się kilku z nich.
• IR – emituje promieniowanie podczerwone – wykorzystywane jest w łączach światłowodowych, a także w urządzeniach zdalnego sterowania
• HBLED (High Brightness LED )– diody o wysokiej jasności świecenia czyli takie, których jasność przekracza 0,2 cd; stosowane są tam, gdzie zwykle używa się tradycyjnych źródeł światła – w sygnalizacji ulicznej, w latarkach, w oświetleniu pojazdów.
• RGB LED ( Red, Green, Blue ) – dioda mająca możliwość do generowania trzech podstawowych barw (czerwony, zielony, niebieski), a przez to, przez możliwość ich mieszania i tworzenia praktycznie dowolnej barwy.
Dioda LEDG RGB została rozszerzona o następujące kolory:
• RGBA LED ( Amber ) – wspomniana dioda RGB uzupełniona o dodatkową diodę, w kolorze bursztynowym, powiększającą osiągalną przestrzeń kolorów.
• RGBW LED ( White ) – dioda RGB uzupełniona o dodatkową diodę o kolorze białym.
Diody LED emitujące światło LED występują w kilku rodzajach:
• warm white LED – Dioda LED generująca białe, ale ciepłe światło. Diody ciepłe mają najbardziej zbliżoną temperaturę barwową do światła tradycyjnej żarówki.
• neutral white LED – Dioda LED generująca światło białe neutralne.
• cool white LED – Dioda LED generująca światło białe zimne.
O tym, czy światło odbierzemy jako ciepłe, czy zimne, decyduje odcień bieli światła, jakie emituje dioda. Określa je temperatura barwowa mierzona w stopniach kelwina [K]. Im temperatura barwowa jest wyższa, tym biel wyda się chłodniejsza. Najlepsze warunki do wypoczynku daje świetło ciepłobiałe (mniej niż 3000 K). Światło świec ma temperaturę około 2000 K, zwykła żarówka 2700 K, a halogeny około 3000 K. Światło o wyższej temperaturze barwowej lekko pobudza i sprzyja mobilizacji sił. Światło neutralnie białe (4000 K) dobrze służy w kuchnie i łazience. Kolory ubrań i farb najlepiej odda świetło chłodnobiałe (5300 K). Światło dzienne ma temperaturę barwową około 6500 K.
• High Power LED lub Power LED – Dioda LED o wysokiej mocy, do prawidłowej pracy konieczne jest zapewnienia jej właściwego chłodzenia i zasilania. Białe diody typu Power LED mają zazwyczaj emiter wielkości około 1mm2, jasność około 100 lm przy prądzie 350mA i pobieranej mocy około 1W.
Światło LED przekracza progi naszych domów, stając się nie tylko źródłem światła, ale elementem dekoracji. Istnieją trzy rodzaje oświetlenia: oświetlenie tworzące nastrój, oświetlenie główne i oświetlenie funkcjonalne.
Inspirowani klubami i barami coraz częściej wprowadzamy do naszych domów oświetlenie tworzące nastrój. Światło LED doskonale nada się do stworzenia w domu czy mieszkaniu odpowiedniego, a do tego zgodnego z naszym zmiennym nastrojem. Delikatne światło, jakie daje oświetlenie wykonane w technologii LED, idealnie kreuje atmosferę miejsca. W nowych domach możemy pokusić się o wbudowanie oświetlenie LED na przykład w sufit, schody czy wnęki ścian, a kolor. Jeśli takiej możliwości nie mamy, oświetlenie LED możemy zamontować w meblach, na przykład pod szafkami, w listwach na wannie a nawet kupić sobie muszlę klozetową podświetlaną światłem diody LED. Możemy też umieścić oświetlenie za sofą lub łóżkiem bądź pod stołem. Efekt jest zachwycający.
Oświetlenie LED dopasować można do każdego wnętrza, w zależności od jego przeznaczenia. W kinach, teatrach, salach koncertowych, LED wykorzystywane jest jako światło obrysowe do oznaczania schodów, stopni, rzędów miejsc etc.
Popularność LED zyskuje jednak głównie nie przez walory estetyczne, niemniej ważną przyczyną jest konieczność szukania rozwiązań ograniczających zużycie energii elektrycznej. Szczególnie w kontekście zmian klimatycznych. Unia Europejska zakłada że do 2016 energochłonne źródła światła, takie jak żarówki czy halogeny będą wycofane. Po 1 września 2016 roku produkowane na potrzeby gospodarstw domowych oświetlenie musi należeć do klasy efektywności energetycznej co najmniej B. Diody LED spełniają to wyśrubowane kryterium. Ceny produktów wykorzystujących tę technologię nadal są jeszcze relatywnie wysokie. Jednak biorąc pod uwagę oszczędności związane z mniejszym zużyciem prądu, żywotnością, bezawaryjnością, ekologią i szerokim spektrum zastosowań, wysoki koszt nie powinien być barierą.
Diody LED charakteryzują się niższym nawet o 80% (dla Power LED) zużyciem energii w stosunku do standardowych źródeł światła. Diody są bardzo długowieczne, żywotność pozwala na bezawaryjne ich użytkowanie nawet kilkanaście lat a ich eksploatacja nie wiąże się z żadnymi kosztami serwisowania. Diody dają możliwość sterowania wartością strumienia świetlnego (ściemnianie i rozjaśniania światła w zależności od potrzeb) oraz pozwalają na łatwe modelowanie wiązką światła wraz z doborem dowolnego koloru i kąta padania światła. Diody LED są odporne na częste włączanie i wyłączenie, co jest ogromną bolączką halogenów. Są bardzo wytrzymałe, odporne na uszkodzenia mechaniczne, wibracje, wilgoć i temperaturę (w zakresie -30ºC do +90ºC), co daje możliwość zastosowania ich w ogrodzie, łazience i na tarasie. Poza tym produkty spod znaku LED mają małe wymiary i są ekologiczne. Znaczy to, że nie wytwarzają i nie zawierają toksycznych substancji ( w przeciwieństwie do świetlówek, które zawierają szkodliwą dla zdrowia rtęć a ich wyrzucanie jest wręcz prawnie zabronione) nie emitują promieniowania nadfioletowego i podczerwonego, ograniczają emisję CO2 i nie zanieczyszczają nocnego nieba światłem. Sprawność systemu opartego na takim oświetleniu jest bardzo wysoka i może wynieść nawet powyżej 100 lm/W (dla wysokowydajnych Power LED).
Diody LED są na dzień dzisiejszy szeroko dostępne na rynku. Popularne kształty oraz standardowe trzonki pozwalają na bezpośrednią wymianę tradycyjnych żarówek. Warto zainwestować w oświetlenie takiego typu szczególnie gdy urządzamy mieszkanie na nowo, gdyż inwestowanie w LED wydaje się być dobrą, bezpieczną i zieloną inwestycją w przyszłość.
UWAGA! Chcesz zamieścić ten artykuł na swojej stronie?
» Pamiętaj o zachowaniu formatowania tekstu i ewentualnych odnośników do reklamowanych stron w formie aktywnej.
» Zamieść informację na temat pochodzenia artykułu wstawiając pod nim poniższy kod w niezmienionej wersji:» Pochwal się w komentarzach gdzie zamieściłeś artykuł. Na pewno jego autor ucieszy się z tego i z chęcią odwiedzi Twoją stronę.