L'illuminazione LED rappresenta una valida dimostrazione di efficienza energetica ed è un punto di partenza fondamentale per incoraggiare le persone ad abbandonare le lampadine ad incandescenza. Il problema è che il passaggio al LED è piuttosto costoso, per cui alla fine si preferisce passare al risparmio energetico, molto meno efficiente ma di gran lunga più economico.
Dal punto di vista industriale si sta lavorando molto, anche se la strada da fare è ancora lunga. Una soluzione sarebbe quella di rendere le luci LED direttamente implementabili nel portalampada lasciato vacante dai bulbi incandescenti senza dover apportare modifiche all’impianto elettrico della casa. Ed è quello che sta accadendo.
L’illuminazione LED si adatta per entrare nelle case
Triac dimmerabile è l'attuale parola d'ordine tra i produttori di chip per la regolazione dei LED, il che significa che il suddetto chip funzionerà già con i dimmer progettati per le lampadine incandescenti e di conseguenza l’illuminazione LED potrà essere regolata da una manopola a parete. NXP è scesa presto in scena con il suo controller SSL210x ed esistono diversi driver prodotti da National Semiconductor, Power Integrations, iWatt e altri. Bisogna però andare cauti: non tutti i dimmer a parete sono basati sul triac; alcuni utilizzano i transistor e non tutti i chip sono compatibili con ambedue le tipologie.
Inoltre c’è un gran numero di dimmer in circolazione, alcuni di loro orribili, per cui chiunque voglia realizzare un dimmer LED compatibile con i bulbi ad incandescenza è meglio che si prepari ad una fase di testing ad ampio raggio. Anche con un ottimo dimmer, un ottimo circuito ed un ottimo chip, bisogna considerarsi fortunati ad ottenere un range pari a 100:1, che è decisamente migliore di una tradizionale incandescenza, ma non raggiunge il livello di 500:1 (o superiore) che si può utilizzare in casa.
Certo un 500:1 risulta piuttosto inutile in cucina, però nella camera da letto permette di avere una variazione notevole, dalla luce soffusa per la sera a quella accesa per le pulizie, ad esempio.
Illuminazione LED: vantaggi e svantaggi nell’uso dei dimmer
Utilizzare un dimmer per regolare la luce LED sarebbe un’ottima soluzione, come abbiamo visto, perché permetterebbe a questa tecnologia di entrare più facilmente nelle case; il problema è che, per non pesare sulle tasche dei consumatori, l’ideale sarebbe l’utilizzo nel circuito di un dimmer predisposto per le lampadine ad incandescenza. Un lato negativo riscontrato nell’adottare questa soluzione è che nessun dimmer potrebbe funzionare con i LED al livello più basso del range di corrente, quindi tutti i chip a triac dimmerabile dovrebbero stillare, e di conseguenza sprecare, corrente attraverso il dimmer per mantenerlo operativo.
Il produttore tedesco di chip, ZDM, ne ha di recente introdotto uno che permette la regolazione dell’illuminazione LED utilizzando il classico interruttore a muro. Chiamato ZLED7030 e finalizzato a produrre un’illuminazione pari a 12V, il circuito applicativo usa un capacitore da 220μF per avviare il chip attraverso interruzioni di energia fino a 2 secondi e per interpretare la lacuna come un segnale di controllo.
Sul chip ci sono due pin che possono generare le sequenze 100-60-30-100 o 100-30-100, oppure senza dimming. A questo punto, però, il range resta ad un massimo di 5:1. La stessa azienda produce un chip più convenzionale che può essere dimmerato applicando un segnale di tensione, che dovrebbe offrire un range pari a 1200:1. C’è molta carne al fuoco in sostanza, e se i diversi produttori di elementi per l’illuminazione LED collaborassero, si realizzerebbe una nuova classe di dimmer, i quali potrebbero inviare segnali alle lampadine (ad incandescenza) compatibili nella forma di cicli di corrente completi in grado di produrre una interferenza trascurabile per altri circuiti. Concludiamo con la risposta alla domanda nel titolo: dal punto di vista dell’economicità a lungo periodo è conveniente passare all’illuminazione LED, ma c’è bisogno di un investimento iniziale non trascurabile, altrimenti si può aspettare che venga raffinata la compatibilità tra i dimmer LED e le installazioni per incandescenza preesistenti.
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non c’è solo il problema dei costi a frenare i LED.
Vorrei sgombrare molte illusioni “pompate” dai commerciali al riguardo.
I LED hanno grossi problemi di smaltimento temperatura,la loro vita operativa dipende da quale è la temperatura di lavoro:ergo non si può considerare solo il costo del LED ma anche quello dell’apparecchio che lo contiene.
Quando si considerano durate di 35-50000 ore di vita possono essere delle illusioni:occorre sapere a quale temperatura i LED funzioneranno!
I LED sono fortemente abbaglianti:occorre una ottica che eviti al massimo l’abbagliamento ed anch’essa ha un costo.
I LED hanno un angolo di emissione della luce relativamente stretto:per illuminare una area occorrono molte sorgenti LED allo scopo di coprire l’area con illuminazione adeguatamente uniforme.E ciò comporta un costo.
Morale, lasciando da parte le mirabolanti comunicazioni commerciali,occorre fare una seria analisi sommando tutte le componenti dell’impianto e non solo i LED e poi andare a considerare anche la manutenzione ( dove i LED permettono buoni risparmi).
Fra l’altro da anni nel settore industriale e terziario ed anche ( sopratutto all’estero) casalingo le sorgenti di illuminazione ad incandecsenza non vengono più considerate;il paragone deve essere eseguito fra impianto con sorgenti a LED ed impianto con sorgenti fluorescenti ( che possono essere tubolari oppure del tipo compatto con attacco a vite).
Chiaro che per certe soluzioni le sorgenti a LED saranno avvantaggiate,per altre lo saranno le sorgenti di tipo fluorescente.
Fino a quando i costi non si abbatteranno, quello dei led lo vedo un mercato di lenta espansione, anche se la tecnologia adatta per l’efficienza e per a riduzione degli spazi c’è già. Oramai esistono led che lavorano a 220V senza il bisosgno di ulteriori trasformazioni, quindi per questi sistemi di illuminazione siamo davvero a livelli molto alti di ottimizzazione.
È solo questione di tempo, prima o poi si passerà tutti all’illuminazione a LED. Attualmente è ancora una novità del mercato, per questo i produttori ci stanno mangiando su (e aggiungerei anche che ci stanno speculando abbastanza). I vantaggi della tecnologia LED sono indiscussi: Alta efficienza e consumi contenuti, ma anche la possibilità di effettuare il dimming delle luci è davvero importante!
Uno dei motivi che ha fatto durare un pò di più l’esistenza delle lampadine a incandescenza è proprio la possibilità di fare il dimming. Speriamo che si riuscirà a sfruttare questa caratteristica per incentivare il passaggio all’illuminazione LED il prima possibile.
Aggiungerei una cosa che mi è sfuggita in una prima lettura:
“Il problema è che il passaggio al LED è piuttosto costoso, per cui alla fine si preferisce passare al risparmio energetico, molto meno efficiente ma di gran lunga più economico.”
non ho capito che significa…
Se associamo led a efficienza e risparmio energetico, in questa frase ci sono minimo 2-3 contraddizioni.
Ho dato un’occhiata a questo articolo
http://www.electronicsweekly.com/Articles/2011/04/04/50839/why-anyone-should-switch-to-led-lights.htm
e alla frase
“But they might as well switch to compact fluorescent alternatives because they cost only a quid each.”
Se nell’articolo Edi avesse scritto “lampade a fluorescenza” al posto di “risparmio energetico” sarebbe filato tutto più liscio…
Comunque anche le lampade a fluorescenza non sono il male assoluto… L’efficienza non è pessima…
Il male sono le lampade a incandescenza! Infatti non è un caso che la massima potenza di queste lampadine viene limitata per legge, ed è in progressivo calo. Se non sbaglio quest’anno le lampade in commercio possono arrivare fino a 60 Watt
Ciao Giovanni!
in riferimento alla frase ambigua, la lampada fluorescente non è a risparmio energetico? io mi riferivo al passaggio in termini di struttura e di impianto, perchè passare al LED comporta costa maggiori rispetto alla semplice sostituzione della lampadina.
Non mi sembra incongruente, o forse non ho afferrato esattamente il tuo commento! 🙂
Comunque, io ho rifatto da poco l’impianto elettrico a casa e l’elettricista mi ha vivamente consigliato installazioni a Led, come ha fatto lui, perchè all’inizio costose, ma col passare del tempo vantaggiose sotto il punto di vista della resa e del risparmio (riferito al portafogli :P)
Ciao Edi, la lampada fluorescente è certamente a risparmio energetico, anche se come consumi ed efficienza sta messo un pò meglio il LED. Non capivo in particolare questa proposizione
“[…] al risparmio energetico, molto meno efficiente […]”
il fatto che è più economico si ricollega al risparmio energetico, è quel meno efficiente che non mi spiegavo. Ammetto che a volte mi si inchioda il cervello, quindi se mi sto ostinando a guardare una cosa che non c’è basta dirmelo 🙂
A casa che tipo di led hai usato? Quelli a bassa tensione, dimmerabili ecc. oppure quelli a 220V che si collegano senza circuiteria aggiuntiva?
Date un’occhiata al lavoro che ho fatto nel nostro teatro riguardo l’illuminazione dell’atrio, della sala e del palco:
http://www.filoviva.it/index.php?mod=news&op=read&id=it/1299105200
http://www.filoviva.it/index.php?mod=00_News&op=read&id=it/1296344845
e i fari teatrali
http://www.filoviva.it/index.php?mod=fari_teatrali_modificati_a_led
I prezzi, se acquistate direttamente dalla fabbrica, non sono poi tanto alti.
Ho fatto un calcolo e la spesa della sostituzione delle lampade per l’illuminazione dell’atrio, della sala e del palco (non i fari) dovremmo recuperarli con quello che risparmiamo di corrente in meno di un anno.
Giuseppe
ciao giovanni, ho utilizzato dei led a bassa tensione, su consiglio dell’elettricista. purtroppo al tempo, parlo di oltre un anno fa, non pensavo neanche alla possibilità di dimmeraggio..
riguardo il meno efficiente, intendevo dal punto di vista della resa della qualità della luce..forse sono stata un pò troppo sintetica! 😉
Ho letto i vari commenti sulla illuminazione a Led .
Mi hanno colpito i commenti sui dimmer per le lampadine ad uncandescenza !
Credo non ci sia niente di peggio al mondo (dal punto di vista energetico )
Infatti il dimmer (limitando in pratica l’alimentazione alla lampadina, sposta il suo campo di emissione verso l’infrarosso facendo precipitare in maniera drastica il rendimento )
In pratica ,quando avremo una quantità di luce (apparente!) del 20 % il consumo reale è del 90 % . La grande quantità di energia si trasforma in calore , che il nostro occhio non vede .
Con i Led la questione è molto diversa .
Le varie combinazioni che si trovano sul mercato ,le lampadine a Led da montare sui portalampade normali ,funzionano in maniera egregia quando sono in ambiente libero .
Montate dentro una lampada elaborata , surriscaldano e durano poche ore .
Quindi in ambiente domestico ,per il momento non credo sia un investimento fattibile .
Diverso invece è l’impiego in condizioni particolari .
Un Led di potenza ,con ottica adeguata ,elettronica sofisticata (in C.C.),contenitore adeguato (il Led non deve superare gli 80 C°)offre prestazioni entusiasmanti ! ma a quale prezzo !
Va bene quindi quando non ci sono limitazioni di costi e spazi .
Ma qui non parliamo più di risparmio energetico .
Forse il futuro sarà orientato sulle lampade a scarica (quelle che oggi montano certe automobili)perchè non hanno problemi di temperatura ed una resa supriore al Led .
Comunque al momento una buona lampada fluorescente (attenzione che sia di marca nota!!!)
è la miglior soluzione casalinga (e dimentichiamo il Dimmer !!)
Ciao a tutti !
Sono ormai decenni che progetto e autocostruisco punti luce a led. Quindi credo di aver acquisito una certa esperienza. Prima di tutto ho scelto la soluzione di inserire in un punto luce led da 5 mm (angolo 120°) piuttosto che star led o similari da 300mA. Questa scelta è risultata ottima in sostituzione di alimentatori, stabilizzatori, generatori di corrente costante, traformatori ….. etc. Ovviamente il numero dei led (messi in serie e parallelo, è dell’ordine di minimo 100 pezzi e multipli di 100. L’ottimale, per una stanza di 20mq. risulta formata da 400 led (circa 20 watt di consumo). La costruzione è semplicissima e va dalla normale sostituzione con una cornice tipo quadro da 45 x 45 cm circa, ad una vera e propria piastra di forex o plastica, in sostituzione di tutto l’apparato di avvitamento lampadine. Il circuito elettrico è altrettanto semplice: Un varistor 275V in ingresso 220 per i picchi di accensione, un ponte da 1A 600V per il raddrizzamento della corrente, un condensatore elettrolitico da 10-47uF 400V ed una resistenza di scarica da 1Mohm in parallelo al condensatore (altrimenti rimarrebbe carico a 310 volt) La tensione 220V c.a. raddrizzata è appunto 310V d.c. che è quella che occorre per alimentare una serie di 100 led.Per evitare disturbi ho inserito anche una piccola impedenza (100uH)che dà alimentazione al circuito. Con questo sistema ho eliminato tutti i componenti che assorbono corrente e risolto il problema della temperatura. I led, se acquistati in numero considerevole costano la metà della metà …. magari direttamente dalle fabbriche in Cina.
Se la tua idea è semplice ma innovativa, ti consiglio di produrla subito, a meno che non abbia molto da investire in termini di brevetti. Per la mia esperienza, l’elettronica non è facilmente brevettabile, o meglio, non è facilmente proteggibile dalla copia. Sai, ci vuole poco a dimostrare che in un paesino bulgaro una piccola azienda già aveva realizzato un alimentatore simile 😉 (purtroppo ad una azienda che conosco è successo)
E quindi il brevetto europeo va a farsi benedire…..
Quello che conta veramente è il time-to-market.
Prova a postare una proposta dettagliata nell’apposita sezione del nostro forum
http://it.emcelettronica.com/forum/collaborazioni-opportunit%C3%A0/nuove-idee-o-progetti-da-sviluppare
Che l’illuminazione a led sia il futuro, ormai non vè dubbio. Anche che i costi iniziali sono alti, ormai è una certezza. Aggiungerei che bisogna comunque fare attenzione perchè girano moltitudini di led che costano di meno della media ma che non valgono nulla (provenienza per lo più cinese).
Detto questo la sfida è senza dubbio sul rendimento del controller e dissipazione del case.
Il tuo progetto è molto interessante, ~94% di rendimento è buono, ma ho visto applicazioni fino al 97% (almeno sulla carta).
Anche l’assorbimento a riposo sotto al Watt è molto buono per le normative.
A che frequenza lavora lo switching?
Ciao Metafisico46,
Come realizzi il controllo in corrente nel prodotto che hai descritto? Non hai problemi di smaltimento di tempertura o di variazioni di luminosità con le fluttuazioni della tensioone di rete?
I led da quello che so vanno pilotati a 20mA.