Technische problemen met LED-verlichting

Solid-state verlichting met light-emitting diodes of LED's geeft vijf tot tien keer zoveel verlichting per watt als gloeilampen - of zelfs meer. LED's hebben een nuttige levensduur van tienduizenden uren - in plaats van de ongeveer duizend die gloeilampen bieden. En LED's bieden een nauwkeurige regeling van de lichtopbrengst, in tegenstelling tot gloeilampen, die hun licht in alle richtingen sproeien.

Al deze kenmerken vertalen zich in aanzienlijke prestatievoordelen voor LED's, maar dat betekent niet dat ze zonder problemen zijn. Ze kunnen kleurproblemen hebben, de output kan na verloop van tijd afnemen en LED's moeten worden gekoeld. Een storing in een van de verschillende LED-armatuurcomponenten kan ertoe leiden dat de hele LED uitvalt. De industrie, de overheid en de academische wereld pakken deze problemen aan, wat heeft geleid tot een explosieve groei van de beschikbaarheid van leds voor algemene verlichting.

Het karakter en de kleur van het licht dat uit je gloeilamp komt, hangt af van de temperatuur van de kleine gloeidraad binnenin. Zelfs als het ene filament anders is opgebouwd dan het andere, wordt het nog steeds verwarmd tot ongeveer dezelfde temperatuur en geeft het ongeveer dezelfde kleur licht. Niet zo met LED's.

LED's zijn gebouwd als computerchips, met nauwkeurig afgezette lagen halfgeleidermaterialen. Kleine veranderingen in de dikte van de lagen kunnen de kleur van het LED-licht veranderen. Bovendien hebben de meeste witlicht-LED's een andere laag die fosfor wordt genoemd. Kleine veranderingen in de fosfor zullen ook leiden tot kleurveranderingen waardoor de ene witte LED er blauwachtig uitziet, terwijl de andere er roodachtig uitziet en een andere gelig.

Elke lichtbron degradeert met de tijd. Zelfs uw gloeilampen zullen van kleur veranderen en dimmen naarmate ze ouder worden - maar ze breken volledig voordat die effecten te opvallend worden. LED's dimmen en veranderen ook van kleur naarmate ze ouder worden. Gedurende hun levensduur veroorzaken blootstelling aan hitte en licht fysieke en chemische veranderingen in de LED's en de fosforen die de verlichting wijzigen. Omdat LED's 25 tot 50 keer langer meegaan dan gloeilampen, worden die effecten duidelijk.

Leds zijn veel efficiënter dan gloeilampen. Gloeilampen zetten 5 tot 10 procent van hun elektriciteit om in licht, terwijl LED's ongeveer de helft van hun elektriciteit omzetten in licht. De rest van die energie - het verspilde deel - gaat in warmte. Gloeilampen ontdoen van die warmte door het uit te zenden als onzichtbare infraroodstraling - daarom voelt je hand warm aan voor een gloeilamp. LED's zenden niet veel infraroodstraling uit.

LED's genereren nog steeds warmte, dus deze moet op een andere manier worden afgevoerd. LED's moeten worden aangesloten op koellichamen om de warmte-energie weg te leiden van de LED, en vervolgens moeten de koellichamen worden ontworpen om die warmte op de een of andere manier kwijt te raken. Als LED's niet worden gekoeld, degraderen ze zeer snel en vallen ze vervolgens volledig uit.

Wanneer u een gloeilamp koopt, kunt u deze aansluiten op een bureaulamp, een wandkandelaar of een verzonken plafondarmatuur - hij werkt overal. Voor LED's is het een ander verhaal. Een LED-lichtbron bestaat uit veel meer dan de LED zelf. Het bevat ook het koellichaam en de driverelektronica - een circuitsamenstel dat de 120 V van het stopcontact omzet in een gelijkspanning die de LED kan gebruiken. Om een ​​LED goed te laten werken, moeten de LED zelf, de fosfor, het koellichaam en de elektronica allemaal storingsvrij zijn. Als je ooit een LED-verkeerslicht hebt gezien met een stukje duisternis in het midden, heb je geen defecte LED gezien; je hebt een defect LED-elektronicapakket gezien. Omdat LED's zelf vele tienduizenden uren mee kunnen gaan, moeten ook de andere elementen van het pakket worden ontworpen met een dergelijke levensduur - een technische uitdaging.

In de vroege jaren 2000 waren al deze problemen - en een paar andere - technische problemen voor LED-verlichting. Gecoördineerd werk van bedrijven, universiteiten en de overheid heeft de situatie drastisch verbeterd. Nu zijn er sets van ontwerp- en testnormen. Hoewel consumenten waarschijnlijk niet begraven willen worden in de details van testprocedures, kunnen ze een eenvoudige stap zetten door te controleren of de LED-producten die ze kopen een label "Lighting Facts" hebben. Alleen fabrikanten die de testprocedures volgen, mogen het label gebruiken.