Guida alla scelta delle lampadine LED per la casa

Il costo delle lampadine LED è sceso moltissimo negli ultimi anni ed in alcuni casi ha addirittura raggiunto quello delle vecchie lampade a incandescenza. La tecnologia delle lampade a incandescenza, sviluppata nel 1800 ha un’efficienza che a fatica supera il 10% traducendosi in una resa luminosa spesso inferiore ai 15 lm/W. Per questo motivo la Comunità Europea, con il Regolamento (CE) n. 244/2009 ne ha vietato la produzione assieme alle lampade fluorescenti meno efficienti. La lampadina a LED rappresenta l’alternativa migliore, non solo in termini di efficienza superando gli 80 lm/W, ma oggi anche in termini economici e di varietà. E’ infatti possibile trovare lampadine a LED con tutte le forme ed i tipi di attacco.

Essendo però una tecnologia completamente diversa da quella a incandescenza non è per tutti facile sapersi orientare e scegliere quella più adatta alle proprie esigenze. Con questa guida voglio illustrarvi molto brevemente queste differenze tecnologiche e di seguito aiutarvi nella scelta della lampada più adatta a voi.

Fig.1 A sinistra una lampadina a incandescenza, con filamento al tungsteno. A destra una lampadina a LED. Aperta la cupola si vede la scheda LED ed i fili di collegamento con il circuito sottostante.

La tecnologia delle lampade a incandescenza e LED

Le lampade a incandescenza hanno un principio ed una costruzione molto semplice: un filo metallico, solitamente in tungsteno, viene attraversato dalla corrente e comincia ad emettere radiazione. Gran parte della radiazione è nell’infrarosso traducendosi in calore ed un 5-10% nello spettro visibile ovvero luce. Il filamento è racchiuso da un bulbo di vetro  che lo mantiene sotto vuoto. Il vuoto serve per evitare che il pulviscolo presente nell’aria a contatto con il filamento incandescente  si metta a bruciare rovinandolo.

Le lampadine LED hanno una struttura più complessa ma per certi versi meno delicata. Sotto il bulbo della lampadina è presente una scheda con una serie di LED collegati in serie tra loro. I LED vengono alimentati in corrente continua con poche decine di milliampere (mA) e ad una tensione tipica di 3 V per LED. Tra la scheda dei LED e la presa elettrica di casa è necessario un circuito elettrico che riceva in ingresso i 220 V in tensione alternata e mandi in uscita la corrente continua necessaria ai LED. I LED inoltre sono più efficienti se tenuti a temperature non troppo alte, sotto i 100 °C. Per questo motivo le lampadine LED hanno una base bombata e alettata. La bombatura crea lo spazio necessario a contenere l’elettronica e le alette aumentano la superficie di scambio con l’ambiente e mantengono LED ed elettronica più fredde. Grazie allo sviluppo della tecnologia le ultime generazioni di lampadine LED non necessitano più delle alette di alluminio per dissipare il calore dei LED.

Quale lampada LED scegliere?

Come si vede nell’immagine in cima a questo articolo esistono molte forme di lampadine a LED, ognuna disponibile con caratteristiche luminose diverse. Vediamole in dettaglio assieme.

1 Tipo di attacco

Fig.2 Lista con i principali tipi di attacchiper lampada domestica.

La prima cosa da scegliere è la lampada con l’attacco giusto per il vostro portalampada. Il più diffuso in casa per i lampadari e applique è l’attacco E27 per i wattaggi superiori e l’E14 per le lampada più piccole. Per i faretti da incasso e le lampade da bagno si usano spesso attacchi di tipo GU10 o GU5.3. Qui il consiglio è di controllare il tipo di portalampada che avete prima di andare in negozio.

2 Potenza

La seconda cosa da valutare è il flusso luminoso che vi serve. Con le vecchie lampade a incandescenza si associava la quantità di luce emessa, la cui unità di grandezza è il lumen, con la potenza assorbita in watt. Ma il rapporto lumen/watt dipende dall’efficienza della lampada e cambia con la tecnologia utilizzata e la qualità del prodotto. Ad esempio 60 W di una lampada a incandescenza corrispondono a 800 lumen circa. Per avere la stessa luce sono sufficienti 12 W di una lampada a risparmio energetico e 9 W di una lampadina a LED.  I lumen però non sono una unità di misura molto conosciuta ed è ancora difficile valutare la luce emessa in lumen. Quanti lumen emette una lampadina a incandescenza da 100 W? Quanti lumen servono per illuminare come desiderate il vostro soggiorno o il vostor bagno? Difficile dirlo. Per fortuna i produttori di lampade a LED ci aiutano indicando oltre ai lumen emessi dalla lampada anche i watt di una lampada a incandescenza che emette la stessa luce. Mi spiego meglio. Come vedete in figura 3, nella confezione di quella lampadina LED è indicato che emette 820 lumen, che consuma 9 watt ma anche emette la stessa luce di una lampada a incandescenza da 60 W.

Fig.3 Esempio di caratteristiche scritte sulla confezione di una lampadina a LED.

3 Luce calda o fredda?

La luce bianca emessa dai LED può avere varie tonalità di colore, in termini comuni si parla di luce calda o luce fredda. Una luce calda ha tonalità tendenti al rosso, una luce fredda tendenti al blu. In termini tecnici si parla di temperatura di colore (CCT). I LED a luce calda hanno una CCT tra i 2700 ed i 3000 gradi Kelvin (K). I LED a luce neutra sono attorno ai 4000 K ed i LED a luce fredda dai 4500 K fino anche ai 10000 K. Più la luce tende a tonalità fredde e maggiore è l’efficienza dei LED. Per approfondire l’argomento della temperatura di colore vi invito a leggere questo articolo. Il mio consiglio è di utilizzare luce calda per gli ambienti in cui ci si riposa e rilassa, come soggiorno e camera da letto; e di utilizzare una luce più neutra negli ambienti in cui dovete svolgere dei lavori ed è richiesta maggiore attenzione, come la cucina o anche il bagno.

4 Apertura fascio luminoso

L’ultima cosa da considerare è la direzione in cui la lampada emette la luce. Tralasciando quelle lampade con riflettori che emettono un fascio molto stretto, come le lampade da incasso e da bagno, le lampadine LED a bulbo hanno sostanzialmente due tipi di emissione. Le nuove lampade con filamenti a LED emettono quasi a 360°, come le lampada a incandescenza. Le riconoscete perchè hanno un bulbo in plastica trasparente e si vedono diversi filamenti gialli. Le altre lampadine LED a bulbo hanno invece una base molto larga (che contiene l’elettronica) ed una cupola in plastica che emette la luce a 180°, come mostrato in figura 2. Diversi modelli hanno la cupola in plastica bianca satinata in modo da aumentare la diffusione della luce ed arrivano a 220°. Le lampade che emettono a 180° sono più efficienti se montate ad esempio a soffitto con la testa rivolta verso il basso, in questo modo tutta la luce emessa andrà ad illuminare l’ambiente senza sprechi di luce verso il soffitto e la resa luminosa sarà ancora superiore. Sono sconsigliate invece se le dovete montare a soffitto su uno zoccolo orizzontale, in questo caso avrete la stanza illuminata in modo disuniforme, con meno luce dal lato che guarda lo zoccolo del portalampada.

Questa breve guida è finita, spero di esservi stato utile e scrivetemi se qualcosa non vi è chiaro o se avete altre curiosità.

 

Definire la temperatura di colore (CCT) di un LED dalle coordinate cromatiche

cct e cieCon questo breve articolo voglio darvi una semplice formula per calcolare la temperatura di colore (in inglese CCT o correlated color temperature) di un LED bianco avendo a disposizione le coordinate di colore (o coordinate cromatiche) x, y del LED. Per un ulteriore approfondimento su CCT, (x,y) ed il diagramma CIE dei colori vi rimando a questo articolo.

La temperatura di colore (CCT) è diventato un parametro importante per classificare il tipo di luce bianca emessa da un LED o da una qualsiasi lampada. Sappiamo che una luce calda, con un bianco che tende al rosso tipica delle lampade a incandescenza, ha una CCT di 2700 o 3000 K mentre una luce fredda, con un bianco che tende al blu tipico dei neon, ha una CCT di 6000 K o oltre, fino anche a 10000 K. Continua a leggere

Nanoparticelle per aumentare l’efficienza dei LED e la resa del colore

incapsulante giallo

Sono molti gli aspetti che determinano le prestazioni di un LED, uno di questi spesso sottovalutato, è il rivestimento protettivo del LED, chiamato in termini tecnici incapsulante.L’incapsulante non solo protegge la parte sensibile del LED ma spesso funziona anche come ottica primaria o come convertitore di colore. Un gruppo di ricercatori americani ha sviluppato un materiale incapsulante composto da nano particelle di ossido di zirconio che migliora l’estrazione della luce ed apre la strada ad un migliore controllo della conversione dei colori.

Continua a leggere

Determinare il Gruppo di Rischio fotobiologico dei LED

striscia-led-bianco-freddoProcedure di misura e di calcolo per la determinazione della classe di rischio fotobiologico di apparecchi luminosi a LED secondo la Norma IEC 62471. La norma si applica a tutti i tipi di sorgenti luminose sia per illuminazione che per altro uso con emissione tra i 200 nm ed i 3000 nm. Nel caso di LED con emissione nel visibile la radiazione da misurare va dai 400 nm ai 780 nm circa, come si vede in Figura 1, per i LED IR si arriva a 1050 nm. Lo strumento di misura consigliato dalla norma citata è il monocromatore.

Continua a leggere

Quando conviene la lampada a LED

led-manufacturer

In questi anni è scoppiata la moda del LED: il LED fa risparmiare, aiuta l’ambiente e sicuramente fa prestigio. Sono molte le aziende che hanno cominciato a commerciare prodotti a LED perchè sono sempre più le persone che vogliono il LED per illuminare la propria casa, negozio o azienda. Ma è sempre conveniente sostituire una lampada tradizionale per una a LED? Oppure, invertiamo il problema: è vero che installare lampade a LED è sempre molto costoso? Continua a leggere

LED e OLED: le sfide tecniche del 2014

foto2Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) ha pubblicato la sua versione 2014 del “Manufacturing roadmap: Solid-state lighting research and development” con un aggiornamento dei progressi di fabbricazione di LED e OLED. La roadmap completa è scaricabile a questo link: DOE Roadmap SSL 2014. In questo articolo vi darò un riassunto sulle principali sfide tecniche da affrontare nei prossimi mesi per incrementare la penetrazione sul mercato di queste tecnologie.  Continua a leggere

Il rischio da luce blu dei LED

led_bluIn tema di salute e sicurezza il rischio da luce blu è il pericolo più discusso associato ai LED. Riprendo un documento tecnico rilasciato da ASSIL, l’associazione nazionale dei produttori di illuminazione, riguardo LED e il rischio da luce blu. Continua a leggere

Sicurezza fotobiologica: i rischi delle lampade tradizionali

lampade osramDa tempo si parla dei rischi per la salute dovuti alla luce dei LED, ed è giusto analizzare tutti gli aspetti di una nuova tecnologia soprattutto quelli potenzialmente nocivi, a patto di non demonizzarla. Sembra infatti che solo i LED siano potenzialmente pericolosi ma non è così. In questo breve articolo riprendo un documento di febbraio 2013 a cura della Lighting Europe dove si analizzano in maniera chiara e sintetica i rischi di varie sorgenti luminose. Continua a leggere

Efficienza LED: raggiunti i 200 lm/W!

XP-L

L’evoluzione lo abbiamo capito è rapida ed ogni 6 mesi circa escono sempre nuovi prodotti dalle prestazioni incrementate. Le novità però arrivano su fronti diversi come diverse sono le esigenze di mercato. Continua a leggere

L’evoluzione di LED e OLED: rapporto 2014 del DOE

led per articolo doe 2014

Ad aprile 2014 è stato pubblicato il piano di programma 2014 del Dipartimento degli Stati Uniti dell’Energia (Department Of Energy) sullo Solid State Lighting (SSL), l’illuminazione a stato solido, in pratica LED e OLED. Il DOE rilascia periodicamente documenti che fanno il punto della situazione sulla ricerca, la produzione, la commercializzazione, tutto quello che riguarda il SSL e sono molto utili per capire in che direzione sta andando il mondo di LED e OLED. Il documento ufficiale lo trovate a questo link, di seguito riporterò un breve estratto.  Continua a leggere