Efficienza dei LED per illuminazione

Secondo il rapporto di aprile 2013 realizzato da Strategies Unlimited il mercato globale dei LED ad alta luminosità è passato da un fatturato di12,5 milioni di $ del 2011 a 13,7 milioni di $ nel 2012 superando le previsioni fatte l’anno precedente che davano il fatturato del 2012 a 13,3 milioni di $.

L’illuminazione a LED è sempre più presente nelle nostre case, strade e luoghi di lavoro grazie al continuo miglioramente della tecnologia che porta ed efficienze maggiori ed alla riduzione dei costi. Al momento però il LED rimane ancora il più costoso e richiede investimenti che solo negli anni vengono recuperati, ma non sarà sempre così.

L’U.S. DOE, Dipartimento Energia degli Stati Uniti, pubblica periodicamente un piano programmatico multi-anno (Multi Year Program Plan) in cui fa il punto della situazione dulla tecnologia e sul mercato dei LED. Dal DOE MYPP del 2012 ho estratto la seguente tabella che mette a confronto costi ed efficienza delle lampade LED con le lampade tradizionali.

Confronto di efficienza e costi tra LED ed altre sorgenti luminose.

LEGENDA:

LED Package: Si intende il solo chip LED, l’efficienza cala quando si considerano le perdite dovute all’ottica, alla dissipazione, all’elettronica.
HID: High Intensity Discharge lamp, ovvero lampade a scarica ad alta intensità. Fanno parte di questa categoria le lampade a vapori di mercurio, a vapori di sodio, allo xenon, a ioduri metallici.
Linear fluorescent: Sono i classici tubi neon.
CFL: Compat Fluorescent Lamp, lampade fluorescenti compatte comunemente dette lampade a risparmio energetico.
Halogen: Lampade alogene.
Incandescent: Lampade a incandescenza.

Nella tabella sucessiva ho messo a confronto il costo ogni mille lumen di flusso luminoso tra una lampada LED ed alcune lampade tradizionali equivalenti nell’anno 2012 e 2013.

	2012	2013
Sorgente luminosa	Prezzo $/Klm	Prezzo $/Klm
Lampada Alogena (A19, 43W, 750 lumen)	2,5 $	2,5 $
CFL (13W, 800 lumen)	2 $	2 $
CFL (13W, 800 lumen dimmerabili)	10 $	10 $
Tubo Neon T8 con ballast (F32T8)	4 $	4 $
Lampada LED (A19, 12W, 800 lumen dimmerabili)	30 $	19 $

Fonte: DOE MYPP 2012 – 2013.

Il costo delle lampade LED è superiore alle altre lampade ma possiamo notare una riduzione di prezzo di circa 1/3 in un solo anno. Il grafico sucessivo mostra l’evoluzione dell’efficienza di varie lampade dal 1940 ad oggi. Le linee tratteggiate indicano le previsioni di efficienza fino al 2020.

Efficienza luminosa di varie lampade dal 1940 al 2020

Vediamo in conclusione, sempre su dati del DOE l’evoluzione di efficienza e costi dei chip LED dal 2004 ad oggi e le previsioni per il 2015 e 2020.

		2004	2010	2011	2012	2013	2015	2020
Bianco freddo	lm/W	23	134	135	150	164	224	235
	$/Klm	250	13	9	6	4	2	0,7
Bianco caldo	lm/W	21	96	98	113	129	162	224
	$/Klm	300	18	12,5	7,9	5,1	2,3	0,7

Fonte: DOE MYPP 2011, 2012, 2013.

L’efficienza in lumen per Watt (lm/W) è relativa ad una temperatura di giunzione di 25°C. Per l’efficienza a temperatura di funzionamento (circa 80 °C) dobbiamo togliere un 15%. Per avere l’efficienza del modulo LED o lampada finale dobbiamo togliere un altro 15-20% considerando l’efficienza dell’elettronica, della dissipazione e dell’ottica. Se l’efficienza massima dei chip LED in bianco freddo oggi, in laboratorio a 25°C, è di 164 lm/W, nell’utilizzo normale a 80 °C è di 140 lm/W e l’efficienza finale di un modulo o lampada LED arriva a 120 lm/W. Possiamo aspettarci nel 2015 lampade LED da 164 lm/W reali ed un costo che sarà 1/5 di quello attuale, portanto la tecnologia LED alla portata di tutti.

Per maggiori informazioni e approfondimento vi rimando al link diretto del DOE’s Technology Roadmaps