ELEKTRIČNA RASVJETA U ZGRADI I JAVNA RASVJETA
Izum šezdesetih godina prošloga stoljeća, LED (light emmiting diode) je poluvodička dioda koja otpušta svjetlo pri prolasku struje. Od prve praktične primjene (1962.) razvoj LED-a se ubrzano razvija paralelno šireći prostor primjene. Razvoj se grubo može podijeliti na tri cjeline. Prvo su razvijene monokromatske LED diode (crvena, žuta, zelena), a tek 1993. godine japanski znanstvenik Shuji Nakamora je uspio razviti LED diodu plave boje. Bazirana na tehnologiji plave LED diode 1997. godine je razvijena bijela LED dioda što je značilo i prekretnicu u širini primjene. Od tog vremena do danas razvoj je usmjeren na povećanje razine svjetla, tako da danas postoje LED diode sa svjetlosnim tijekom koji prelazi 120 lumena/W. S obzirom na njihove karakteristike te brzinu razvoja, LED diode predstavljaju izvor svjetla budućnosti. 
Ovaj sveprisutni izum već je udomaćen u mnogim segmentima života: od računala i automobila, pa do infracrvenih dioda u daljinskim upravljačima te ultraljubičastih dioda korištenih u sterilizaciji hrane i vode. Ipak, čini se da mala LED-ica doživljava pravu renesansu: njezina primjena u rasvjeti doma će – kako stvari stoje – za nekoliko godina biti jedini izbor svakoga graditelja. LED rasvjeta troši višestruko manje električne energije od žarulje sa žarnom niti. LED-ice su dizajnirane za nazivni napon 2-3,6V uz struju od 20-30mA, što znači da im je potrebno manje od 0,1W za rad. Za razliku od klasičnih žarulja, električnu energiju pretvaraju direktno u svjetlost određene valne duljine uz zanemarivo zagrijavanje. Uz određene radne uvjete, životni vijek LED-a je 50 000 do 100 000 sati.
Tablica 1: LED kroz povijest
Tablica 2: Primjeri LED tehnologije i oblici
Prednosti LED rasvjete
Visoka energetska učinkovitost
Veoma male dimenzije
Razne mogućnosti konstrukcije
Energetski daleko učinkovitija od konvencionalnih žarulja do 230 lm/W
Visoka efikasnost svjetlosnog izvora
Niska temperatura izvora svjetla
Ekološki prihvatljiva tehnologija
Ne sadrži opasne tvari (živa, olovo, štetni plinovi)
Jednostavna reciklaža nakon korištenja
Ne uništava kukce jer ima nisku temperaturu izvora
Znatno smanjuje svjetlosno “zagađenje” okoline (Dark Sky Friendly)
Ne emitira štetno UV i IC zračenja
Tipični životni vijek: 50.000 – 100.000 sati rada
Nakon 60.000 h oko 80% početnog svjetlosnog toka
Trenutno paljenje svjetla – nema zagrijavanja
Neosjetljivost na udarce i vibracije
Mogućnost regulacije intenziteta svjetlosnog toka
Omogućuje koncept „Inteligentnog upravljanja”
Širok raspon temperature svjetla – od 2.800 do 8.000 K
Nedostaci LED rasvjete
Najveća mana LED rasvjete je početna investicija, koja doduše iz godine u godinu pada (cijena je sve pristupačnija), međutim s obzirom na dugi životni vijek, gotovo zanemarivo održavanje, investicija se vraća u kratkom roku.
Nadalje, LED rasvjeta je osjetljiva na toplinu (na većim temperaturama smanjuje joj se efikasnost) te ima slabu horizontalnu disperziju.
Tablica 3: LED u usporedbi s ostalim izvorima svjetlosti
Što trebate znati o LED rasvjeti?
LED rasvjeta u pravilu štedi 90% električne energije od standardnih žarulja sa žarnom niti. Vijek im je 10 i više godina što ovisi o proizvođaču i intenzitetu korištenja. Ne sadrže živu kao što je to primjer sa štednim žaruljama, tako da se slobodno mogu reciklirati. Ukoliko je uspoređujemo s fluokompaktnim žaruljama, tada je ušteda električne energije oko 50%. Nadalje, otporne su na vibracije i udarce, tako da će raditi i nakon što Vam eventualno ispadnu iz ruke i padnu na pod. Kvaliteta svjetlosti koju pružaju je jednako kvalitetna kako u zatvorenim, tako i na otvorenim prostorima.
Certificiranje LED proizvoda
Svaki LED proizvod koji se prodaje u Europskoj uniji mora imati CE certifikat. Riječ je o dokumentu kojim se dokazuje ispravnost proizvoda te sigurnost njegove kvalitete unutar Europskog tržišta jer je proizvođač morao sklopiti ugovor s nacionalnom organizacijom za certificiranje i testiranje proizvoda. Osim CE certifikata, LED proizvodi moraju imati i RoHS certifikat kojim se dokazuje tehnička ispravnost proizvoda, te se garantira da nema štetnih i opasnih sastojaka u proizvodima.
Kupac također, ukoliko želi, može zatražiti Izvještaj o testiranju. U njemu se pokazuju svi rezultati dobiveni testiranjem proizvoda (elektromagnetska kompatibilnost, dokaz o tipskom ispitivanju, …).
Slika 1. Razni LED oblici
ENEC certifikat je jedinstven dobrovoljni europski znak, koga članice certifikacijskog sporazuma (grupa ENEC) dodjeljuju u skladu s posebnim međusobnim dogovorom. Upotrebljava se za električne svjetiljke i pribor za svjetiljke (npr. prigušnice, kućišta, starteri,…), sklopke za aparate, opremu informacijske tehnologije te sigurnost izolacijskih transformatora. Znak na uređajima omogućava dobavljačima pristup na tržišta svih država članica Europske unije, članice Europskoga udruženja za slobodnu trgovinu (EFTA) ili država pristupnica u EU.
Slika 2. Toplina boje
Napajanje LED izvora
Rad LED izvora bitno ovisi o napajanju (napon i struja) na koje je priključen. Karakteristike neposredno ovise o kontroli struje koja prolazi kroz poluvodičke elemente. Same svjetiljke mogu biti predviđene za rad na mrežni ili na sigurnosno mali napon. Pritom je kod prvih upravljački uređaj integriran u svjetiljku ili u LED izvor (tzv. retrofit), a kod drugih on predstavlja vanjski izvor napajanja. Naponski izvori konstantnog izlaznog napona reduciraju mrežni napon 230 V na stabilizirani niski napon, istosmjerni napon od 10, 12 ili 24 V. Kako je za pravilan rad LED-a nužna kontrola struje, ona se ostvaruje kroz uređaj za ograničavanje struje koji je obično integriran na elektroničku podlogu (štampanu pločicu). Ovakvi uređaji (izvori) dopuštaju samo jednostavnu regulaciju intenziteta svjetlosti uređajima s pulsnom modulacijom napona. Uređaji za ovakvu modulaciju moraju biti posebno dizajnirani za rad s LED-om. Uglavnom, naponski kontrolirani su LED izvori snaga manjih od 0,5 W.
Strujni izvori konstantne izlazne struje generiraju stabilizirani strujni tok (u pravilu) sigurnosno niskog napona. Pritom su tipične vrijednosti struje 350, 700 ili 1500 mA. Ovakvi LED moduli spajaju se u seriju na izvor (proizvođači daju ukupnu snagu koju taj izvor može podnijeti). Zbog rada na konstantnu struju, bez uređaja za limitiranje struje koji ima svoje gubitke, ovi su izvori učinkovitiji u odnosu na one koji rade na konstantni napon. Ovakva kontrola posebno je pogodna za LED izvore veće snage.
Uredništvo stručnog časopisa Korak
Literatura:
www.ieee.hr – Električna rasvjeta – LED – status i trendovi
Predavanja za energetske certifikatore – Modul 2 – Električna rasvjeta u zgradi i javna rasvjeta – Davor Perić, dipl.ing.el.
