Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των LED

Πλεονεκτήματα

Αποδοτικότητα:Σε σύγκριση με τους συμβατικούς λαμπτήρες, τα LED παράγουν περισσότερα lumen ανά watt. Σε αντίθεση με τους λαμπτήρες φθορισμού ή τους σωλήνες, η αποτελεσματικότητα των συσκευών φωτισμού LED δεν επηρεάζεται από τη μορφή και το μέγεθος.
απόχρωση: Σε αντίθεση με τις συμβατικές τεχνικές φωτισμού, τα LED μπορούν να εκπέμπουν φως της επιθυμητής απόχρωσης χωρίς τη χρήση φίλτρων χρώματος. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένα αρχικά έξοδα και είναι πιο αποτελεσματικό.

Μέγεθος:Οι λυχνίες LED συνδέονται εύκολα με πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων και μπορούν να κατασκευαστούν έως και 2 mm2.

Τα LED ανάβουν και σβήνουν πολύ γρήγορα. Σε λιγότερο από ένα μικροδευτερόλεπτο, μια τυπική κόκκινη ενδεικτική λυχνία LED θα φτάσει τη μέγιστη φωτεινότητα. Ακόμη πιο γρήγορες περίοδοι αντίδρασης είναι δυνατές με τα LED που χρησιμοποιούνται σε εξοπλισμό δικτύωσης.

Ποδηλασία:Σε αντίθεση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως και τους λαμπτήρες φθορισμού, οι οποίοι διασπώνται πιο γρήγορα όταν ανακυκλώνονται συχνά, και τους λαμπτήρες εκκένωσης υψηλής έντασης (λαμπτήρες HID), οι οποίοι χρειάζονται λίγο χρόνο για να ξαναρχίσουν, τα LED είναι ιδανικά για εφαρμογές που εκτίθενται σε συχνή ανακύκλωση.

Οι λυχνίες LED είναι πολύ εύκολο να μειωθούν, είτε μειώνοντας το ρεύμα προς τα εμπρός είτε χρησιμοποιώντας διαμόρφωση πλάτους παλμού. Όταν φαίνονται σε βίντεο ή από μερικούς ανθρώπους, τα φώτα LED, ειδικά οι προβολείς των οχημάτων, φαίνονται να τρεμοπαίζουν ή να αναβοσβήνουν λόγω αυτής της διαμόρφωσης πλάτους παλμού. Αυτό το είδος εικόνας είναι στροβοσκοπικό.

Δροσερό φως:Σε αντίθεση με τις περισσότερες πηγές φωτός, τα LED εκπέμπουν πολύ λίγη θερμότητα με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας, η οποία μπορεί να βλάψει ευαίσθητα αντικείμενα ή υφάσματα. Η σπατάλη ενέργειας απελευθερώνεται μέσω της βάσης του LED ως θερμότητα. Οι λυχνίες LED συνήθως αποτυγχάνουν αργά, χαμηλώνοντας με την πάροδο του χρόνου σε αντίθεση με την ξαφνική αστοχία των λαμπτήρων πυρακτώσεως.

ΖΩΗ:Η διάρκεια ζωής ενός LED μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη. Σύμφωνα με έναν λογαριασμό, η ωφέλιμη ζωή είναι μεταξύ 35,000 και 50,000 ωρών, αν και η περίοδος μέχρι την πλήρη αποτυχία μπορεί να παραταθεί. Σύμφωνα με τις συνθήκες χρήσης, οι σωλήνες φθορισμού αξιολογούνται συνήθως για 10,000 έως 15,000 ώρες χρήσης, ενώ οι λαμπτήρες πυρακτώσεως αναφέρονται για 1,000 έως 2,{ {11}} ώρες. Η περίοδος απόσβεσης για ένα προϊόν LED επηρεάζεται κυρίως από το μειωμένο κόστος συντήρησης από αυτήν την αυξημένη διάρκεια ζωής και όχι από την εξοικονόμηση ενέργειας, σύμφωνα με μια σειρά επιδείξεων DOE.

Αντοχή κραδασμών:Σε αντίθεση με τα ευαίσθητα φώτα φθορισμού και πυρακτώσεως, τα LED μπορούν να αντέξουν τους εξωτερικούς κραδασμούς επειδή είναι εξαρτήματα στερεάς κατάστασης.

Συγκεντρώνω:Το ανθεκτικό δοχείο του LED μπορεί να κατασκευαστεί για να κατευθύνει το φως του. Για να συλλέξετε φως και να το οδηγήσετε σε μια χρήσιμη κατεύθυνση από πηγές πυρακτώσεως και φθορισμού, χρειάζεται συχνά ένας εξωτερικός ανακλαστήρας. Τα οπτικά συστήματα ολικής εσωτερικής ανάκλασης (TIR) ​​χρησιμοποιούνται συχνά για να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα για μεγαλύτερα πακέτα LED. Ωστόσο, πολλές πηγές φωτός που είναι δύσκολο να συγκεντρωθούν ή να συγκρούονται προς τον ίδιο στόχο χρησιμοποιούνται συνήθως όταν απαιτούνται μεγάλες ποσότητες φωτός.

Μειονεκτήματα

Υψηλό κόστος εκκίνησης:Σε σύγκριση με τις περισσότερες παραδοσιακές τεχνολογίες φωτισμού, τα LED είναι επί του παρόντος πιο δαπανηρά (τιμή ανά lumen). Η τιμή ανά κιλολουμένιο (χίλιες λυχνίες) ήταν περίπου 6 $ από το 2012. Μέχρι το 2013, προβλεπόταν ότι το κόστος θα ήταν 2 $ ανά κιλολουμένιο. Από τον Μάρτιο του 2014, τουλάχιστον ένας κατασκευαστής ισχυρίζεται ότι έχει επιτύχει $1 ανά κιλολουμένιο. Η σχετικά χαμηλή έξοδος αυλού, τα απαραίτητα κυκλώματα μετάδοσης κίνησης και οι πηγές ισχύος συμβάλλουν στο επιπλέον κόστος.

Εξάρτηση από τη θερμοκρασία:Η θερμοκρασία περιβάλλοντος του χώρου εργασίας ή τα χαρακτηριστικά «θερμικής διαχείρισης» επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό την απόδοση των LED. Όταν μια λυχνία LED υπερτροφοδοτείται σε ζεστό περιβάλλον, η μονάδα LED μπορεί να υπερθερμανθεί, γεγονός που θα μπορούσε τελικά να προκαλέσει δυσλειτουργία της συσκευής. Για να διατηρηθεί μια μεγάλη διάρκεια ζωής, απαιτείται επαρκής ψύκτρα. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία, την ιατρική και την αμυντική βιομηχανία όπου ο εξοπλισμός πρέπει να λειτουργεί σε ποικίλες θερμοκρασίες και να έχει χαμηλά ποσοστά αστοχίας. Με εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας από -40 έως 100 μοίρες, η Toshiba έχει αναπτύξει LED που είναι κατάλληλα τόσο για εσωτερική όσο και για εξωτερική χρήση σε φωτιστικά όπως λάμπες, φωτισμός οροφής, φώτα δρόμου και προβολείς.

Ευαισθησία τάσης:Τα LED απαιτούν τροφοδοσία τάσης υψηλότερη από την αποκοπή και ρεύμα χαμηλότερο από την προδιαγραφή. Μια μικρή μετατόπιση στην εφαρμοζόμενη τάση προκαλεί σημαντικές αλλαγές στο ρεύμα και στη διάρκεια ζωής. Χρειάζονται έτσι μια πηγή που ελέγχεται από ηλεκτρική ενέργεια. (συνήθως απλώς μια αντίσταση σειράς για ενδεικτικές λυχνίες LED).

Ποιότητα φωτός:Σε σύγκριση με έναν σκοτεινό θερμαντήρα σώματος, όπως ο ήλιος ή ένα λαμπάκι πυρακτώσεως, η πλειονότητα των ψυχρόλευκων LED έχουν πολύ διαφορετικά μήκη κύματος. Λόγω του μεταμερισμού, οι κόκκινες επιφάνειες απεικονίζονται ιδιαίτερα άσχημα από τα κανονικά ψυχρά-λευκά LED με βάση τον φώσφορο, με αποτέλεσμα το χρώμα των αντικειμένων να φαίνεται διαφορετικά κάτω από ψυχρό λευκό φωτισμό LED από ό,τι κάτω από ηλιοφάνεια ή πηγές πυρακτώσεως. Ωστόσο, σε σύγκριση με τα σύγχρονα λευκά LED, οι δυνατότητες απόδοσης χρώματος των συνηθισμένων λαμπτήρων φθορισμού είναι συχνά κατώτερες.

Πηγή φωτός περιοχής:Τα μεμονωμένα LED παράγουν μια κατανομή φωτός lambertian αντί για μια κυκλική κατανομή φωτός που προέρχεται από μια μοναδική πηγή φωτός. Κατά συνέπεια, είναι δύσκολο να εφαρμοστούν LED σε εφαρμογές που απαιτούν σφαιρικό πεδίο φωτός. Ωστόσο, διαφορετικά πεδία φωτός μπορούν να ελεγχθούν με τη χρήση διαφόρων οπτικών ή "φακών". Απόκλιση κάτω από μερικές μοίρες δεν μπορεί να παραχθεί από τα LED. Συγκριτικά, τα λέιζερ μπορούν να παράγουν ακτίνες που αποκλίνουν όχι περισσότερο από 0,2 μοίρες.

Ηλεκτρική πολικότητα:Τα LED θα λάμπουν μόνο με την κατάλληλη ηλεκτρική πολικότητα, σε αντίθεση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, που ανάβουν ανεξάρτητα από την ηλεκτρική πολικότητα. Οι ανορθωτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την άμεση αντιστοίχιση της πολικότητας της πηγής με τις οθόνες LED.

Μπλε κίνδυνος:Σύμφωνα με τα πρότυπα ασφάλειας των ματιών όπως το ANSI/IESNA RP-27.1-05: Συνιστώμενη πρακτική για φωτοβιολογική ασφάλεια για συστήματα λαμπτήρων και λαμπτήρων, τα μπλε LED και τα ψυχρά-λευκά LED μπορούν πλέον να εκπέμπουν περισσότερο μπλε φως από ό,τι είναι ασφαλές για ανθρώπινα μάτια.

Μπλε φωτορύπανση:Λόγω της ισχυρής εξάρτησης από το μήκος κύματος της σκέδασης Rayleigh, τα ψυχρά-λευκά LED μπορούν να παράγουν περισσότερη φωτορύπανση από άλλες πηγές φωτός, επειδή εκπέμπουν αναλογικά περισσότερο μπλε φως από τις παραδοσιακές πηγές φωτός εξωτερικού χώρου, όπως οι λαμπτήρες ατμού νατρίου υψηλής πίεσης. Η IDA συμβουλεύει να μην χρησιμοποιείτε πηγές λευκού φωτός με σχετικές θερμοκρασίες χρώματος μεγαλύτερες από 3,{3}} Κ.

Πτώση απόδοσης:Καθώς το ηλεκτρικό ρεύμα αυξάνεται, η απόδοση των LED μειώνεται. Τα υψηλότερα ρεύματα έχουν επίσης ως αποτέλεσμα περισσότερη θέρμανση, η οποία μειώνει τη διάρκεια ζωής του LED. Το ρεύμα που μπορεί να περάσει μέσα από ένα LED σε χρήσεις υψηλής ισχύος περιορίζεται πρακτικά από αυτά τα φαινόμενα.

Επίδραση στα έντομα:Σε σύγκριση με τα φώτα ατμού νατρίου, τα LED είναι πολύ πιο δελεαστικά για τα έντομα, εγείροντας την υποθετική ανησυχία ότι αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε διάρρηξη των τροφικών ιστών.

Χρήση σε κρύο καιρό:Δεδομένου ότι τα φώτα ελέγχου κυκλοφορίας LED δεν παράγουν τόση θερμότητα όσο τα συμβατικά ηλεκτρικά φώτα, το χιόνι μπορεί να τα κρύψει και να προκαλέσει ατυχίες.