LED İle İlgili Temel Bilgiler
4640 Views Mayıs 20, 2014 Yorum Yapılmamış	TEKNİK YAZI LightWorld
Akkor ve flüoresan lambaların aksine, LED’ler esasen beyaz ışık kaynakları değildir. LED’ler neredeyse tek renkli ışık yayarlar ve bu yüzden trafik ışıkları ve çıkış işaretleri gibi renkli ışık uygulamaları için son derece verimlilerdir. Fakat genel ışık kaynağı olarak kullanılabilmesi için beyaz ışık gerekir. Beyaz ışık LED’lerle üç şekilde elde edilebilir:
• Fosfor dönüşümü: Renkli ışığı beyaz ışığa dönüştürmek için LED’in üzerinde veya yakınında bir fosfor kullanılır.
• RGB sistemleri: Çok sayıda renkli LED’in (kırmızı, yeşil ve mavi) ışığı karıştırılarak beyaz ışık elde edilir.
• Hem fosfor dönüşümlü hem de tek renkli LED’leri kullanan hibrit metot.
Beyaz Işığın Elde Edilmesi
Beyaz Işık Beyaz Işık Beyaz Işık
Fosforlar Renk Karıştırıcı Optikler Renk Karıştırıcı Optikler
Mavi veya UV LED Çok Renkli LED’ler Çok Renkli pcLED’ler
Fosfor Dönüşümlü LED Kırmızı, yeşil ve mavi Hibrit yaklaşım, hem
LED’in mavi veya ultraviyoleye LED’lerden uygun miktarda fosfor dönüşümlü hem de
yakın ışığını beyaz ışığa ışık karıştırıldığında beyaz farklı tek renkli LED’leri
dönüştürmek için fosforlar kullanılır. ışık elde edilir. kullanır.
Piyasadaki beyaz ışıklı LED ürünlerinin sayısı artmaya devam ediyor; her dört-altı ayda bir yeni nesil aygıtlar tüketiciye sunuluyor. Bu ürünlerden bazıları çok iyi performans gösterse de bunların kalite ve enerji verimlilikleri büyük farklılıklar gösteriyor. Yeni standartlar, test yöntemleri ve ENERGY STAR® kriterleri kullanıma sunuldu ama daha gidilecek çok yol var; bu sürecin sonunda alıcılar LED aydınlatmayı değerlendirirken daha bilinçli kararlar verebilecekler.
LED’i, diğer enerji-verimli aydınlatma teknolojilerinden ayıran şey nedir?
LED’ler, 2030’a kadar genel aydınlatma enerji kullanımını neredeyse yarıya indirme potansiyeline sahiptir. Kompakt boyutları, uzun ömürlü olmaları, bakımlarının kolay olması, kırılma ve titreşime karşı dirençleri, soğuk havalardaki iyi performansları, kızılötesi veya morötesi emisyonlarının olmaması ve hemen yanma performansları gibi eşsiz özellikleri pek çok aydınlatma uygulamasında fayda sağlamaktadır. Loşlaştırılabilmeleri ve renk kontrolüne olanak sağlamaları, LED ışıkların diğer faydaları arasındadır. LED’lerin belirleyici özelliklerinden biri de ışığı belli bir doğruluda yaymalarıdır. Doğrusal aydınlatma, ışığı hapsedebilen reflektör ve difüzör (ışık yumuşatıcı) ihtiyacını azalttığı için iyi tasarlanmış LED armatürleri, ışığı istenilen yere etkin şekilde gönderebilir. Oysa flüoresan ve “ampul” şeklindeki akkorlu lambalar ışığı her yöne yayar; lamba tarafından üretilen ışığın çoğu armatür içinde kaybolur, lamba tarafından yeniden emilir veya armatürden kaçarak istenilen uygulama için hiçbir faydası olmayan bir doğrultuda ilerler. Gömülü spotlar ve dolap altı armatürler de dahil olmak üzere pek çok armatür tipi için flüoresan ve akkorlu lambaların toplam ışık çıktısının %40-50’si genellikle armatürden çıkmadan kaybolur.
LED’ler enerji verimliliği bakımından ne durumdadır?
Enerji verimliliğinin iki önemli yanı vardır: LED aygıtının kendisinin verimliliği (kaynak verimliliği) ve gerekli aydınlatmayı elde ederken aygıt ve armatürün birbirlerine uyumluluğu (armatür+lamba=lüminer verimliliği). İstenen aydınlatmayı elde etmek için ne kadar elektrik kullanılacağı, yalnızca LED aygıtına değil aynı zamanda aydınlatma armatürünün tasarımına bağlıdır. Isı ve elektrik koşullarına duyarlı oldukları için LED’lerin aydınlatma armatürlerine dikkatle entegre edilmeleri gerekir. En iyi LED’leri bile kullansa, kötü tasarlanmış bir armatürün verimliliği, iyi tasarlanmış bir armatürün verimliliği yanında çok küçük kalacaktır. Ayrıca tasarım, lümen bakımını da etkileyebilir.
Beyaz ışık ürünlerinin enerji performansı, hızla artmaya devam ediyor. Enerji Bakanlığının uzun vadeli araştırma ve geliştirme hedefi, 2025’e kadar vat başına 224 lümen üreten uygun maliyetli, sıcak-beyaz LED paketleridir. Aşağıdaki tablo, uygun olduğu yerlerde durultucu (ballast) kayıplarını da dahil ederek, geleneksel kaynaklarla LED kaynaklarının tipik lüminer verimliliklerini ortaya koyuyor.
Klasik Aydınlatma Teknolojileri İle LED Arasındaki Verimlilik Karşılaştırması
Ürün Tipi Lüminer Verimlilik (Lümen/Vat)
LED A19 lamba (sıcak beyaz) 94
LED PAR38 lamba (sıcak beyaz) 78
LED gömme spot (troffer)1’x4′ (sıcak beyaz) 118
LED yüksek/alçak konumlu (high/low-bay) armatür (sıcak beyaz) 119
Yüksek yoğunluklu deşarj sistemi (yüksek vat) 115
Lineer flüoresan sistem 108
Yüksek yoğunluklu deşarj sistemi (düşük vat) 104
Kompakt Flüoresan Lamba (CFL) 73
Kaynak: 2013 Enerji Bakanlığı Katı-Hal Aydınlatma Konulu Uzun Vadeli Plan
LED’ler yüksek kaliteli aydınlatma sağlar mı?
Işık kalitesinin ana unsurları, renk görünümü (beyaz ışığın daha sarı/altın rengi mi yoksa daha mavi mi göründüğü) ve renk gösterimidir (colour rendering) (ışık kaynağının, akkorlu ve günışığı referans kaynaklarıyla karşılaştırdığında, renkleri gösterme yeteneği).
• Renk görünümü: Renk görünümü, Kelvin (K) skalası üzerinde bağdaşık renk sıcaklığını (CCT) kullanarak ifade edilir. Çoğu iç aydınlatma uygulaması için, sıcak-beyaz (2700-3000K) ve bazı durumlarda nötr-beyaz (3500-4000K) uygundur. (Görünümü mavimsi olan) çok yüksek CCT’li soğuk-beyaz LED’ler genellikle düşük maliyetle yüksek verimlilik sağlarlar fakat kullanıcının renk beklentilerini karşılayamayabilirler. Sıcak-beyaz veya nötr-beyaz renklerde, giderek artan sayıda yüksek verimli LED ürünleri ortaya çıkmaktadır; öyle ki bunların pek çoğu CFL’leri geride bırakmıştır. CCT’leri aynı olan iki ışık kaynağı, spektrum farklılıkları nedeniyle nesneleri farklı renklerde gösterebilir. CCT, ışık kaynağının sarımsı mı yoksa mavimsi mi görüneceğinin göstergesiyken, Duv, aşırı yeşilimsi veya pembemsi tonları olan kaynakları belirlemeye yardımcı olabilen ilave bir ölçüdür.
• Renk gösterimi: Renk gösterim endeksi (CRI), ışık kaynaklarının, sıcak renkteyse akkorlu referans kaynaklarıyla karşılaştırarak, daha soğuk renklerdeyse günışığı referanslı kaynaklarla karşılaştırarak, ışık kaynakların renkleri gösterme yeteneğini ölçer. Önde gelen yüksek verimlilikli LED üreticileri artık fosfor dönüşümlü, sıcak beyaz aygıtlar için 80 veya daha yüksek CRI değerlerine çıkıklarını iddia ediyorlar. Genel olarak, iç mekan aydınlatması için minimum 80 CRI önerilmektedir; 90 veya üzeri CRI değerleri, mükemmel renk gösterimine işaret etmektedir. CRI’in RGB (kırmız, yeşil, mavi) LED sistemleri için yanlış olduğu anlaşılmıştır çünkü CRI, doymuş renkli nesnelerin görünüm kalitesini öngörmekte yetersizdir ve insanın renk kalitesi algısıyla uyuşmamaktadır. CRI’ye takviye olarak, bir lambanın R9 değeri, referans aydınlatıcı ile karşılaştırıldığında, doymuş kırmızı renk numunesini ne kadar yakın şekilde gösterdiğini tanımlar. CCT ve CRI, lamba renklerini seçerken ve eşleştirirken size sadece kabataslak bir fikir verir. Son yıllarda yeni renk-gösterme ölçüleri ileri sürülmüştür ama bunlardan hiçbiri henüz yaygın kabul görmemiştir. Şimdilik LED ürünlerinin renk gösterme değerlendirmesi kişisel olarak ve mümkünse istenen uygulamaya göre yapılmalıdır.
LED’ler ne kadar dayanır?
Diğer LED kaynaklarının aksine LED’ler genellikle “yanmazlar”; onun yerine, zamanla giderek daha loş hale gelirler (bu sürece lümen kaybı denir). LED’in faydalı ömrü tipik olarak, LED’in ilk ışık çıktısının %70’ini yayana kadarki kullanım saat sayısına dayandırılır.
İyi tasarlanmış armatürler içindeki kaliteli beyaz LED’lerin faydalı ömrünün 30.000-50.000 saat ve hatta daha fazla olması beklenmektedir.
Tipik bir akkorlu lamba yaklaşık 1000 saat dayanır; benzer bir CFL yaklaşık 8.000-10.000 saat dayanır ve en iyi lineer flüoresan lambalar 30.000 saatten fazla dayanabilir. Lümen kaybının ana sebebi, LED kesişim noktasında üretilen ısıdır. LED’ler diğer ışık kaynakları gibi ısıyı kızılötesi radyasyon şeklinde yaymazlar bu yüzden ısının aygıttan kondüksiyon (iletim) veya konveksiyon (aktarım) yoluyla alınması gerekir. Isı yönetimi, başarılı LED sistem tasarımının kesinlikle en önemli yanıdır.
LED’ler uygun maliyetli midir?
LED aydınlatma ürünlerinin maliyetleri, büyük değişkenlik göstermektedir. Bugünün kaliteli LED ürünleri, standart aydınlatma teknolojileri ile karşılaştırıldığında ciddi bir maliyet primi taşır fakat maliyetler hızla düşmektedir. Yeni sanayi yol haritası, sıcak beyaz LED paketlerinin fiyatlarının 2010 yılından 2011 yılına her bin lümen (kilo lümen veya klm) için yaklaşık üçte bir düşerek 18 dolardan 12 dolara düştüğünü göstermektedir. Fiyatların 2015’e kadar yılda yaklaşık 2 dolar/klm gibi ciddi oranlarda düşmesi beklenmektedir. LED ürünlerinin beklenen ömürleri boyuncaki toplam lamba değişim, elektrik ve bakım maliyetlerini diğerleriyle karşılaştırmak yararlı olacaktır.
Haberin orjinal adresi; http://www1.eere.energy.gov/buildings/ssl/printable_versions/sslbasics_ledbasics.html
“Yaşanabilir” ve “Sevilir” Kentlerde Kentsel Aydınlatmanın Önemi
Doç.Dr. Hatice AYATAÇ İTÜ Mimarlık Fakültesi, Şehir ve...