Ledeissä on valaistuksen tulevaisuus. Suuren valovirran ansiosta ne ovat tehokkaita ja energiataloudellisia valonlähteitä, joiden käyttöikä on kymmeniä tuhansia tunteja. Kun siirrytään led-tekniikkaan, suurin hyöty saavutetaan vaihtamalla valonlähteen sijasta koko valaisin. Siksi Fagerhult kehittää led-valaisimia erilaisten valaistusprojektien tarpeisiin. Led-tekniikkaa on käytetty aikaisemmin pääasiassa korostus- ja kohdevalaistukseen. Nyt tuomme ledit myös yleisvalaistukseen. Kokemuksen ja uuden ajattelutavan avulla olemme luoneet tasapainon valotehokkuuden ja valaistusergonomian välille.

Näin ledit toimivat

Valoa säteilevä diodi

Led on lyhenne englanninkielisistä sanoista Light Emitting Diode, mikä tarkoittaa suomeksi valoa säteilevää diodia eli loistediodia. Se on puolijohdekomponentti, joka muuntaa sähköenergian valoksi. Tätä kutsutaan elektroluminesenssiksi. Loistediodi toimii tasavirralla (DC) ja vaatii yleensä erillisen liitäntälaitteen eli teholähteen. Teholähde muuttaa verkkojännitteen loistediodin kannalta optimaaliseksi. Loistediodi on erittäin pieni. Aktiivisesti loistava pinta on kooltaan vain 1 – 2 mm². Yhdellä loistediodilla saadaan hyvin harvoin riittävästi valoa, joten ne yhdistetään yleensä ryhmäksi, joka asennetaan led-moduuliin.

Valon väri, spektri, riippuu loistediodin valmistusmateriaalista. Perusvärit ovat punainen, meripihkan-oranssi, vihreä ja sininen. Valkoinen valo muodostetaan yleensä lisäämällä siniseen diodiin kerros fosforipohjaista loisteainetta. Fosforikerros muuntaa sinisen värin valkoiseksi eri värilämpötilojen mukaan. Valkoisen valon laatuun vaikuttavat sekä valittu loistediodi että fosforin ominaisuudet.

Ledien edut ja erot

Led ei ole perinteinen valonlähde

Loistediodi tuottaa valoa sähkön avulla eri tavalla kuin perinteiset valonlähteen. Koska loistediodi ei tuota ultraviolettisäteilyä (UV) tai infrapunasäteilyä (IR), tekniikka soveltuu erityisen hyvin herkkien kohteiden valaisemiseen.

Toisin kuin perinteiset valonlähteet, loistediodi syttyy täydelle valaistusteholle heti. Lisäksi usein tapahtuva sytytys ja sammutus lisäävät sen käyttöikää. Koska viileä ympäristö lisää loistediodin valovirtaa, led-tekniikka soveltuu erittäin hyvin ulkovalaistukseen sekä kylmäsäilytystiloihin ja pakastushuoneisiin. Loistediodissa ei ole liikkuvia tai erityisen herkkiä osia. Siksi oikein suunniteltu led-valaisin kestää hyvin erilaista tärinää ja ihmisen aiheuttamaa rasitusta.

Teholähde

Oikea teholähde on tärkeä

Teholähde eli ohjain/muuntaja on ledin sydän. Koska se voi toimia monella eri tavalla, oikean teholähteen valinta kyseessä olevaan valaisintyyppiin on tärkeää. Väärin valittu tai kytketty teholähde voi vioittaa siihen kytketyn led-valaisimen tai pahimmassa tapauksessa jopa tuhota sen. Siksi on tärkeää, että teholähde on hyväksytty led-käyttöön.

Lämpötila

Lämpö vaikuttaa ledien tehoon ja käyttöikään

Perinteiset valonlähteet säteilevät aina lämpöä. Vaikka ledi ei synnytä lämpösäteilyä, on lämpö silti ongelma. Perinteiset valonlähteet jäähtyvät ympäröivän ilman vaikutuksesta. Loistediodit on jäähdytettävä johtamalla lämpö jäähdytyselementtiin. Lämpö on suurin yksittäinen tekijä, joka heikentää diodin käyttöikää, valovirtaa ja siten myös valaistustehoa. Fagerhultin led-valaisimien kehitystyössä huolehditaan aina, että käytettävien komponenttien lämpötilat pysyvät tuotteelle ilmoitettujen rajojen puitteissa.

LED-periaatteet

Valvontaa komponentista valmiiseen valaisimeen

Fagerhult käyttää vain tunnettujen valmistajien ledejä tai led-moduuleja, ja varmistamme, että niitä käytetään sekä käyttöiän ja tehokkuuden kannalta optimikuormituksella. Liian korkea lämpötila on suurin lediä heikentävä tekijä.

Fagerhultin led-valaisimien kehitystyössä varmistetaan, että käytettävien komponenttien lämpötila pysyy sekä tuotteelle ilmoitettujen rajojen sisällä että omien periaatteidemme vaatimalla tasolla. Nämä periaatteet koskevat kaikkia niitä elektronisia komponentteja joita käytämme, kuten EL-liitäntälaitteita ja turvavalojen virtalähteitä. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että lisäämme led-moduulin tc-lämpötilan ja valodiodin tj-lämpötilan mittaukseen turvamarginaalin, joka varmistaa ilmoittamamme käyttöikäodotuksen hyvällä marginaalilla. Tämä marginaali voidaan luoda yleensä ilman, että tuotteen hinta nousee, koska se huomioidaan jo kehitystyön alkuvaiheessa. Rakenteen optimointiin käytetään lämpötiloja simuloivaa ohjelmaa, ja laskelmat tarkastetaan valaisimien prototyyppien ja lämpökameran avulla. Testaustilanteessa valaisin asennetaan aina niin kuin se on suunniteltu käytettäväksi.

Tulevaisuus

Katse tulavaisuuteen

Led-tekniikan kehitys on ollut todella nopeaa. Kehitys tulee jatkumaan, mutta hidastunee jonkin verran. Tehokkuus on kaksinkertaistunut muutamassa vuodessa samaan aikaan, kun kustannukset ovat alentuneet merkittävästi. On todennäköistä, että tällä hetkellä järjestelmien, joiden teho on 100 lm/W tulevat nousemaan parin vuoden sisällä tehoon 150 lm/W. Volyymien kasvaessa kustannukset tulevat laskemaan, mutta tässä vaiheessa on vaikea sanoa kuinka paljon. Se on kuitenkin selvää, että led-ratkaisujen kysyntä julkisiin tiloihin tulee kasvamaan jatkuvasti tehokkaampien, edullisempien ja parempien teknisten sovellusten myötä.

Valaistusalalla on käynnissä myös yhteinen Zhaga-niminen standardisointityö. Sen tarkoituksena on kehittää yhteisiä standardeja tuotteiden fyysistä mitoitusta ja sähköisiä liitäntöjä varten sekä standardeja sähköisten, fotometristen ja termisten tuoteominaisuuksien osalta. Silloin keskenään fyysisesti ja teknisesti vaihtokelpoisia led-moduuleja olisi saatavilla usealta valmistajalta. Ensimmäiset standardoidut moduulit ovat lähiaikoina kaupallisesti saatavilla.