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I dispositivi LED hanno una grande potenzialità: la possibilità di fornire gran quantità di luce (quadruplo rispetto a lampadine a filamento di tungsteno) con un consumo molto ridotto e con una durata molto superiore a quella delle classiche lampadine (hanno una garanzia di vita di circa 30.000 ore). Il vantaggio dei LED è quello di produrre luce fredda: in questo modo non si hanno dispersioni di calore e, di conseguenza, dispersioni di energia. Ciò permette di avere un rendimento prossimo al 100%. Essi inoltre non richiedono circuiti di alimentazione complessi, possiedono alta velocità di commutazione e la loro tecnologia di costruzione è compatibile con quella dei circuiti integrati al silicio. I primi LED ad alta efficienza sono stati progettati da Alberto Barbieri presso i laboratori di ricerca dell'Università di Cardiff nel 1995. Grazie a ciò si è aperta la frontiera dell'illuminazione stradale a LED.
Nell'ambito della "spending review", si sostiene che l’illuminazione stradale a LED può comportare, un risparmio compreso fra il 50% ed il 70%. Questo risulta corretto solo in determinate condizioni. Innanzitutto si rischia di risparmiare sui consumi, a scapito di una buona illuminazione. Questo tipo di illuminazione diventa una fonte di risparmio nel momento in cui si progetta una nuova linea elettrica: i lampioni già esistenti sono stati progettati in base alle lampadine precedenti ai LED e la loro posizione è stata valutata in base al flusso luminoso generato da quelle stesse lampadine. L'applicazione dei LED ad impianti già esistenti perciò può comportare anche malfunzionamenti nella linea elettrica e ciò di conseguenza porterebbe a strade male illuminate o alla presenza di una quantità di luce addirittura eccessiva e abbagliante. In conclusione l'illuminazione stradale a LED funziona correttamente, e quindi genera risparmi reali, se la linea elettrica viene progettata nuovamente, tenendo di conto di tutti i fabbisogni.
Le previsioni per il futuro dell'illuminazione a LED lasciano ben sperare. Sostituendo il silicio con il nitruro di gallio, alcuni ricercatori tedeschi hanno progettato lampadine a LED ancora più efficienti e quindi luminose. È stata così messa a punto la prima lampadina a LED con un'efficienza pari 200 lm/W (il doppio di quelle precedentemente esistenti), lanciata sul mercato nel novembre del 2014. Un'altra ricerca molto importante è quella condotta sui nanotubi: questi dispositivi consistono in minuscoli cilindri di carbonio che potrebbero produrre energia luminosa con un consumo di 0,1 Wh (cento volte inferiore a quello dei LED). Nuovi passi avanti mostrano che una nuove generazione di sorgenti luminose potrebbe nascere proprio da questi nanotubi, a bassissimo consumo e basso costo, che potrebbero addirittura ottenere il predominio del mercato, a discapito dei LED "tradizionali".
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