Prossima rivoluzione nell'illuminazione LED?
La tecnologia LED (Light-Emitting Diode) e OLED (Organic Ligh-Emitted Diode) spesso chiamata anche tecnologia SSL (Solid State Lighting) potrebbe rivoluzionare quanto si conosce e si è fatto fino adesso sull’illuminazione per tre motivi sinergici, i cui effetti potrebbbero sommarsi e ampliificarsi per i seguenti motivi:
- primo perché l'illuminazione LED consente di migliorare l’acutezza visiva degli oggetti illuminati di notte;
- secondo perché si trasforma l’energia elettrica in energia luminosa con rendimenti largamente superiore al 50% con la previsione di arrivare fino al 90%;
- terzo perché con i LED e OLED l’emissione della luce è diretta sullle superfici da illuminare a differenza delle luce tradizionali dove l'emissione è in tutte le direzioni.
La nuova teoria della visione notturna, o in condizioni di luminosità naturali carenti, stanno dimostrando che l’illuminazione che permette di distinguere le forme degli oggetti è quella "scotopica" e "mesopica" (basata sull’eccitazione dei bastoncelli dell’occhio umano in varia misura) che si differenzia da quella "fotopica", basata soprattutto sulla distinzione dei colori, in cui i coni dell’occhio sono eccitati.
In questo campo le ultime ricerche stanno dimostrando che non è necessario avere elevata efficacia luminosa (lm/W) per assicurare una visione efficace e “sicura” di conseguenza se l’illuminazione viene ri-progettata con i LED (e OLED) è possibile ridurre il consumo di energia elettrica in modo significativo. I risultati ottenuti dal DOE (Departement of Energy in America), equivalente ad un nosto Ministero, mostrano la possibilità di ridurre il consumo di energia di oltre il 50% rispetto all’illuminazione con lampade a sodio in alta e bassa pressione.
Mentre le ultime ricerche sulla tecnologia LED stanno riguardando l’estrazione del fotone diffuso tramite una nuova configurazione del LED che impiega la soluzione SPE (Scattered Photon Extration) estrazione dei fotoni diffusi internamente al LED.
In queste ricerche si è visto che i led a luce bianca con lenti modificate con l’aggiunta di una lamina trasparente rivestita di una opportuna quantità di fosforo, posizionata ad una opportuna distanza dalla superficie emittente, consente una estrazione di fotoni maggiore dal LED.
La combinazione di queste due modifiche permette ai fotoni, che usualmente vengono dispersi dentro il led, di uscire come luce visibile in maggiore quantità.
I prototipi LED+SPE producono da 30 a 60% di luce in più (lm/W) in più rispetto ai normali LED.
Ulteriori ricerche in questa direzione fanno presumere che si potrebbe raggiungere un più alto livello di efficacia luminosa tanto che l’obiettivo di 150 lm/W per il 2012 e di 160 Lm/W per il 2025 (definito nel piano di sviluppo della tecnologia SSL (LED e OLED)), potrebbero essere raggiunti in anticipo. E’ notizia di settembre 2008 che si sono raggiunti i 107 lm/W a 350 mA con tecnologia LED e di 102 lm/W at 1000 cd/m2 con tecnologia OLED.
Ricordiamo che i valori tipici di efficacia luminosa delle lampade a fluorescenza sono di 80 lm/W mentre quelle ad incandescenza sono 14 lm/W.
Le ricerche in questo campo sono condotte presso LRC (dott. Narendran) con finanziamenti del Ministero dell’Energia (DOE) e dal Laboratorio Nazionale della Tecnologia NETL) e con la collaborazione con l’Università di santa Barbara in California.
La normativa di riferimento è stata definita nel 2007 e riguarda tutte le possibili applicazioni dei LED Energy Star
Si evidenzia che il ministero dell’Eneriga americano (DOE) ha in corso un progetto di sviluppo della tecnologie SSL (LED e OLED) che vedono coinvolte sia la ricerca accademica, industriale, ecc.
Fonti: DOE Multi Year Plan '09-'13
Gianfranco Padovan