Elsparefondens Lysdioder til belysning

Transkript

1 Elsparefondens Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde Status for lysdioder Lysdioder som belysning Lysdioders egenskaber Energibesparelser med lysdioder Udarbejdet af Lysteknisk Selskab

2 Et kølerum hos Chr. Hansen i Avedøre med lysdiodebelysning Foto: Chr. Hansen/Lumodan

3 Indhold Indledning Opfundet i 1962 Hvad er en lysdiode? Status for lysdioder Markedsudvikling Effektive hvide lysdioder Lysudsendelse (Lumen) Effektive farvede lysdioder Pris pr. lumen 11 myter om LED Lysdioder som belysning Hvad kan lysdioder? Farvegengivelse Effektivitet Farvetemperatur Fordele ulemper Udformning Lysdioders egenskaber Lystekniske egenskaber Termisk design Sikkerhed Farvestabilitet Energibesparelser med lysdioder Besparelsespotentiale Eksempler Litteraturliste Litteraturhenvisninger og hjemmesider LYSDIODER er udarbejdet af Kenneth Munck, LYSTEKNISK SELSKAB marts 2006 for ELSPAREFONDEN. ELSPAREFONDEN, Amagerfælledvej 56, 2300 København S - TLF: WEB: LYSTEKNISK SELSKAB, Engholmvej 19, 3660 Stenløse - TLF: FAX: WEB: information@lysteknisk.dk GRAFISK TILRETTELÆGGELSE: Ulrich Spahn Klausen. DOWNLOAD: Pjecen kan downloades på ELSPAREFONDENS hjemmeside -

4 Indledning Udviklingen inden for lysdioder går meget stærkt og derfor ændrer specifikationer, egenskaber og anvendelsesmuligheder sig hele tiden. Denne rapport gør status over, hvad lysdioderne kan i dag og hvordan de ventes at udvikle sig i de kommende år. Publikationen er tænkt som et opslagsværk og en grundlægende indføring i, hvordan lysdioden eller LED (Light Emitting Diode) fungerer, hvilke fordele og ulemper lysdioderne har, og hvilke energibesparelser man kan forvente ved at anvende fremtidens lyskilde. Målet er at inspirere arkitekter, ingeniører, installatører, konstruktører, designere, elselskaber, kommuner og belysningsbranchen og andre til at udnytte denne nye lyskilde, der uden enhver tvivl vil få en stor plads i alle former for belysning i løbet af de næste 5-10 år. Kapitel 1 fortæller kort om den historiske udvikling og nogle af de mange myter omkring lysdioderne. Kapitel 2 beskriver forskellige diodetyper, hvordan lysdioder virker og gennemgår de vigtigste lystekniske parametre. Kapitel 3 og 4 går i dybden med de tekniske egenskaber og indeholder oplysninger til dem, der skal i gang med at designe belysning med lysdioder. Kapitel 5 gennemgår en række anvendelseseksempler og viser hvor store energibesparelser, der kan opnås ved at anvende lysdioder. Kapitel 6 samler kildehenvisninger og links til yderligere oplysninger. 1Formålet med denne statusrapport er at give et billede af lysdioder til belysning Opfundet i 1962 Lysdioden blev opfundet i 1962 af General Electric, men først i 1968 kunne HP og Monsanto lancere de første røde lysdioder på markedet. Dengang var der ikke nogen, der havde forestillet sig, at man engang kunne få lysdioderne til at give hvidt lys, eller at de kunne anvendes til andet end indikatorer på radioer, fjernsyn og andre elektriske apparater. En lysdioderække monteret på print og med optikker Foto: Lysteknisk Selskab 4 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

5 indledning Først sidst i 80 erne begyndte de farvede lysdioder at blive så kraftige, at der kom lys ud af dem. Lysdioderne var nu så kraftige, at de kunne anvendes til farvet effektbelysning. I 1993 kom gennembruddet for de blå lysdioder, der viste sig at blive en afgørende forudsætning for væksten inden for de hvide lysdioder til belysning, idet de blå lysdioder via et lag fosfor kan konvertere det blå lys til hvidt. I dag har vi så fået lysdioder på markedet, der kan anvendes til egentlig belysning både som hvide i forskellige farvetemperaturer og som farvede. Vi har fået en lille og robust lyskilde med en meget lang levetid sammenlignet med de øvrige lyskilder, der er på markedet. Med lysdioder er det nu lettere at integrere lys i arkitektur, i veje, i møbler og i produkter på en helt ny måde. Endnu er lysdioderne ikke så gode og effektive, at de umiddelbart kan udkonkurrere de eksisterende lyskilder, men de har vist deres potentiale og vil udvikle sig ganske hurtigt i årene fremover. Effektiviteten stiger ganske voldsomt svarende til en fordobling i lysudbyttet hvert 3. år, hvilket giver en sikkerhed for, at lysdioder er kommet til belysningsbranchen for at blive. I takt med at kvaliteten og effektiviteten bliver forbedret Lysdioderne er interessante som lyskilder blandt andet fordi: De lyser fremad De har lang levetid De giver øjeblikkeligt fuld styrke De er fuldt dæmpbare uden farveændring De giver ingen infrarød stråling Der er ingen varme- eller ultraviolet stråling i lyset De har en højere effektivitet end glødepærer og halogenpærer De er mekanisk robuste De er små De tåler kulde De kan give meget mættede farver De indeholder ikke kviksølv som lysstofrør Lysdiodens udvikling fra GE udvikler den første LED HP og Monsanto markedsfører de første røde LED LED i orange, gul og grøn LED med lysudsendelse på 1-10 lumen LED med 10 lumen/watt LED med 20 lumen/watt med ny lysdiode teknologi Gennembrud for den blå LED 75 lumen/watt for røde LED 30 lumen/watt for hvide LED 74 lumen/watt hvide i laboratorium 1000 lumen fra én hvid LED i laboratorium 80 lumen/watt for hvid i laboratoriet 38 lumen/watt for hvide LED <

6 Indledning LED Chip Reflektor Katode Tværsnit af en diode Kunststof linse Tilslutnings tråd Anode vil lysdioderne i løbet af de næste 5-10 år oversvømme boligen, kontoret og vejene både i den private og offentlige sektor. Årsagen er, at lysdioderne har mange fordele, der er interessante i den traditionelle belysning, samt at de på grund af størrelsen og egenskaberne kan anvendes inden for helt nye områder. Energimæssigt byder lysdioderne også på interessante perspektiver, idet effektiviteten fortsat vil vokse og snart nå samme effektivitetsniveau som sparepærer og lysstofrør og dermed kunne konkurrere energimæssigt med de mest udbredte lyskilder til indendørs brug. Udendørs på gader, veje, parker og stier har levetid, størrelse og robustheden så stor økonomisk betydning, at der også her vil blive integreret mange lysdioder i løbet af de kommende år på trods af, at lysdioderne endnu ikke kan måle sig med de lyskilder, der i dag anvendes udendørs, hverken hvad angår pris eller effektivitet. Der vil således gå en del år,inden lysdioderne bliver ligeså effektive som de gule højtryksnatriumslamper, de kølige kviksølvdamplamper og flotte metalhalogen lyskilder. Men allerede i dag er der stor interesse for også at anvende lysdioder til disse områder i forventning om, at effektiviteten vil nå så langt, at lysdioderne bliver økonomisk attraktive. Lysdioderne er derfor fremtidens lyskilde og ventes om få år at kunne slå sparepærer, halogenpærer og glødepærer både på effektivitet og kvalitet, men der vil stadig være områder, hvor det ikke er fornuftigt at anvende lysdioder, og hvor de traditionelle lyskilder er det bedste valg. Hvad er en lysdiode? Lysdioder er små elektroniske halvlederchip, der i sig selv udsender lys, når der sendes strøm igennem dem. Der er ikke som i andre lyskilder glødetråde, glas eller gasser under tryk. De fås både i farvede (rød, grøn, blå og en række andre farver) samt i hvide. 6 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

7 indledning Glasgow Bridge oplyst af LED Foto: Philips Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 7

8 Status for lysdioder 2Anvendelsen af lysdioder er i dag allerede vidt udbredt og har fundet anvendelse mange steder Ser man på, hvor langt lysdioderne og anvendelserne er kommet i dag, så anvendes lysdioderne allerede til mange forskellige belysningsformål. Lysdioderne har således langsomt men sikkert banet sig vej ind på områder, der tidligere var forbeholdt traditionelle lyskilder som lysstofrør, glødepærer og halogenpærer. De første anvendelser af lysdioder til belysningsformål er i skilte på butikker, tankstationer og virksomheder, der ønsker deres navn eller logo oplyst, når det bliver mørkt. Lysdioderne bruges også til markeringsarmaturer til at vise vej, til at adskille vejbaner, til trafiksignaler og til informationstavler. Diodebelysning anvendes i lystbåde, i køkkenskabe, integreret i trapper, hylder og mange andre steder, hvor kravet til lysmængden ikke er så stort. I takt med at lysdioderne er blevet mere effektive, kan de nu anvendes til egentlige belysningsformål i arbejdslamper, til gangbelysning, til scenebelysning, facadebelysning og som nedgravningsspots, der skal belyse vægge, beplantning eller andre ting i det offentlige rum. Vi har set lysdiodernes farvespil anvendt til terapeutiske formål f.eks. på hospitaler og vi har set lysdioder i kombination med traditionelle lyskilder blandt andet sparepærer med natfunktion, hvor lysdioderne står for lyset om natten på et lavere niveau. Bilindustrien og digitalkameraindustrien er de områder, der skubber kraftigst til udviklingen af billigere og mere kraftige lysdioder. De fleste moderne biler har i dag lysdioder som stop-, bag- og baklygter og lysdioder sidder som kabinebelysning og naturligvis også i instrumentpanelet. Flyindustrien er begyndt at tage lysdiodernes lange levetid og vibrationsstærke udformning til sig, ligesom elevatorindustrien også i stigende grad udnytter, at lysdioderne tåler rystelser og har meget lange vedligeholdelsesintervaller. Selv dronningens historiske og bevaringsværdige kjoler i montrerne på Rosenborg Slot er oplyst af lysdioder. De store aftagere er i dag ud over bilindustrien også mobiltelefonindustrien, og det er godt, for de aftager rigtigt store mængder, der får teknologien til at udvikle sig hurtigt og priserne til at falde. Netop prisen er en af de parametre, som i dag gør, at lysdioderne ikke altid er første valg, når der skal vælges lyskilder, men det vil ændre sig. Et eksempel på anvendelse af LED til skilte- og butiksbelysning Foto: Lumodan 8 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

9 Status for lysdioder Markedsudvikling Markedet for lysdioder vokser med % om året og har gjort det siden Markedsmæssigt deler man i almindelige lysdioder og de såkaldte high-brightness lysdioder, der er de kraftigste. Salget af high-brightness lysdioder i alle farver ventes i følge analysevirksomheden Strategies Unimited at vokse fra 2,6 milliarder dollars i 2003 til 5,4 milliarder dollars i Ingen andre lyskilder kan fremvise sådanne kraftige vækstrater. Sandia National Laboratories i USA, der støttes af det amerikanske energiministerium venter, at lysdioderne over de næste 20 år vil erobre mellem 16-47% af det samlede belysningsmarked, afhængigt af hvor kraftigt der investeres i lysdiodeudviklingen, og af om effektiviteten på lysdioderne når et godt stykke op over 50 lumen/watt. 50 lumen/watt, der er et udtryk for lysudsendelsen pr. watt, har i de sidste år været et strategisk mål for lysdiodeproducenterne og for belysningsbranchen, og det ventes nået i løbet af det næste års tid. Faktisk er der nået over 80 lumen/watt for hvide lysdioder i laboratoriet, og det viser at diodeteknologien kan nå langt og at meget effektive laboratoriemodeller allerede findes. Hvis lysdiodeindustrien når 100 lumen/watt, vil de mulige energibesparelser alene i USA løbe op i hvad der svarer til 29 store kraftværker i USA. Det er så store energibesparelser, at udbredelse og udvikling af lysdioderne er kommet på listen over den nationale forsyningssikkerhed i USA, og det er baggrunden for at den amerikanske regering satser store ressourcer på lysdiodeudvikling. Samtidig ses der naturligvis på, at lysdiodeindustrien vil skabe en lang række arbejdspladser og indtægter. Ser man alene på energibesparelsen ved lysdioder, findes der ingen anden teknologi med et større energispare- og effektivitetspotentiale hverken inden for køle-, varme- eller maskinområdet, hvilket sætter teknologien i et meget interessant perspektiv. Bilindustri 13% Skilte 13% Andet 9% Belysning 5% Signaler 2% Mobiltel. 58% Mobiltelefoner og andre håndholdte enheder dominerer LED markedet, men nye områder vinder større og større indpas Kilde: Strategies Unlimited Effektive hvide lysdioder De mest effektive hvide lysdioder i handlen har nået en effektivitet 38 lumen/watt. Samtidig er deres farvegengivende egenskaber på niveau eller lidt bedre end 3-pulver lysstofrør, hvilket vil sige et farvegengivelsesindeks (Ra-værdi) på Ra-værdien er en parameter fra 0-100, der viser hvor god en lyskilde er til at gengive en række referencefarver. 100 er den maksimale farvegengivelse. Effektivitetsmæssigt er lysdioder mere end dobbelt så gode som glødepærer, lidt bedre end halogenpærer, men et stykke fra lysstofrørene, der har effektiviteter fra lumen/watt. Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 9

10 status for lysdioder 200 lm/w Udviklingen inden for lyskilder Lysstofrør Farvede lysdioder Organiske lysdioder (OLED) Intensiv investering i forskning Hvide LED Grafen viser udviklingen i lyskilders effektivitet. Ved kraftig investering i forskning og udvikling kan lysdioder nå over 150 lumen/watt. Kilde: US Energy Department 10 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

11 status for Lysdioder Dog har de største lysdiodeproducenter Osram, Lumiled, Nichia og Cree samt de forskere, som arbejder intenst på dette område, forudset, at vi i løbet af 2006 vil se hvide lysdioder i handlen med 50 lumen/watt, og at der i løbet af de næste 3-5 år vil komme hvide lysdioder med op imod 80 lumen/watt. Selv om der er langt igen til 80 lumen/watt, så har vi set hvide lysdioder i laboratorieversioner, der giver lumen/watt og lysdioder, som kan give en lysmængde på 1000 lumen. Forskere fra blandt andet National Sandia Laboratorium i USA har beregnet en mulig teoretisk grænse på 200 lumen/ watt, hvis der investeres intensivt i udviklingen. 200 lumen/ watt er langt højere end nogen anden lyskilde på markedet og kan måske nås i 2025, hvis der investeres intenst i diodeforskning. Lysudsendelsen (lumen) En af lysdiodernes klare fordele er deres små dimensioner. Til gengæld er den samlede lysudsendelse (lumen) lille. Den svinger fra 0,1 til ca. 120 lumen for de kraftigste lysdioder. Det er i dag tilstrækkeligt til spotlamper, cykellygter og lommelygter samt steder, hvor der ikke er brug for store lysmængder. Men når man skal anvende dem til generelle belysningsformål, hvor der skal opnås væsentligt større belysningsstyrker som i kontorer, på arbejdspladser og på veje, skal der samles mange lysdioder for, at lysniveauet kan nå op på samme niveau som de almindelige lyskilde typer. Men også den samlede lysudsendelse arbejdes der intenst med i forsknings- og udviklingslaboratorierne. De kraftigste lysdioder på markedet har i dag nået 120 lumen, hvilket er langt fra lysudsendelsen fra et almindeligt 36W lysstofrør, der giver 3350 lumen og også langt fra en 60 W glødepære, som giver 720 lumen. Alligevel er der mange muligheder ved at sammensætte lysdioderne i grupper og rækker for på den måde at forøge den samlede lysmængde. Rekorden på 1000 lumen fra en lysdiode er opnået i forskningslaboratorium i 2005, og det viser, at der er et stort udviklingspotentiale, og at udviklingen kun lige er begyndt. Effektive farvede lysdioder En del af lysdiodernes store fremgang har fra start været de mange farvemuligheder. De farvede anvendes i stor udstrækning til skilte, farveeffekter i butikker, barer, hoteller samt til trafiklyssignaler. Lysdioder findes i dag i mange forskellige farver, og de farvede er mere effektive end de hvide. Op til 53 lumen/watt for de røde og 79 lumen/watt for amber (rød-brun). De blå lysdioder, som er de nyeste farvede lysdioder på markedet, giver op til 12 lumen/watt. I kapitel 5 beskrives en række eksempler på hvordan der er opnået store energibesparelser ved hjælp af farvede lysdioder til blandt andet skiltebelysning på tankstationer og i trafiklys. Med farvede lysdioder kan man skabe stemning og liv. Her er lysdioderne monteret i store cirkulære fordybninger i loftet Foto: Lysteknisk Selskab

12 status for Lysdioder Pris pr. lumen Prisen på en lyskilde sammenholdt med levetiden og lysmængden er afgørende for hvilke anvendelser, der er relevante. Prisen på lysdioder svinger meget fra få kroner pr. styk til flere hundrede kr. pr. styk afhængig af farvekvalitet, effektivitet og lysmængde. For at kunne sammenligne lyskilder sammenligner man ofte med prisen pr lumen. En standard 60 W glødepære, der giver 720 lumen til 12 kr. koster således 17 kr. pr lumen. Tilsvarende koster hvide lysdioder fra kr. pr lumen. Tommelfingerreglen er at lysdioder er ca. 100 gange dyrere pr lumen end tilsvarende andre lyskilder. Prisen pr. styk eller pr lumen er imidlertid ikke den eneste økonomiske parameter, der indgår i prisen for et samlet belysningsanlæg. Levetiden og udskiftningsomkostningerne indgår også når det samlede regnskab skal gøres op, og her lever lysdioderne væsentlig længere end andre lyskilder og skal typisk slet ikke udskiftes, før hele installationen skal ændres. Det betyder, at hvis omkostninger til lyskildeudskiftning i belysningsanlæggets levetid medregnes, så vil regnskabet se mere positivt ud for lysdioder, da de har levetider, der er op til gange længere end glødepærer, gange længere end halogenpærer og op til 5 gange længere end lysstofrør. Derudover er priserne på lysdioder faldende. I de sidste 2-3 år er prisen pr. lysdiode faldet med ca. 20% pr. år og det vil uden tvivl fortsætte samtidig med, at lysdioderne bliver mere effektive og kan udsende mere lys. 11 myter om LED 1. Lysdioder afgiver ikke varme 2. Lysdioder lever i timer 3. Lysdioder giver ikke tilstrækkeligt lys til belysningsformål 4. Lysdioder har ikke tilstrækkelig farvegengivelse til belysningsformål 5. Højeffektive lysdioder er dyre 6. Lysdioder er mere effektive end nogen anden lyskilde 7. Lysdioder bruger næsten ingen energi 8. Lysdioder giver blåligt lys 9. Lysdioder kan anvendes til alle belysningsformål 10. Det er kompliceret at anvende lysdioder 11. Øjnene tager skade af at kigge ind i lysdioderne Myterne passer ikke Lyskilder Lysmængde (lm) Stykpris Pris (pr lm) Effektivitet (lm/w) Levetid Effektforbrug Størrelse (mm) Lysdiode Ø20 inkl. køleplade Glødepære x100 Lysstofrør (36 w) x26 Grøn er bedst, rød er dårligst 12 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

13 Status for Lysdioder Myterne passer ikke 1. En af de mest forkerte antagelser er, at lysdioderne ikke afgiver varme. Faktisk er varmeproblemerne en af de vigtigste parametre at have styr på, når man designer armaturer til lysdioder. Det termiske design er altafgørende for levetiden, idet lysdiodernes levetid reduceres væsentligt, hvis de ikke kan komme af med varmen. (læs mere i kapitel 4). Lysdiodernes lysudsendelse indeholder derimod ikke varmestråling, da de ikke udsender lys i det infrarøde område som glødepærer og halogenpærer. 2. Levetiden er en af lysdiodernes afgørende styrker. Der er ingen tvivl om, at lysdioder godt kan leve i timer, men spørgsmålet er hvor meget lys, der kommer ud af dem til den tid. Der findes ingen standardmetode til at specificere levetiden for lysdioder og de to største producenter opgør lysdiodernes levetider på hver sin måde. Mange mindre seriøse leverandører opgiver uden yderligere dokumentation en levetid på timer og ikke under hvilke betingelser, så her bør man være opmærksom på dokumentationen. For høj temperatur ødelægger enhver lysdiode. 3. Lysdioder kan i en række tilfælde give tilstrækkeligt lys til egentlige belysningsformål. Lysdiodernes styrke ligger i dag i områder med mindre afstande, og hvor der ikke er behov for store belysningsstyrker, eller hvor andre lyskilder ikke kan anvendes. 4. Farvegengivelsen (Ra-værdi) for lysdioder svinger meget fra 40 til omkring 85. Det betyder, at man kan få kvalitetslysdioder, som er på højde med lysstofrør, og som er i nærheden af gløde- og halogenpærer. Til en række formål spiller farvegengivelsen ikke den afgørende rolle, men til almene belysningsformål skal den være over 80 for at være relevant. 5. Prisen er jo altid et relativt spørgsmål. I nogle tilfælde giver den lange levetid og de reducerede udskiftningsomkostninger en bedre økonomi end med traditionelle lyskilder. Ser man alene på stykprisen eller på kroner/ lumen, så er lysdioderne i dag væsentligt dyrere end traditionelle lyskilder, men prisen falder løbende. 6. Lysdioderne er i dag ikke den mest effektive lyskilde. Der findes mange andre og væsentlige mere energieffektive lyskilder som lysstofrør, metalhalogenlamper og kviksølvlamper. Målt i lysmængde pr. tilført effekt (lumen/watt) er de bedste lysdioder mere effektive end glødepærer og halogenpærer. 7. Lysdioderne bruger naturligvis energi, men kan man nøjes med lidt lys, og er det små arealer og er der små afstande til det, der skal belyses, kan man allerede i dag finde eksempler hvor lysdiodeløsninger bliver mere energieffektive end traditionelle lyskilder. Lysdioder bruger enkeltvis fra 0,1-5 watt i dag, men der skal som nævnt flere til for at opnå samme lysmængde som traditionelle lyskilder. 8. Lysdioder fås i dag i med mange forskellige farvetemperaturer både kolde og varme. Typisk er de blålige og kolde, men de fås i varmhvide med samme varme farvetemperatur som glødepærer. 9. Lysdioder kan ikke anvendes til alle belysningsformål. Deres fysiske størrelse, de relativt små lysmængder samt prisen gør, at lysdioder ikke er velegnet til alle formål. 10. En række armaturproducenter har udviklet armaturer, som gør det enkelt at anvende lysdioder på samme måde som traditionelle lyskilder. Skal man selv udvikle armaturer er der en række nye områder, man skal tage hensyn til blandt andet varme, montering og indkapsling. 11. Selv om lysdioderne er meget skarpe og har en høj luminans, så får man ikke øjenskader ved at kigge ind i lysdioderne. Det anbefales dog, at man ikke ser direkte ind i lysdioden i længere tid. Man skal dog være opmærksomhed på dette område i takt med, at lysdioderne bliver kraftigere, eller hvis der anvendes linser eller optik foran lysdioderne. Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 13

14 Lysdioder som belysning 3Over det meste af verden forventes det, at lysdioder til belysning vil vinde kraftigt ind på markedet Anvendelsesmulighederne for lysdioder til belysning er mange. Allerede i dag har lysdioderne vist, at de kan anvendes til belysningsformål, og selv om lysdioderne stadig er i deres tidlige udvikling, er der ingen tvivl om, at lysdioderne hurtigt vil vokse sig store. Over det meste af verden forventes det, at lysdioder til belysning vil vinde kraftigt ind på markedet i løbet af de næste år. Alene i USA ventes lysdioderne i 2025 at dække over 40 % af det samlede marked for belysning. Forudsætningen er, at lysdioderne udvikler sig i samme hastighed, som vi har set i de sidste 5-6 år. Med de lovende resultater, der er fremvist i laboratorierne, er kursen for kraftigere lysdioder stukket ud. Både 60, 80 og 100 lumen/watt for de hvide lysdioder er demonstreret i forskellige udviklingslaboratorier, og det er med til at understrege det store potentiale og de mange muligheder, der er i lysdiodebelysning. 50 lumen/watt har længe været en magisk grænse, og den ventes nået i løbet af Når denne grænse nås og lysdioderne bliver billigere, vil lysdioderne være ganske attraktive til en række forskellige belysningsløsninger. Den store anvendelse af både hvide og farvede lysdioder i dag er til markering, skilte, og signaler. Belysning af gange, trapper, biografer og ved montre er også områder, som vokser med stor hast ligesom anvendelserne i bil- og flyindustrien. Sammen med mobiltelefonindustrien er det bilindustrien, der presser mest på udviklingen af kraftigere lysdioder og de første biler med lysdiodeforlygter er lanceret blandt andet Audi A8. Første trin i lysdiodernes indtog har været de områder hvor der ikke er behov for kraftige belysningsstyrker eller hvor de farvede lysdioder har givet nye muligheder for farvet lys eller farvesskiftende armaturer med meget klare farver. Andet trin har været områder, som ikke tidligere har kunnet belyses med traditionelle lyskilder, eller hvor monte- Lysdioder er her anvendt til at markere broens længde - Kastrup Søbad Foto: Erco Lighting 14 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

15 Lysdioder som belysning ringsforholdene er vanskelige eller utilgængelige. Det er eksempelvis områder med mange rystelser som biler, elevatorer, fly og bærbare elektronikprodukter. Det er områder, hvor størrelsen af lysdioderne gør, at der nu kan integreres lys i produkterne. Brobelysning, markering af trapper, trin og kanter er også blandt de første anvendelseseksempler, hvor lysdioderne kan placeres integreret i gelændere, rækværk eller nedgravet i jorden. Lysdioderne gør det nemlig muligt at designe meget små og flade armaturer. Hertil kommer områder, hvor det er dyrt at udskifte lyskilderne. Det er typisk højt placerede steder og steder hvor det kræver lift eller er besværligt og tidskrævende at komme til. Tredje udviklingstrin for lysdioderne bliver spot- og effektbelysning i boliger, hoteller, butikker, bygninger, trapper gange og museer og så videre. Fjerde trin bliver til kontorbelysning og vejbelysningen som først om nogle år vil blive hjemmebane for lysdioderne. Endnu er der kun kommet få løsninger på markedet til disse områder og det skyldes tre ting: 1. Effektiviteten er ikke tilstrækkelig. 2. Farvekvaliteten er endnu ikke god nok 3. Lysmængden fra den enkelte lysdiode er ikke høj nok til at det er rentabelt at skifte til lysdioder. I kontorer kræves normalt farvegengivelsesindeks over 80 og farvetemperaturer omkring 3000 K og det har de fleste lysdioder svært ved at klare. I takt med at lysdioderne bliver kraftigere, vil hele området for udendørsbelysning blive et interessant område, idet den lange levetid og tiden mellem serviceintervallerne gør lysdioderne særdeles interessante. Hertil kommer de mange arkitektoniske muligheder på facader, på pladser og stier hvor lysdioderne kan indbygges og nedgraves og samtidig sikres mod hærværk og fugt. Operaen i København benytter LED i balkonkanten som kan styres i takt med stemningen. Foto: Lysteknisk Selskab Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 15

16 Lysdioder som belysning Hvad kan lysdioder? Lyskilder har alle en lang række spændende egenskaber og en række ulemper. Det vigtigste er at vurdere, hvad lyskilden kan tilføre en løsning, før man vælger. Man bør ikke vælge lysdioder uden at have overvejet, hvilke krav man har til lyskilden og belysningen ud fra en række lystekniske krav og kvalitetsegenskaber, som beskrives i det følgende. Effektiviteten målt i lumen/watt er som beskrevet tidligere en af de vigtige parametre, der altid bør overvejes ved valg af lyskilder. En anden parameter er lysets farvekvalitet. Her er lysdioderne endnu ikke på niveau med de bedste lyskilder som halogen og glødepærer, men de er på niveau med lysstofrør og sparepærer, hvad angår farvegengivelsen. Diodeproducenterne har i dag store problemer med at producere lysdioderne ensartet med hensyn til farvetemperatur, lysintensitet og effektivitet. Det betyder, at der selv inden for den samme diodeproduktion er meget store produktionstolerancer. Det skal man være opmærksom på når man arbejder med lysdioder, så man ikke risikerer, at hvide lysdioder, der skal sidde på en række, ser forskellige ud. Selv små nuanceforskelle i den hvide lysfarve opfattes af øjet og kan ødelægge oplevelsen af belysningen på en hvid væg. Produktionstolerancerne betyder, at producenterne må sortere lysdioderne i forskellige farvekvaliteter (bins), som kan bestilles hos de mest seriøse lysdiodeproducenter dog mod merpris. Denne sortering betyder, at man får mere ensartede lysdioder, hvor farveforskellen er inden for visse tolerancer. Der er i dag stor forskel på levetiden og på kvaliteten fra producent til producent. Selv om der specificeres meget lange levetider så afhænger levetiden af mange ting. Man skal være opmærksom på de betingelser, der skal opretholdes hvis de lange levetider skal opnås. A B C A: Spektralfordeling for et 1-pulver lysstofrør på 2700 K B: Spektralfordeling for et 3-pulver lysstofrør på 4000 K C: Spektralfordeling for en hvid lysdiode Kilde: Elektriske Lyskilder nm 16 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

17 Lysdioder som belysning Farvegengivelse Lyskilders evne til at gengive farver hænger sammen med det farvespektrum, som lyskilden selv udsender (se illu. A-C). Udsendes ingen stråling med bølgelængder i en del af farvespektret, kan lyskilden ikke gengive de pågældende farver. Giver lyskilden kun lidt lys i et farveområde, vil de pågældende farver godt kunne gengives, men farverne vil ikke træde så tydeligt frem. Omvendt hvis lyskilden giver meget rødt og varmt lys som glødepæren, vil den fremhæve de røde farver. Glødepæren indeholder alle farver, men udsender mindre lys i det blålige område, derfor ses der normalt stor forskel på farver i glødepærelys og i dagslys, selv om de begge kan gengive alle farver. Evnen til at gengive farver anvendes kun for de hvide lyskilder og angives med et farvegengivelsesindeks en Ra-værdi mellem 0-100, hvor 100 er det højest opnåelige. Værdien angiver, hvor god lyskilden er til at gengive 8 eller 14 reference farver Gløde- og halogenpærer og dagslys har den bedste farvegengivelse på 100, mens sparepærer og almindelige lysstofrør har en Ra-værdi omkring 80. Lysstofrør produceres dog med Ra-værdier fra og fås derfor i udgaver med speciel god farvegengivelse, der næsten er på højde med glødepærer. Til sammenligning har de bedste hvide lysdioder en Ra-værdi på og enkelte producenter angiver et farvegengivelsesindeks over 90, hvilket er tæt på glødepærer og de bedste lysstofrør. Lysstofrør kan normalt gengive de fleste farver, men har huller eller dybe dale i farvespektret (se illu. B), som betyder at deres evne til at gengive farver i disse områder er dårlig. Lysdioder har normalt ingen huller i farvespektret, men har spidser og dale afhængig af typen og måden, som benyttes til at skabe det hvide lys (se illu. C). Effektivitet Når man skal sammenligne lyskilders effektivitet, anvendes en række parametre. Lumen/ watt er en af dem. For at kunne sammenligne hvor meget lys en lyskilde udsender i forhold til den forbrugte energi, benyttes lumen/watt eller den samlede lysudsendelse pr. tilført watt. Tallet udtrykker direkte, hvor effektivt lyskilden omformer energien til synligt lys, men altså ikke noget om hvor i det synlige spektrum lyset udsendes. Derfor har vi lyskilder som højtryksnatriumlamperne. De anvendes primært til vejbelysningen, og har en effektivt på over 120 lumen/watt, men som udelukkende udsender lyset omkring den gule farve (hvor øjet er mest følsomt). Det betyder, at deres farvegengivelsesindeks er lavt mellem og de kan derfor kun anvendes til områder som vejbelysning, hvor det primære krav er en effektiv og billig lyskilde, og ikke den bedste farvegengivelse. Ser man personer i dette lys, bliver de nærmest grøngule i hovederne, og farverne på tøjet bliver nærmest grå. Det skyldes, at de røde og blå farver ikke findes i lyset. Der er meget fokus på lysdiodernes effektivitet, men man skal være opmærksom på, at det ikke alene er lyskildens effektivitet, der bestemmer, hvor meget lys der kommer på et givet sted. Afstanden og tab fra reflektor og skærm har stor betydning for den samlede mængde lys, der falder på et givet område, som også kaldes belysningsstyrken og angives i lux. Da lysdioderne er små, kan de normalt placeres tættere på området, der skal belyses, og da de kun lyser i den ene retning i modsætning til de rundstrålende glødepærer og lysstofrør, kan der være situationer, hvor lysdioderne er bedre egnet og mere effektive end de traditionelle lyskilder. Det gælder især, hvor der er tale om farvet lys, hvor de farvede lysdioder fra starten er født til kun at give en bestemt farve. Farvet lys fra traditionelle lyskilder kommer altid via filtrering gennem farvefiltre og det reducerer effektiviteten betydeligt. Trafiksignaler er et godt eksempel hvor de farvede lysdioder giver en række fordele. Her giver lysdioderne direkte den røde, grønne eller gule farve i stedet for at filtrere det hvide lys fra en glødepære. Herved kan opnås ganske store energibesparelser. Samtidig sender lysdioderne kun lyset fremad, Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 17

18 Lysdioder som belysning og det er derfor ikke nødvendigt med en reflektor (med tab) til at sende det bagudrettede lys ud af trafiksignalet. En anden effektivitetsparmeter er lyskildens samlede lysudsendelse, der måles i lumen (lm). De kraftigste lysdioder på markedet udsender 120 lumen. Til sammenligning giver en standard 60 W glødepære 720 lumen og et 36W lysstofrør giver omkring 3350 lumen. Farvetemperatur En lyskildes farvetemperatur er et mål for om lyset fra en hvid lyskilde er koldt eller varmt. Akkurat som en solnedgang, der opleves varm og som en vinderdag med klar himmel, der opleves kold. Farvetemperaturen angives i grader Kelvin (K). En glødepære har et varmt lys og en farvetemperatur omkring 2700 K. Halogenpæren er lidt koldere og ligger omkring 3200 K. På en vinterdag med blå himmel har lyset en farvetemperatur på over K. Jo højere farvetemperatur, jo koldere og jo mere blåligt bliver lyset. Den præcise målemetode bygger på lyskildens frekvensspektrum og en beregning, men svarer til, at man sammenligner lyset fra lyskilden (kun hvidt lys) med et såkaldt sort legeme, der opvarmes. Når lyskilden udsender samme lysfarve eller farvetemperatur som det sorte legeme, måles temperaturen på legemet, og det angives som farvetemperaturen. Man sammenligner ofte farvetemperaturen med et glødende stykke jern. Når det langsomt opvarmes, er det først rødglødende med lav temperatur. Efterhånden som det varmes op, bliver det mere orange og mere hvidt, for senere at blive hvidglødende og nærmest blålig hvidt, når temperaturen er meget høj. Farvetemperaturen har således ikke en direkte sammenhæng med temperaturen på lyskilden. Lysdioder er ofte meget blålige og kølige i lysfarven og har derfor normalt en høj farvetemperatur på K. Men for at kunne matche glødepærer er der også udviklet varmhvide lysdioder med farvetemperaturer under på K. Denne lampe (Diva) fås både med lysstofrør og lysdioder som lyskilde Producent: Waldmann Fordele og ulemper med lysdioder Lysdioder er en fantastisk nyskabelse inden for lyskilder. De fylder mindre end et fingerbøl, hvilket betyder, at de kan indbygges steder, hvor det tidligere ikke var muligt. De lyser kun i én retning med spredningsvinkler fra Traditionelle lyskilder sender lyset ud i alle retninger og må derfor normalt have en reflektor (med tab) eller en skærm til at rette lyset derhen, hvor det ønskes. Lysdioderne har meget lang levetid. Op til timer, opgiver leverandører. Sandheden er, at de fleste lysdioder godt kan holde i timer, da de sjældent brænder af (hvis de behandles efter forskrifterne), men i mange tilfælde vil der ikke komme ret meget lys ud efter timer. Årsagen er, at de materialer lysdioderne er opbygget af, ældes med 18 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

19 Lysdioder som belysning tiden. Levetiden afhænger desuden af, hvordan lysdioderne behandles. For høj temperatur og kraftige strømbelastninger kan hurtigt tage livet af en lysdiode, der på mange måder ligner en almindelig elektronikkomponent. En af lysdiodernes helt store fordele er, at der ingen mekaniske komponenter er i en lysdiode. Der er således hverken glas, gasser under tryk eller glødetråde, der kan brænde over eller ryste løs. Derfor tåler lysdioderne kraftige vibrationer. Kulde er også et område, som lysdioderne tåler, idet lav temperatur afkøler dem, og faktisk udsender de mere lys, når lysdiodetemperaturen falder. Det er helt modsat med de øvrige lyskilder som lysstofrør og damplamper, der ofte har svært ved at tænde og bliver mindre effektive, når temperaturen falder. Lysdioder kræver en elektronisk forkobling eller en driver. Det betyder samtidig, at de uden problemer kan dæmpes og reguleres uden at lysfarven ændres væsentligt. Lysdioderne tænder meget hurtigt, hvilket faktisk udnyttes i bilernes bremselys. Selv om de kun er ca. 50 millisekunder hurtigere end glødepærer om at tænde, så betyder den længere reaktionstid, at bremselængden bliver ca. 2 meter kortere, hvilket i en bil kan give en dramatisk forskel mellem liv og død. En anden fordel ved lysdioder er, at de ikke udsender ultraviolet lys eller infrarødt lys (varmestråling). Varme fra halogen og metalhalogen er et stort og energikrævende problem i butikker, der ofte må køle kraftigt for at komme af med varmen. Desuden falmer stoffer og andre materialer, når de får udsættes for varmestråling og ultraviolet stråling. Da lysdioderne forsynes med 1,5-24 volt og ikke trækker de store strømme, kan batteriforsyning også anvendes, hvilket specielt ses i mobiltelefoner og lignende. Fremkomsten af mobiltelefoner med billige kameratelefoner med flash skyldes i høj grad lysdioder. Farveskift og farvet lys hører også til lysdiodernes indbyggede fortrin. Farveskift kan opnås ved at anvende lysdioder, der har indbygget tre farvede lysdioder i henholdsvis rød, grøn og blå. Ved at blande de tre farver kan fås hvidt lys, og samtidig kan man blande alle mulige farver ved at ændre på styrken på hver farve. Til ulemperne hører, at hver enkelt lysdiode endnu ikke udsender ret meget lys sammenlignet med de traditionelle lyskilder. De bedste udsender omkring1/3 del af en glødepære og kun ca. 1/15 af et lysstofrør. E-14 lyskilde med blå lysdioder Foto: Lysteknisk Selskab Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 19

20 Lysdioder som belysning Blanding af rød-grøn-blå Fosfor konvertering Fordele Højere effektivitet God farvegengivelse Mange muligheder for farveskift Ulemper Svært at blande lyset 100% Randeffekter af farvet lys kan opstå Svært at styre farvestabiliteten over levetiden Mange lysdioder fylder Fordele Lys fra én kompakt enhed Meget små dimensioner Ulemper Lavere effektivitet Kompliceret produktionsproces Begrænset antal farver De to metoder til at skabe hvidt lys med lysdioder, giver hver deres fordele og ulemper. Lysdioder leveres i dag i et utal af varianter og former, som er mere eller mindre færdige halv- og helfabrikata. Nogle findes med sokkel til direkte udskiftning af eksisterende gløde- eller halogenpærer, mens andre findes som bånd, stænger eller monteret på et printkort med diverse køleribber. Fælles for alle hvide lysdioder er, at de anvender en af to principielt forskellige måder at fremstille hvidt lys. Den ene metode er at benytte de tre grundfarver rød, grøn og blå (RGB-metoden) og at blande disse til hvidt lys. Da de farvede lysdiodechip fås meget små, kan de tre farver placeres sammen i et lille hus, der blander lyset, så det er hvidt, når det kommer ud af lysdioden. Den anden metode anvender en blå lysdiode, hvor lyset bliver konverteret til hvidt lys med fosforbelægning inde i lysdioden. Begge typer findes på markedet i mange forskellige udformninger. Større lysdiode-pærer med E 27 eller E 14 gevind eller med halogensokkel findes også på markedet. Disse anvender normalt et større antal lysdioder samlet ved siden af hinanden Modul af lysdioder. Modulet kan deles i flere mindre stykker Foto: Lysteknisk Selskab 20 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

21 Lysdioder som belysning Denne slags lysdiodepærer er beregnet til direkte erstatning af gløde- og halogenpærer med sokkel, men lysteknisk opfører de sig anderledes, end de pærer de erstatter, idet geometrien og lyspunkternes placering er anderledes. Der findes også hybrider på markedet, der blander de hvide fosforbaserede lysdioder med farvede for at forbedre farvetemperatur og farvegengivelse. Foto: Philips Udformning Diodeproducenterne leverer normalt ikke færdige lyskilder, der bare kan monteres i et eksisterende armatur. Derimod produceres lysdiode-halvfabrikata i mange forskellige udformninger til specielle formål. Lysdioder fås monterede på print i lange fleksible bånd med tape på bagsiden, på stive print, på ringformede, med skruehuller i fleksible fugtisolerede enheder og som byggeklodser i forskellig indpakning. Desuden findes de som 5 mm lysdioder med to ledningsben, som rå chip, med præmonteret optik klar til lodning på print. Alle typerne fås normalt både i hvide i forskellige varianter og som farvede. Lysdioderne leveres også med meget forskellige lysfordelinger, som er optimeret til forskellige anvendelser. De fås bl.a. som sidelysende, smalstrålet til skiltebelysning, bredstrålet til anvendelse med reflektor eller optiske linser. Lysdiode Foto: Philips Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 21

22 Lysdioders egenskaber 4Lysdioderne til belysning er et relativt nyt fænomen. Man skal derfor være opmærksom på hvilke lysdioder man køber Lysdioder er stadig i deres barndom med hensyn til belysning og er en lyskilde under udvikling. Derfor er der mange forskelligartede og upræcise lysdata om lysdioderne. Man skal derfor være opmærksom på, hvad man køber og hvilken leverandør man vælger. Der findes endnu ikke standardiserede målemetoder og standarder for, hvordan man opgør de forskellige data for lysdioderne. Eksempelvis opgiver de to største producenter Osram og Lumiled (Philips) levetiden på hver sin måde, og mange andre lysdiodeproducenter opgiver slet ikke de mest almindelige lysdata, som vi kender dem fra de øvrige lyskilder, så her bør man være opmærksom. Skal lysdioderne anvendes til seriøse formål, må man kræve en fornuftig dokumentation på specifikationerne og levetiden, inden man investerer store beløb i lysdioder. Der er eksempler på, at lysdioderne kan undergå endog meget store ændringer i både lysstyrke og i farveskift i løbet af levetiden, men de største producenter, der har været på markedet i mange år, garanterer lange levetider og ydelser, når lysdiodernes driftsparametre overholdes. Når lysdioder skal anvendes til belysning, kræves væsentlig mere lys, end når lysdioderne anvendes som indikatorlampe, der blot skal lyse sig selv op. Med dagens lysdioder stiller det store krav til armaturernes effektivitet, placering og udformning. De første armaturer, der kom frem med lysdioder, var blot traditionelle armaturer med lysdioder i stedet. Efterhånden som designere og producenter er blevet mere fortrolige med lysdiodernes muligheder, ses flere og flere løsninger, hvor lysdiodernes specielle fysiske og lysmæssige egenskaber udnyttes. Spørger man lysdiodespecialister, siger de, at lysdioder skal eller bør anvendes der, hvor de tilfører noget nyt til produktet og ikke bare erstatter en tilsvarende anden lyskilde. I modsætning til traditionelle lyskilder, der normalt af økonomiske grunde placeres med større afstand for at dække et stort område betyder lysdiodernes mindre lysudsendelse at de må sidde tættere, hvilket normalt er med til at give en jævnere belysning på fladen, der skal belyses. Lystekniske egenskaber Lysdiodernes lystekniske egenskaber spiller en større og større rolle i takt med, at lysdioderne bevæger sig længere og længere ind på belysningsområdet. Til billygter, markeringslys og lommelygter spiller farvekvalitet og farvetemperaturen ikke så stor rolle. Det gør derimod effektiviteten. Højere effektivitet giver flere og flere anvendelsesmuligheder inden for belysning. Til almene belysningsformål er farvegivelsesindekset og farvetemperaturen særdeles vigtig. I Danmark har vi tradition for at foretrække varme lyskilder på omkring 2700 K i boliger og på kontorer. Lidt koldere farvetemperaturer anvendes normalt i industrien. I Sydeuropa anvendes normalt endnu koldere lysfarver, end der foretrækkes i Danmark og Norden. På grund af lysdiodernes meget lille udstrækning er linsesystemer meget velegnet til at sprede eller styre lyset. 22 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

23 Lysdioders egenskaber For at kunne styre lyset designes bl.a. forskellige linsesystemer Foto: Lysteknisk Selskab Plastlinser kan i dag fremstilles effektivt og relativt billigt, og mange lysdiodeproducenter har lysdioder med linsesystemer i deres program. Derudover findes en række linseproducenter, som kan udvikle specifikke linser eller som fører linser, der passer til de mest udbredte lysdioder. Lysfordelingen, altså hvordan lyset udsendes fra lyskilden, er afgørende for, hvordan en lampe eller et armatur fungerer. Armaturerne designes til konkrete lyskilder, og for at kunne styre lyset derhen hvor der er behov for det, udvikles reflektorer og linsesystemer. Derfor findes en række forskellige lysdiodeudformninger, der giver forskellige lysfordelinger, som er tilpasset til specifikke anvendelser. Et andet forhold i relation til design af armaturer og lamper med lysdioder er lysdiodens ekstremt punktformige natur. Det giver helt nye designmuligheder og bedre muligheder for at styre lyset derhen, hvor der er behov for det. Jo mere punktformet en lyskilde er, jo lettere er det at konstruere en effektiv og præcis reflektor eller linse. På grund af lysdiodernes meget lille størrelse er lysintensiteten eller luminansen (candela/mm2) meget høj. Det betyder, at lysdioder nemt blænder, hvis man kigger ind i lyskilden eller i reflekterede flader. Men da øjet fanges af høje luminanser og spil i overflader, giver lysdioderne samtidig en ny opmærksomhedsværdi. Lyset spiller nemmere med i blanke overflader, hvilket guldsmedeforretninger allerede har fundet ud af. Det er således altid en balance mellem at blænde og udnytte den høje luminans. Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 23

24 Lysdioders egenskaber Termisk design En ny disciplin for designere, konstruktører og armaturproducenter, der vælger at arbejde med lysdioderne, er det termiske design - altså varmeforholdene i armaturet. Selv om en af myterne omkring lysdioder siger, at lysdioderne ikke bliver varme, så kan det ikke være mere forkert. En af de allervigtigste parametre at have styr på er temperaturen i lysdioden. Bliver den for høj og over den specificerede grænse, som producenten angiver, så nedsættes levetiden dramatisk. I takt med at lysdioderne bliver mere og mere kraftige stiger varmeproblemet. Meget varme på et lille område skal normalt ledes væk gennem armaturet via køleribber, metalplader eller ved hjælp af naturlig ventilation. Der er en direkte sammenhæng mellem temperaturen inde i lysdioden og levetiden og som med al anden elektronik, så gælder reglen, at hvis temperaturen øges med 10 grader ud over det specificerede område, så halveres levetiden. Slutbrugeren skal ikke umiddelbart bekymre sig om temperaturen, men det betyder alligevel noget for levetiden, om et armatur sidder lukket inde i et varmt rum, eller om det sidder i et koldt velventileret lokale. En række lysdiodeproducenter opgiver referencepunkter på de printplader, som lysdioderne monteres på, hvor temperaturen kan måles og kontrolleres. Og ved hjælp af normale termiske beregninger kan man bestemme, hvor stor køleflade et givent armaturdesign skal have for at bortlede varmen. Monteringsretning, fastgørelse og materialevalg hænger tæt sammen med hvor godt eller skidt et termisk design, man har fået opbygget. Gode varmeledere er metaller og dårlige er plast, men ventilation og fastgørelsespunkterne er vigtige elementer at overveje undervejs i konstruktionsprocessen. Sikkerhed Lysdioder hører i dag sikkerhedsmæssigt sammen med lasere. I EU kræves, at produkter der skal CE mærkes, overholder standarden EN Safety of laserproducts. Det betyder at man skal være opmærksom på risikoen for øjenskader. Undersøgelser fra blandt andet Agilent har dog vist at dagens lysdioder ikke giver nogen risiko for øjenskader, men i takt med at lysdioderne bliver kraftigere skal man være opmærksom på dette. Anvendes lysdioder i udstyr med optik og linser kan der være risiko for øjenskader, så man bør derfor ikke se direkte ind i lysdioderne på kort afstand. Farvestabilitet binnings Som det også kan være tilfældet med lysstofrør, så kan der være forskel i udseende af lysdioder, der opsættes lige ved siden af hinanden. Anvendes lysdioder som spots på en hvid væg, skal man sikre sig, at de har den samme hvide farve. Produktionstolerancerne er i dag så store, at de seriøse producenter sorterer de hvide lysdioder i såkaldte binnings eller grupper, der har samme lysfarve. Øjet har en meget høj følsomhed over for små variationer i den hvide farve, hvorimod øjet ikke er særlig følsomt for variationer i intensiteten eller lysmængden, som også kan variere kraftigt fra lysdiode til lysdiode. Der er således en række stabilitetsforhold, der skal tages hensyn til. Produkter der skal CE mærkes er omfattet af sikkerhedsstandarden for lysdioder EN Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde

25 Lysdioders egenskaber Forskellige typer lysdioder med linser og reflektorer Foto: Lysteknisk Selskab Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde 25

26 Energibesparelser med Lysdioder Vi har kun lige set begyndelsen af energibesparelserne med lysdioder. Alligevel findes der en lang række eksempler, hvor løsninger med lysdioder allerede nu giver store besparelser. Der vil derfor i løbet af de kommende år kunne findes en lang række områder både i private og offentlige virksomheder, hvor lysdioder kan give meget store nationale energibesparelser. I det følgende beskrives en række konkrete eksempler fra Danmark og udlandet, hvor lysdioderne anvendes, og hvor de giver anledning til store energibesparelser. Lighting Research Center (New York) har demonstreret, at man ved at erstatte en halogenbaseret vinduesbelysning med farvet lysdiodebelysning i et stormagasin i Los Angeles, fik en energibesparelse på %. 700 mennesker blev bedt om at svare på, hvad de synes om en ny belysning med farvet lys, der blev sat i stedet for en kraftig halogenbelysning for at tiltrække opmærksomheden for forbipasserende. Ud af 700 adspurgte synes 74 % at den nye farvede belysning vakte mere opmærksomhed og 91 % var enige om at den lysdiode-baserede effektbelysning med farvede lysdioder ikke reducerede den visuelle effekt af mannequinerne i vinduerne. Det interessante er, at der ved skiftet til den farvede belysning med lysdioder kunne spares mellem % af energiforbruget til belysning for at tiltrække de forbipasserendes opmærksomhed. 5Der kan være store energibesparelser ved at skifte til lysdioder Danske eksempler Der findes allerede en lang række eksempler på diodebelysning i Danmark. Blandt andet Rosenborg Slot hvor montrerne med udstillingen Dronningens kjoler belyses med lysdioder. Lysdioderne anvendes på grund af sine små dimensioner, og især fordi der ikke er ultraviolet og infrarød stråling i diodelyset, der nedbryder de gamle kjolestoffer. Der anvendes typisk 1 watt lysdioder med batteriforsyning, der holder 4-6 dage. Tidligere blev anvendt to 35-50W halogenpærer uden for montrene. Lysdioder skåner genstande som er følsomme over for UV-stråling. Lysdioder er derfor velegnet som lyskilde til spotbelysning på museer Foto: Lumodan 26 Lysdioder til belysning - status for fremtidens lyskilde