Enerji, Aydınlatma ve Mekanik İşler Şube Müdürlüğü

0262 318 10 00

2630

mcetinergun@kocaeli.bel.tr

Enerji, Aydınlatma ve Mekanik İşler Şube Müdürlüğü

a a a

LED'LER – UFAK BİR TARİHÇE

Işık Yayan Diyotlar (LED) 1960 yılından bu yana kullanılmaktadır. İlk on-yirmi yıl içerisinde LED'lerin bugüne kıyasla ışık çıkışının düşük ve sunduğu renk spektrumunun dar olması bu lambaların kullanım alanlarını sinyal lambaları gibi sadece belli başlı özel uygulamalarla kısıtlandırmıştır.

LED'in ışık verimi arttıkça her türden sinyal ve uyarı lambaları (mesela ışıklı çıkış tabelaları ve trafik işaretleri) bu teknoloji ile tasarlanmaya başlamış ve ayrıca daha ufak, daha dekoratif ışıklıkların doğmasına zemin hazırlanmıştır.

LED ışık çıkış düzeyleri zamanla kademeli olarak yükselmiştir. Mesela son yıllarda beyaz LED'lerin ışık çıkışında üç katın üzerinde bir artış meydana gelmiştir. Bu ilerlemeler, LED'lerin yeni nesil aydınlatma ürünleri için temel ışık kaynağı görevini üstlenmesine ortam hazırlamıştır.

GÜNÜMÜZDE LED TEKNOLOJİSİNİN DURUMU

LED'ler, ışık üreten yarı iletken katı hal ışık kaynaklarıdır. Tasarlanış ve imal ediliş şeklinden ötürü bu ışık kaynaklarının ürettiği ışık oldukça noktasaldır. Herhangi bir ışık kaynağında olduğu gibi LED'ler de, bu teknolojiden en yüksek düzeyde istifade edilmesi için anlaşılması gereken belli özelliklere ve sınırlamalara sahiptir.

Birçok genel aydınlatma teknolojisi için beyaz ışık tercih edilir. Bir LED, aşağıda belirtilen birkaç yolla beyaz ışık üretebilir:

• LED çipi fosfor ile kaplıdır. Bu fosfor, dışarı verilen ışıkla etkileşime geçerek beyaz ışık üretir. Bu sistem, flouresan lambanın ışık üretme prensibine benzer. Bu broşürde yer alan değerlendirmelerin birçoğu, mavi ışık dönüşüm sistemini kullanan parlaklık düzeyi yüksek veya güçlü LED'lere yöneliktir.

• RGB (Kırmızı, Yeşil, Mavi) sistemleri üç veya dört monokromatik LED kaynağından gelen ışığı harmanlayarak farklı renk sıcaklıklarına sahip beyaz ışık da dahil olmak üzere birçok farklı renge “uyarlanabilir” beyaz ışık üretir.

LED'ler, olağanüstü birer aydınlatma kaynağı olmalarını sağlayan bazı önemli özelliklere sahiptir. Bunlar yüksek ışıksal verim, optik kontrol, olağanüstü uzun çalışma ömrü ve doğru tasarlanmış bir aydınlatma sistemi içerisinde kullanıldığında verdiği ışık miktarıdır.Ancak aydınlatmalar içerisinde bu ışık kaynaklarını uygun şekilde kullanmak için bilinmesi gereken bazı önemli teknik kısıtlamalar da söz konusudur.

NEDEN LED ?

Geleneksel floresan lambasına karşın ortalama 1/10 güç tüketimi. 50.000 saat ömrü vardır.

Şoka dayanıklıdır.

Cıva içermez, güvenilirdir.

Enerji tasarrufu sağlar ve bakıma ihtiyaç duymaz.

Göz alıcıdır ve maksimum emniyet düşünülmüştür.

Çok düşük sıcaklık ve düşük ışık kirliliğine sahiptir.

Elektromanyetik çatışma yoktur.

Hem iç mekanda, hem de dış mekanda suya dayanıklıdır.

Tek ve çok renk elde edilebilir.

Diyot oldukları için, dijital dünyayla daha kolay uyum sağlarlar.

Yüksek yoğunluk, yüksek kontrast, hatta parlaklık verir.

Eşsiz ve tutarlı renkler sağlayan tek Işık Rengi ışık kaynağıdır.

Düşük Güç Tüketimi ve ısı dağıtma özelliklerine sahiptir.

Kapsamlı voltajla çalışır.

Çevre dostudur.

Hafiftir.

119 yıl öncesinde elektrik ampulünün icadından bu yana, bu aydınlatma ilk büyük devrimdir.

LED ampulleri, elektrikli aydınlatma ampullerinden daha dayanıklı, uzun süreli ve enerji verimlidir.

LED'ler, filamanları olmadıkları için, sıradan bir elektrik ampulü kırılırken, onlar bu koşullar altında zarar görmezler.

Yeşil ve kırmızı gece görüşünü korumak için harikadır, beyaz genel kullanım amaçları için iyi bir çözümdür, mavi genellikle dekoratif amaçlar için kullanılır.

Neredeyse LED'i yenilemeye ihtiyaç duymadan portatif uygulamalar için, pillere daha az para harcanır.

LED'ler doğal bir ışık yaratır.

LED'lerin yumuşak parıltısı kaba gölgeyi, yansımayı ve göz kamaştırıcı parıltıyı azaltır.

Bütünüyle şoka ve titreşime dirençli olurlarken, ortada ne paramparça olacak bir cam ne de kırılacak bir filaman vardır.

Genel bir kural olarak, LED'ler, patlayıcı sıvıların ve gazların yanında yada başarısız aydınlatmacıların kazalara neden olabilecekleri yerlerde kullanılmak için en iyi çözümdür.

LED'ler geleceğin ışığıdır.

LED TEKNOLOJİSİNİN AVANTAJLARI

Yüksek Işıksal Verim

Son yılarda LED'ler daha verimli hale gelmiştir. Yakın geçmişte LED'ler üzerinde gerçekleştirilen beyaz-mavi fosfor dönüşümü watt başına 100 lümenlik bir ışı verimine yaklaşmıştır.

Günümüzde, klasik aydınlatma teknolojilerinin birçoğu pek çok uygulamada kolaylıkla LED'ler ile değiştirilerek ciddi enerji tasarrufu sağlanabilmektedir. Akkor, halojen, kompakt flöresan ve civalı lambalar LED için değiştirilmesi en kolay olan lamba türleridir. Yüksek basınçlı sodyum ve metal halojen lambalar bile güç ve uygulamaya bağlı olarak ciddi enerji tasarrufu yaratacak şekilde LED çözümleriyle değiştirilebilmektedir.

Aydınlatma Gereci tasarımının LED performansı için ne kadar önemli olduğunun bilinmesi önemlidir. Tasarımı iyi olan bir Aydınlatma Gereci, jonksiyon kısmından ısıyı uzaklaştırabilmelidir. Isı alıcıların ve pasif soğutma teknolojisinin uygun şekilde kullanılması da optimum performans alınmasında gereklidir. Hem ışık çıkışı ve nihayetinde çalışma ömrü Aydınlatma Gerecinin tasarımına bağlıdır. Günümüzde termal etkilerin bu kadar önem arz ettiği başka bir aydınlatma teknolojisi yoktur.

Olağanüstü Uzun Çalışma Ömrü

Ayrıntılara uygun derecede önem verilerek LED'in çalışma ömrü 50,000 saat ile 100,000 saat aralığına kadar yükseltilebilir. Bir LED'in fiili çalışma ömrü üç değişkene bağlı olacaktır:

Jonksiyon Sıcaklığı:

LED içerisinde, ışığın oluştuğu noktadaki (jonksiyon) sıcaklıktır. Bu sıcaklık aydınlatma üreticisi tarafından doğrudan ölçülemez çünkü üreticinin eline geçen LED halihazırda yalıtımlı bir ünite içerisine yerleştirilmiş durumdadır. LED üreticileri, Aydınlatma Gereci üreticileri için LED ünitesi üzerindeki jonksiyon sıcaklığına dair referans veriler yayınlar

Ortam Çalışma Sıcaklığı:

Armatürün çalıştırılacağı ortamın sıcaklığıdır. LED üreticileri tarafından yayımlanan tüm cihaz ömrü ölçümleri farklı ortam sıcaklığı aralıklarında gerçekleştirilir. Belli bir ışıklık için yüksek ortam sıcaklıkları cihazın çalışma ömrünü kısaltacak, düşük sıcaklıklar ise LED'in beklenenden daha uzun ömürlü olmasını sağlayacaktır.

Aydınlatma Gereci Tasarımı:

Aydınlatma Gereci tasarımı LED'in çalışma ömrü üzerinde başlı başına bir etkiye sahiptir. Uygulamada aynı LED'lere sahip iki farklı Aydınlatma Gereci , ne kadar iyi tasarlandıklarına ve LED'den sıcaklığı ne kadar başarılı uzaklaştırabildiklerine bağlı olarak aynı çalışma ortamında ciddi anlamda farklı çalışma ömürleri sergileyebilir.

LED çalışma ömrünü tahmin ederken hem ortam sıcaklığının hem de Aydınlatma Gereci tasarımının değerlendirmeye alınması gereklidir.Çünkü her ikisi de jonksiyon sıcaklığı üzerinde etkiye sahiptir. Armatür tasarımı jonksiyon sıcaklığı için birincil belirleyici olurken ortam sıcaklığı da LED'in ortalama ömrü üzerinde ciddi bir etkiye sahip olabilir.

Aydınlatma Kapasitesi

Tüm ışık kaynakları, aşağıdaki nedenlerden biri veya daha fazlasından ötürü zamanla aydınlatma kapasitesinde düşüş yaşar:

Işık miktarının azalması:

Tüm ışık kaynakları genel çalışma ömürleri genelinde ışık üretme özelliklerini kaybeder. Aydınlatma tasarımı ile ilgili yapılan hesaplarda, aydınlatma düzeni tespit edilirken ortalama lümen değerleri kullanılır.

Kontrol ünitelerindeki kayıplar:

Tüm deşarj lambaları (fluoresan ve HID), lamba akımını regüle etmek için balast kullanır. LED'lerde sürücüler vardır. Tüm bu yardımcı cihazlar enerji sarfeder ve Aydınlatma Gerecinin ışıksal verimini düşürür.

Optik kayıplar:

Birçok Aydınlatma Aracında , lambadan gelen ışığın yönünü kontrol etmek için reflektörler kullanılır. Tasarıma ve ışık kaynağına bağlı olarak optik kayıplar çok yüksek olabilir.

Ayrıca LED'ler, bir Aydınlatma Aracı içerisinde sabit halde çalışmaktan ötürü bir miktar lümen kaybı yaşar. Daha önceden belirtildiği gibi LED'in ışıksal etkinliği çok kısa süreli bir güç patlaması ile ölçülür. Bu uygulama standart endüstriyel bir uygulama olarak ideal gibi gözükse de LED'in genel aydınlatma uygulamalarında nasıl kullanılacağına dair fikir vermez. LED, sürekli çalışan bir Aydınlatma Gereci içerisine yerleştirildiğinde jonksiyon sıcaklığında artış yaşayacak ve buna bağlı olarak ışık çıkışı düşecek ve ışıksal verim azalacaktır.

Renk Sıcaklığı Çeşitliliği

LED'ler, 10000K ile 2500K arası değişim gösteren ilişkili renk sıcaklıklarında (CCT) sunulmaktadır. Bu CCT aralığı LED'lerin çok değişik uygulamalarda kullanılmasına olanak vermektedir. Daha sıcak renk sıcaklıklarında LED'lerin ışıksal verimi düşer.

Renksel Geriverim

Yapay ışığın ,renk algılamanın olabildiğince hassas gerçekleşmesini sağlaması gerekir.(Gün ışığında olduğu gibi)
ODAKLED Aydınlatma Gereçlerinde kullanılan mavi-beyaz LED'lerde renksel verim , yüksek renk sıcaklıklarında (>5000K) 72'dir. Seçilen LED'e ve ışık üretme yöntemine (fosfor dönüşümü veya RGB) bağlı olarak beyaz ışıklı sistemler için diğer renk dönüşüm seçenekleri de mevcuttur.

Düşük Bakım ve Bertaraf Maliyetleri

LED aydınlatma sistemlerinin ana özelliği, sistemin ömrü genelinde enerji maliyetinde ciddi bir tasarruf sağlama potansiyeline sahip olmasıdır. Enerji tasarrufunun yanı sıra LED'lerin iyi tasarlanmış sistemler içerisinde sahip olduğu uzun ömür hem işçilik hem de bakım maliyetlerinde ciddi tasarruflar yaratacaktır.

LED`lerin Işığı Kısılabilmektedir

LED'lerde ya iki kademeli bir düzenek ya da 0-10 volt'luk kontrol girişi eşliğinde kesintisiz ışık kısabilme düzeneği kullanılarak ışık seviyesi istenen seviyeye kısılabilmektedir. LED'lerin ışığı kısıldığında, jonksiyon sıcaklıkları da azalacağından ışıksal veriminde fiili bir artış olur.

Güneş ve Rüzgar Enerjili Aydınlatma Sistemleri

Elektrik gücünün halihazırda bulunmadığı ve maliyetten ötürü şebeke sistemi tesisatına girişilmesini dezavantajlı kılan pek çok saha vardır. İşte bu alanlar güneş ve rüzgar enerjili aydınlatma sistemleri için mükemmel birer adaydır. LED'ler, düşük gerilimli ve yüksek ışıksal verime sahip cihazlar olduğundan bu uygulamalar için mükemmel bir ışık kaynağıdır.

Aydınlatma Kontrol Sistemleri ile Uyumludur

LED'ler,ilk açıldıklarında tam parlaklığa kavuşmak için belli bir süre gerektirmediğinden, ışık kısma özelliği ile de mükemmel ışık stabilitesine sahip olduğundan ve sık aralıklarla açılması ürün ömrünü olumsuz etkilemediğinden aydınlatma kontrol sistemleri ile son derece uyumludur.

LED Aydınlatma Sistemleri Çevre Dostudur

* LED'ler cıva veya kurşun ihtiva etmez.
* LED'li Aydınlatma Gereçlerinde genellikle, tamamı geri dönüşümlü malzeme olan kalıp dökümlü ve haddelenmiş alüminyum parçalar kullanılır.
* LED aydınlatma sistemlerinin arttırılmış ışıksal verimi mekana daha az ısı verilmesini sağlayarak iklimlendirme sistemindeki yükü düşürür. Bunun sonucu olarak da ekstra enerji tasarrufu sağlar.
* LED Aydınlatma Gereçlerinin daha üst düzey homojen ışık verebilme özelliği, minimum ışık seviyesi koşulunu sağlarken daha düşük ortalama aydınlatma düzeyleri sunar. Bu da aydınlatma masraflarında ek tasarruf anlamına gelmektedir.
* LED'ler, enerji verildiği an herhangi bir ısınma süresi gerektirmeden anında yanmaya başlar.

LED RENK SICAKLIĞI ÇEŞİTLİLİĞİ

Rengin sıcaklığı Kelvin ile ölçülür.
Işığı oluşturan bütün renklerin renk sıcaklıkları üç ana grupta toplanır.
Sıcak beyaz 3300 K ve altı
Doğal beyaz 3300-5000 K
Gün ışığı beyazı 5000K ve üzeri.

Rakam azaldıkça, renk kırmızıya,arttıkça maviye yaklaşır.Sıcak beyaz ışığa sahip bir akkor lamba 2700 K değere sahipken ,aynı güçteki bir gün ışığı lambasında 5600 K renk sıcaklığı olmaktadır.

Örneğin öğleyin güneş yaklaşık 5000 Kelvin ;sabah ve akşam saatlerindeyse 4000 Kelvin'dir.

Bir ışık kaynağının renk sıcaklığı ,Planck ın geometrik çizelgesi ile gösterilir.
Işık rengi(Beyaz ışık)yani ışığı oluşturan bütün renklerin renk sıcaklığı üç ana grupda toplanır.
Sıcak beyaz 3300 K ve altı
Doğal beyaz 3300-5000 K
Gün ışığı beyazı 5000K ve üzeri.
Spektral olarak geliştirilmiş aydınlatma konseptini daha derinlemesine incelemeyi hedefleyen araştırmalar tamamlanmıştır. Bu araştırmalar, renk sıcaklığı yüksek olan ortamlarda insanların daha iyi bir görsel keskinliğe sahip olduğunu ortaya koymuştur.

LED aydınlatma sistemleri 3000K -10000K arası değişen renk sıcaklıklarında mevcuttur. Etkinin en belirgin olduğu bölge 4000K üzeri renk sıcaklıklarıdır.

Belki ilerde yapılalacak araştırmalarda üzerinde çalışılabilecek konu , sistemin daha düşük ışık düzeylerinde mükemmel görsel keskinlik sağlaması olabilir.

RENKSEL GERİVERİM

Yapay ışığın ,renk algılamanın olabildiğince hassas gerçekleşmesini sağlaması gerekir.(Gün ışığında olduğu gibi)

İlişkili Renk Sıcaklığı, CCT

IESNA Tanımı: Kromatikliği ışık kaynağının kromatikliğine çok benzer olan bir kara cismin mutlak sıcaklığıdır.

İlişkili renk sıcaklığı (CCT), bir lambanın yaydığı ışığın, belli bir sıcaklığa kadar ısıtıldığında referans bir kaynaktan gelen ışık rengine bağlı olarak aldığı rengin görünüşünü tanımlayan teknik bir özelliktir ve Kelvin (K) cinsinden ölçülür. Bir lambanın CCT değeri, yaydığı ışığın genel olarak “sıcak” veya “soğuk” olmasıdır. Ancak sıcaklık ölçeğinin aksine CCT değeri 3200 K'nın altında olan lambalar genellikle renk olarak “sıcak” ışık kaynağı olarak kabul edilirken CCT değeri 4000 K üzeri olan lambalar genellikle renk olarak “soğuk “ kabul edilir.

Bir ışık kaynağının ilişkili renk sıcaklık tanımı, lambanın verdiği ışığın genel görünüşüne dair ideal bir gösterge niteliğindedir ancak lambanın spesifik spektral güç dağılımı ile ilgili herhangi bir bilgi sunmaz. Bu yüzden iki lambanın verdiği ışık aynı renkte görülebilir ancak bu ışıkların obje renkleri üzerindeki etkileri oldukça farklı olabilir. Bazı yaygın ışık kaynaklarının CCT değerleri şu şekildedir:

LED'LERİN ÖMRÜ

LED'li bir Aydınlatma Aracı için “ömrünü tamamlama” süresi, LED'in total ışık akısının orjinal değerinin %70'e indiği nokta olarak tanımlanır.

Doğru şekilde tasarlanmış bir Aydınlatma Gerecinde LEDler, 25C°'lik bir ortamda minimum 50,000 saat, ortam sıcaklıkları daha düşük ise daha uzun çalışabilmelidir.

Jonksiyon Sıcaklığı: LED içerisinde, ışığın oluştuğu noktadaki (jonksiyon) sıcaklıktır. Bu sıcaklık aydınlatma üreticisi tarafından doğrudan ölçülemez çünkü üreticinin eline geçen LED yalıtımlı bir ünite içerisine yerleştirilmiş durumdadır. LED üreticileri, Aydınlatma Gereci üreticileri için LED ünitesi üzerindeki jonksiyon sıcaklığına dair referans veriler yayınlar.

Ortam Çalışma Sıcaklığı: Armatürün çalıştırılacağı ortamın sıcaklığıdır. LED üreticileri tarafından yayınlanan tüm cihaz ömrü ölçümleri farklı ortam sıcaklığı aralıklarında gerçekleştirilir. Belli bir ışıklık için yüksek ortam sıcaklıkları cihazın çalışma ömrünü kısaltacak, düşük sıcaklıklar ise LED'in beklenenden daha uzun ömürlü olmasını sağlayacaktır.

Aydınlatma Gereci Tasarımı: Aydınlatma Gereci tasarımı LED'in çalışma ömrü üzerinde başlı başına bir etkiye sahiptir. Uygulamada aynı LED'lere sahip iki farklı Aydınlatma Gereci , ne kadar iyi tasarlandıklarına ve LED'den sıcaklığı ne kadar başarılı uzaklaştırabildiklerine bağlı olarak aynı çalışma ortamında ciddi anlamda farklı çalışma ömürleri sergileyebilir.

DIŞMEKAN AYDINLATMALARDA KULLANILAN LED'LERİN ÇALIŞMA ÖMRÜ

Türkiye genelinde ortalama gece sıcaklığı yaklaşık 9C°'dir. Bu sıcaklık, LED'lerin çalışma ömürlerinin tahmininde baz alınan ortam sıcaklığından 16C° daha düşüktür. Dış mekanda sadece gece kullanılan bir Aydınlatma Gerecinin,ortam sıcaklığının yaklaşık 20C° veya daha üzeri olduğu bir iç mekan aydınlatmasında kullanılan eşdeğer bir Aydınlatma Gerecine göre çok daha uzun bir çalışma ömrüne sahip olması beklenir.

İYİ BİR LED AYDINLATMA GERECİ NASIL OLMALIDIR ?

Piyasada mevcut bulunan LED'li Aydınlatma Gereçleri görünüş olarak birbirine benzemesine rağmen gerçekte çok farklı kaliteye ve tasarımlara sahiptirler.

LED Aydınlatma Gereci tasarımı birden çok mühendislik disiplinine ve uzmanlığına sahip olan bir kadro gerektirmektedir.Aksi taktirde bu Aydınlatma Gereçleri son derece ömürsüz , tasarrufsuz ve kalitesiz olabilirler.

LED'li Aydınlatma gereçlerinin , geleneksel aydınlatmaların tersine nasıl bir güç kaynağı ile çalışması gerektiği , ne kadar güç çektiği, ısınma sıcaklığının önemi tüketiciye açıklanmalıdır.

LED`lerin doğal ışık verme biçimi geleneksel ışık kaynaklarından farklıdır.
Aydınlatma Gereci tasarımı LED'lerin bu özellikleri dikkate alınarak yapılmalıdır.

Piyasada Geleneksel Aydınlatma Armatürlerinin içine yerleştirilmiş , star tip mini soğutucu dışında başka bir soğutucuya sahip olmayan 1W`lık LED`lerden yapılmış ürünlere bile rastlanabilmektedir.

Kötü bir tasarım ile, en kaliteli LED`in kötü bir sonuç vereceği yada tam tersine, ortalama kalitede bir LED den iyi bir tasarımla gayet başarılı sonuçlar elde edilebileceği müşteri ve üretici tarafından bilinmemektedir.

LED`lerin montajında, lehimlemenin nasıl yapıldığı bile çok büyük önem taşımaktadır.

Armatürün içinde, LED ‘lerin dizildiği plaketin yükseklik seviyesi dahi ışığın optimum seviyesine ulaşıp,ulaşmayacağı hususunda önemlidir.

LENS' ler ,LED'lerden sonra Armatürlerin aslında en kritik bileşenidir. Kullanılan çoğu lensin markası, malzemesi, sıcaklıktan nasıl etkilendiği, ışık geçirgenliği, uzun vadede renklerinde bozulma olup olmayacağı bilinmemekte ve LED'e uygun olmayan LENS'ler kullanılmaktadır. Bir aydınlatma aracında LENS-LED arası mesafe çok önemli bir ayrıntı olmasına rağmen,bazen dikkate alınmamaktadır.

LENS' ler yapıları gereği ; simetrik, eliptik, asimetrik veya özel yapılıdır.Bir Armatür tasarlanırken kullanım amacının belirlenip LENS'lerin çeşitlerinin bu amaca göre seçilmesi gerekmektedir.

Pek çok LED'li aydınlatma aracı sabit akımla değil, bir direnç üzerinden akım sınırlama ile tasarlanmaktadır. Akımın sabit olmaması; ürünün hayat süresinde kısalma, LED`lerde arızalanma (catastrophic failure), ışık renginde kayma gibi çeşitli sonuçlara neden olur. Eğer standart bir sürücü kullanılmıyorsa, akım regülatörlerinin ısınmaya katkısı ve soğutulması da yine göz önünde bulundurulmak durumundadır.

Soğutma işlemi genellikle mühendislik hesaplamalara göre değil, göz kararı ile yapılmaktadır. LED`ler armatürün içinde bulunan soğutucuyla tasarım ve hesaplama gereklerine uygun biçimde birleştirilmek zorundadır. Armatürde kullanılan soğutucunun yapısı, Armatürün birim alanında harcadığı güce bağlıdır. Bu olay baştan sona bir uzmanlık konusudur.

Armatürün içine yerleştirilen LED ‘ler in devreleri metal bir plaket üzerine dizilirken devre tasarımlarına dikkat edilmelidir.Piyasada pek çok LED'in metal üzerine dizilmediği ,dizilse bile devre tasarımına dikkat edilmediği görülmektedir.

LED'li ışık ürünlerinde su geçirmez özellik için farklı bir izolasyon maddesi kullanılmasına rağmen piyasadaki pek çok üründe izolasyon tasarımı slikonla yapılmakta, buda ileride bir çok problemi beraberinde getirmektedir.

Sıklıkla, tüketiciye POWER LED ömürlerinin en az 150,000 saat olduğu ama hangi şartlar sağlanırsa bu ömrün uzun olacağı anlatılmamaktadır.

LED`lerin sağladığı elektrik tasarrufu tüketiciye yanlış aktarılmaktadır. Pek çok tüketici LED aydınlatmaya geçtiğinde aydınlatma giderlerinin %80-90 oranında düşeceği beklentisine girmektedir.Oysa doğru Mühendislik hesaplamaları olmadan bu beklenti içine girmek yanlıştır .

Kısaca özetlemek gerekirse LED armatür tasarlanırken geleneksel sokak lambalarındaki gibi klasik tasarım yöntemleri geçerli değildir, çünkü:
Standart lambalarla yapılan bir Armatür tasarımının tersine, Armatür , LED ve OPTİK YÖNLENDİRİCİ(LENS) birbirine bağımlıdır.Bu üç ayrı yapı ,birbirine göre şekillenip, ömrünün ve tasarrufunun yüksek olması için,kapsamlı bilgi donanımına sahip uzman bir kadro tarafından hesaplamalar yapılarak tasarlanmak zorundadır.
Aksi taktirde mevcut bir Armatür kasasını ya da bir alüminyum profili alıp “içine LED dizmek”, kasada önemli değişiklikler yapılmadığı takdirde olumsuz sonuçlar ver

LEDLERİN UYGULAMA ALANLARI

Led teknolojisinin bu hızlı değişimi sayesinde hızla artan LED uygulama alanlarından bazılar aşağıda verilmiştir:

Dış Cephe Aydınlatmaları : Eski eserler, tarihi yapılar, bina cepheleri, köprüler,

Araç Aydınlatmaları : Gösterge panoları, iç aydınlatmalar ,stop lambaları ,farlar

Sinyalizasyon sistemleri : Enformasyon gösterim panoları , Trafik sinyalizasyonu / lambaları,

İç mekan aydınlatmaları : Spotlar, basamak aydınlatma, vitrin, bar, lobi vs . için dekoratif aydınlatmalar,

Sokak ve Bahçe aydınlatmaları, reklam panoları, havuz ve su altı aydınlatmaları.

KARBON EMİSYONU

Elektrik kullanımı kilowatt-saat (kWh) olarak ölçülür.

Elektrik için CO2 emisyon çarpanı 0.527 kg/kWh olarak alınmaktadır.

Elektrik kullanılan CO2 emisyon çarpanı 0.527 kg/kWh'dır.

Bu değer içerisinde yerel şebekede meydana gelen kayıplar ve elektrik son kullanıcıya ulaşana kadar meydana gelen şebeke kayıpları için %7.5'luk bir tolerans söz konusudur.

FOTOPİK VE SKOTOPİK

Retina , görmeyi sağlayan, ışığa ve renge duyarlı fotoreseptör hücrelerin bulunduğu göz tabakasıdır.
Rod ve Koni olmak üzere iki tip fotoreseptör vardır. Rodların sayısı yaklaşık 110-125 milyon,Konilerin sayısı ise 6.3-6.6 milyon arasındadır Fotoreseptör hücreleri görünür ışığı dalga boyuna yani rengine uygun olarak elektrik enerjisine çevirir ve beyinde ki görme merkezine ulaştırırlar.
Rod Hücreleri:
İnce uzun hücrelerdir, retinada 100 milyon adet Rod hücresi bulunur. Rod hücreleri alacakaranlıkta görmemizi sağlarlar, bu hücreler renklere karşı duyarlı değildir renkleri grinin tonları olarak görmemizi sağlarlar.
Koni Hücreleri:
Retina`da yaklaşık 3 milyon Koni hücresi bulunur. Yapıları hemen hemen Rod hücrelerine benzer, yalnız dış kısımları Koni şeklindedir. Koni hücreleri sarı nokta (fovea) denilen alanda yoğunlaşmıştır.
Gündüz ışığında ve renkli görmemizi sağlarlar. Yüksek görme merkezi olan beyin korteksinin %90 kadar bir kısmı bu sarı noktadan gelen uyarıları işlemekle görevlidir.
Bugüne kadar Konilerin gündüz ışığını ,Rodların ise alacakaranlık ışığını algıladıkları kabul edilmiştir. Sonuç olarak günümüzde kullanılan ampullerin lümen değerlerini ölçmeye yarayan Işık Ölçerler sadece Koni hücrelerinin aktif olduğu görüntüyü algılamaya (Fotopik) göre kalibre edilmiştir. Rod hücrelerinin aktif olduğu görüntünün(Skotopik) etkisini tamamen gözardı etmişlerdir.

Ancak, Dr. Sam Berman ve Dr. Don Jewett tarafından U.S. Enerji bakanlığının sponsorluğunda yapılmış olan deneyler göstermiştir ki, aydınlatma durumlarına gore Rodlar ve Koniler sorumluluğu paylaşmaktadır. Bu deney sonucunda belirtmişlerdir ki Rod'lar (Scotopic) gerçekten çalışma ortamı aydınlatmasındaki görüntünün algılanmasında çok önemli bir rol oynamaktadır. Buda göstermiştir ki, günümüzde kullanılan ışık ölçerler gerçekte algılanan ışığın gücünü doğru ver tutarlı olarak göstermemektedir.
Sonuç olarak Işık verimlilği ve algılanan ışığın doğru olarak ölçülmesi için Işık ölçerlerin hem fotopik hemde skotopik aydınlatmaya gore kalibre edilmesi gerekmektedir LED ışıkları Skotopik aydınlatma olarak zengin ışık kaynaklarıdır.

LED HAKKINDA SIKÇA SORULAN SORULAR

SORU:LED Nedir?

CEVAP:LED, ingilizce`de Light Emitting Diode kelimelerinin kısaltılmış halidir ve “Işık Yayan Diyot” anlamına gelir. LED'ler elektrik enerjisini ışığa dönüştüren yarı iletken devre elemanlarıdır.

Diyot, elektrik akımını bir yönde geçirirken, diğer bir yönde çok az (ihmal edilebilir) miktarda elektrik geçiren devre elemanıdır. Diyotların pozitif(+) ucuna ANOT, negatif ucuna(-) KATOT adı verilir.

SORU: LED bir ampul müdür?

CEVAP: LED'ler ampül gibi gözükür, ancak ampül değildir. LED'ler bileşenlerini koruyan ve ışığı odaklamaya yardımcı olan plastik kapsül içine yerleştirilmiş çok küçük yarı-iletkenlerdir.

SORU: Akkor ampul ile LED arasındaki fark nedir?

CEVAP:Akkor ampüller filament (lamba teli) kullanarak ışık üretir. Güç uygulandığında, filament parlar ve ısı üretir – sonuç olarak da ışık üretilir. LED'ler de ise durum tam tersidir. LED'ler “soğuk işlem” sonucunda ışık üretir. Yarı-iletkenlere (çoğu zaman galyum, asenik ve fosfora) güç uygulandığında, elektronların hareketi ile faaliyete geçerler ve gözle görülebilen foton ışığı ortaya çıkar.

SORU: LED'lerde tel filament (lamba teli) var mıdır?

CEVAP: Hayır, LED'ler tamamen farklı bileşenler kullanarak çalışır. LED'ler diyotlardır – sadece tek yönde elektrik akımına izin verirler. Akımın geldiği yön anot (pozitif kutup) (+), akımın çıktığı yer ise katot'dur (negatif kutup) (-) ( pilin artı ve eksi kutupları gibi) . Akkor ampüller ışığı her yöne (çok yöne) taşırlar, ancak LED, ışığı, kendi paket tasarımına ve düzenine göre belirlenen yöne (20, 50 ve 180 derece vb.) taşır.

SORU: Neden LED'ler çok az enerji harcar?

CEVAP: LED'ler de ısınan ve ışığı üreten iletken olan filamentler kullanmazlar. Filament temelli aydınlatmalar üretilen ışıktan daha fazla güç tüketirler. LED'ler ise çok az miktarda ısı üretir ve filament kullanmazlar, böylece tüketim ve ortaya çıkan ışık miktarı konusunda çok daha fazla verimlidirler.

SORU: LED'ler ısı üretir mi?

SORU: Olağanüstü şartlardan LED'ler etkilenir mi?

CEVAP: LED'ler sert koşullar için hazırlanmıştır. LED'ler -4 ile 83 derece arası çalışır. LED'lerin çalışabilmesi için hiçbir gecikme veya gerekli “ısınma zamanı” yoktur.

SORU: LED'ler böceklerin ilgisini çeker mi?

CEVAP:Hayır. Böcekler tamamen farklı bir ışık yelpazesi görürler ve sadece ultraviole ışık ilgilerini çeker. Bundan dolayı LED ışık birçok böceğin ilgisini çekmez.

SORU: LED'ler ne kadar dayanır?

CEVAP: LED'lerin kullanım süresine bağlı olarak yaklaşık 10 yıl veya 100,000 saat üzerinden ömürleri vardır. LED'lerin kullanım süresi geçtikçe, hafifçe kararır ancak akkor veya florasan lambalar gibi ışık gidip gidip gelmez.

SORU:.LED'ler diğer aydınlatma seçeneklerinden daha pahalı. Neden?

CEVAP: LED Armatür üretebilmek için devre kartı, sürücü bileşenleri, kasa ve muhafaza gibi ilave bileşenlere ihtiyacı vardır. Bu bileşenlerin maliyetlerinden dolayı, toplam maliyet artar.

SORU:LED'ler nitelik olarak yönsel midir?

CEVAP:Hayır. Işık yoğunluğu özelliğini (genellikle kandela veya milikandela olarak verilir) arttırmanın bir yolu ,ışığı daha sıkı şekilde odaklamaktır. Daha sık ışına odaklanan aynı ışık akısı daha yüksek ışık yoğunluk özelliği verecektir.

SORU:LEDler aydınlatma endüstrisinde nerelerde kullanılmaktadır?

CEVAP:LEDler yaygın olarak estetik amaçlı aydınlatma uygulamaları, efektli aydınlatmalar veya mimari vurgulu aydınlatma dahil olmak üzere özel aydınlatma uygulamalarında kullanılmaktadır. Mesela şu anda pek çok trafik lambasında ve acil çıkış lambalarında kırmızı, yeşil veya mavi LEDler kullanılmaktadır.

SORU:LED lamba kullanmanın avantajları nelerdir?

CEVAP:LED lambalar aydınlatma endüstrisine belli başlı avantajlar getirmektedir, bunların arasında yüksek verim ve dayanıklılık yer almaktadır, ayrıca diğer lambalara göre sahip olduğu mükemmel kullanım süresi de bakım sürecini büyük ölçüde azaltmaktadır. Bu da enerji tasarrufu, bakım tasarrufu ve aydınlatma çözümü için yapılan harcama bazında genel maliyet tasarrufu anlamına gelmektedir

SORU:LED diyotları değiştirmem gerekiyor mu?

CEVAP:LED, standart bir lamba gibi yanıp tükenmez, bu yüzden diyotlarının değiştirilmesi gerekli değildir. Bunun yerine diyotlar, çok uzun bir süre zarfında daha düşük çıkış düzeyi üretmeye başlar. Bir LED arızalanırsa tamamen aydınlatma özelliğini kaybetmez.

SORU:LED'in servis ömrü niye ışık miktarındaki azalmayla ölçülür?

CEVAP:Bir LEDin servis ömrü akkor, flöresan veya diğer HID lamba kaynaklarına göre çok daha uzundur ve genellikle 50,000 saat veya üzeri bir ömre sahiptir. Her ne kadar LED fiziksel olarak yanıp tükenmese de ürünün servis ömrü ışık miktarındaki azalma ile ölçülür.

SORU:LED'in servis ömrü niye ışık miktarındaki azalmayla ölçülür?

Aydınlatma Mühendisliği Derneği (IES)'nin bir LED'in ömrünü hesaplamaya yönelik sunduğu mevcut standart, LED'in verdiği ışık miktarında %30'luk bir düşüşün meydana geldiği noktadır.

Unutulmamalıdır ki öngörülen 100,000 saatlik performans lambanın ömrü demek değildir. LED'in ömrü, verdiği ışık miktarında %30'luk bir düşüşün meydana geldiği nokta itibariyle değerlendirilir. 100,000 saate ulaşıldığında LED halen çalışıyor olabilir ancak verdiği ışık miktarı düşmüş olur.

SORU:100,000 saat ne kadar uzun bir süre?

CEVAP:Armatürün günde kaç saat kullanıldığında bağlı olarak 100,000 saatin ne kadar bir zamanı ifade ettiğine dair bazı örnekler:
Çalışma saati: 100,000 saat
Günde 24 saat çalıştırılırsa 11.4 yıl
Günde 18 saat çalıştırılırsa 14.8 yıl
Günde 12 saat çalıştırılırsa 22.8 yıl
Günde 8 saat çalıştırılırsa 34.2 yıl demektir

LED HAKKINDA MAKALE

35 yıl tükenmeyen LED ışıklarla aydınlanacağız

Günde 8 saatten, aşağı yukarı yaklaşık 35 yıl bozulmadan yanabilen, üstelik sıradan bir ampulden on kat daha az elektrik tüketen bir aydınlatma sisteminden daha iyi bir şey olabilir mi?

Kısaca LED (Light Emitting Diode) olarak adlandırılan yeni teknoloji otomobillerden sonra sokakları ve evlerimizi de aydınlatacak. Bu aydınlatma sistemi rekor bir dayanıklığa sahip.

Bu yeni aydınlatma sistemi çok yeni olsa da şimdiden otomobil farlarından evlere kadar çok geniş bir yelpazede kullanılmaya başlandı bile. Üstelik bu teknolojinin avantajı sadece uzun süre dayanıklı olması da değil; örneğin LED, ABD pazarının yüzde 50'sini ele geçirse ülkedeki elektrik tüketini 17 gigawatt azalacak; bu da tam olarak on yedi konvansiyonel nükleer santrale eşdeğer!

Öte yandan, Kanadalı kuruluş Glenergy, altyapısı iyi olmayan az gelişmiş ülkeler için LED'in ideal olduğuna dikkat çekiyor.

Topu topu çeyrek watt!
Küçük bir güneş enerjisi panosu ve pile bağlı olan LED ampuller, bütünüyle otonom bir aydınlatma sistemi sunuyorlar. LED'ler çeyrek watt gibi son derece cüzi bir enerjiyle, okumak ya da yemek pişirmek için gereken ışığı sunabiliyorlar!

Bu teknolojinin sunduğu diğer cazip seçenek ise şu: Nepal ve Sri Lanka'da 700 ev ve okulu donatan ‘Light Up The World' kuruluşunun girişiminin kanıtladığı gibi 100 watt'lık beyaz LED altmış mekanı aydınlatmaya yetiyor.

Aydınlatma sistemleri pazarının yılda 12 milyar Euro tutarında bir ciroya sahip olduğu göz önüne alındığında, ampul üreticilerinin bu yeni sistemle yakından ilgilendikleri tahmin edilebilir. Nitekim, yeni bir pazar yaratmak amacıyla ilk ittifaklar oluşturulmaya başlandı bile.

Bunlardan biri de Philips Lighting ile Agilent Technologies'in ortak ürettiği Luxeon 5W.

Luxeon 5W, 20 watt'a eşdeğer enerji oluşturan beyaz bir LED; ancak bu 20 watt'lık güce karşılık elektrik tüketimi sadece 5 watt kadar.

Klasik ampulle kıyaslama
Tüm bu rakamlar beyaz LED'lerin önemini ortaya koyuyor. Nitekim, halen piyasada olan sistemlerin artı ve eksilerinin dökümü yapıldığında, bu yeni teknolojinin günümüzdekilerin tahtını sarsacağı söylenebilir.

Örneğin, klasik ampulü ele alalım: Devinimsiz gaz içine yerleştirilen, genellikle tungstenden üretilen metalik bir ince telden oluşan ve elektrik akımıyla yanan piyasadaki ampullerin gerçi üretim maliyeti düşük, ama randımanları son derece az.

Elektrik akımının geçmesiyle meydana gelen ısı, ampul içindeki teli yaksa da, doğrudan elektrik üretimi söz konusu değil. Burada, tüketilen elektrik enerjisinin büyük bir bölümü ısıya dönüşüyor. Bu da watt gücünün azalmasına neden oluyor.

Bir diğer sorun ise şu: Ampulün içindeki tel kendisini kesmekle tehdit eden şoklara ve titreşimlere duyarlı, ömrü ise her yakmada meydana gelen termik şokun etkisiyle kısalıyor.

Halojen ampullerin varlığı durumu biraz düzelttiyse de, randıman hala önemli bir sorun oluşturuyor.

Floresanların artısı
Öte yandan, floresan tüpler ve kamu aydınlatmasında kullanılan düşük basınçlı gaz içeren diğer ampuller randıman şampiyonu. Nedeni ise, bu enerji kaynakları çok az ısındıklarından tüketilen elektrik enerjisinin büyük bir bölümünün ışığa dönüşmesi.
Ancak floresan tüp, görünür ışığı oluşturacak plazmayı meydana getirecek yüksek gerilimi harekete geçirmek için büyük bir devreye (bobinaj, starter...) gerek duyar.
Tübün içine yerleştirilen bu devrenin üretim maliyeti ise, normal bir ampulünkinin beş, on katı.
Öte yandan, floresan lambalar birçok kez yanıp söndürülmeye fazla dayanıklı değiller; üstelik tam olarak aydınlanmaları için de yaklaşık 30 saniyelik bir süreye ihtiyaç var. Ayrıca, soğuk havalarda da randımanları birdenbire düşüyor.
LED'lerin en önemli özelliği ise iki teknolojinin de avantajlarına sahip olmalarına rağmen, eksi yönlerini içermemeleri ve böylece yüzde 100'lük bir randıman ortaya koyabilmeleri...

Enerjinin tümü ışık
LED'i üretenler, on yıl içinde diyod bazlı bileşenlerin atom yapısını iyileştirmeyi umuyor. LED'lerin en önemli özelliği ise enerjinin tümünün ışık kaynağına dönüşüp ısı yaymaması.
Nitekim, soğutma ekipmanları üretenler buzdolabı ve dondurucularda bu teknolojinin aydınlatma kaynağı olarak kullanılmasını planlıyor.
LED üreticileri piyasaya çıkacak ilk modeller için 100.000 saat bozulmadan yanma garantisi veriyor.
LED'i yakmak için 2-5 volt arası düşük bir enerji yetiyor. Daha yüksek gerilimlerde işleyen ampuller üretmek için ise, pek çok ampulü seri halinde yerleştirmek yetiyor. Son aşamada da, diyodun aktif kısmı saydam, sentetik reçineye gömülmüş küçük bir elektronik çipin özünü oluşturuyor: Böylece LED'ler darbelerden ve titreşimlerden etkilenmiyor.
Ancak bu mükemmelliğin fiyatı pek ucuz değil. 60 watt'lık bir ampule eşdeğer ışık üreten beyaz altı diyodluk bir grubun fiyatı aşağı yukarı 120 Euro.
Kısacası LED'ler pazarı fethetmeye hazırlanıyor. Özellikle de otomobil piyasasını.... Titreşimlere dayanıklılık ve düşük faaliyet gerilimi sayesinde ideal konumdalar. Böylece, ampul için duy, konektör ve diğer aksamlara gerek kalmıyor.

Far optiğinin sonu mu?
LED'lerin tüm bu avantajlarına gölge düşmemesi için geriye tek bir sorun kalıyor, o da fiyatının daha makul bir düzeye indirilmesi... Üstelik LED'lerin yaydığı ışık yönlendirilebildiği için otomobil farlarının da yerini alması bekleniyor.
LED'ler kamu aydınlatması açısından da avantajlı. Philips'te LED uygulamalarından sorumlu Patrice Hennebert, LED'ler sayesinde ışık kaynaklarını artırıp sadece gereken noktaya odaklamanın mümkün olduğunu belirtiyor.
Nitekim, örneğin sadece yolu aydınlatmak gerekirken niçin ağaçlar da aydınlatılsın ki? Üstelik uzun ömürlü olması bakım masrafları da azaltıyor. Osram yetkililerine göre, beş yıl içinde diyodla aydınlatma gerçekleşecek.
Öte yandan, LED teknolojisinin sadece aydınlatmada değil, bilgisayar, cep telefonları ve televizyon ekranlarında da kullanılması bekleniyor.Uzmanlar LED'lerle beraber, gelecekte bu sisteme uygun yeni tasarım avize, aydınlatma ekipmanlarının da piyasada olacağını ifade ediyorlar. Ancak bunlar da halen kullandıklarımızdan farklı olarak ışık kaynakları sabit olacak yani değiştirilemeyecek.
LED'ler, halen kullanılan floresan lambalar gibi beyaz ışık yayıyor, bu insanlara itici gelebilir. Ancak bazı LED'lerin ısı ayarının yanı sıra renk ayarına da olanak tanımasıyla bu sorun çözülebilir.

LED nasıl beyaza dönüşüyor?
1962 yılında Amerikalı Nick Holonyak ilk ‘Light Emitting Diode'u yarattı. Bu sistemin dayandığı ilke şuydu: Elektronlar küçücük bir diyoddan geçtiklerinde enerji düzeyleri değişip ışık oluşturuyordu. O dönemde, ışık dalgasının uzunluğu diyodun bileşenlerine bağlı olduğundan kırmızı bir ışık ortaya çıkıyordu. Daha sonra sırasıyla turuncu, sarı ve yeşil LED'ler gündeme gelirken, 1993 yılında Japon Shuji Nakamura, galyum nitrürüne dayanan mavi bir LED buldu. Bu mavi LED beyaz ışığın önünü açtı. Beyaz ışık, teoride sayısız dalga uzunluğunu bir araya toplarken, gözümüz kolaylıkla aldanıp biri kırmızı, biri yeşil biri de mavi olmak üzere üç dalga uzunluğunu bir araya getirip beyaz ışık görmüş gibi oluyor.

İşte beyaz LED'ler de bu yanılsamadan yararlanıyor. Bu da dört şekilde gerçekleşiyor. İlk önce üç LED (kırmızı, yeşil ve mavi) aynı kutuda toplanıyor: Ancak diyodların tümü aynı randımana sahip olmadıklarından global randıman bu durumdan etkileniyor. Bir diğer olasılık ise şu: Mavi diyoda, diyodun ışığı altında amber renginde yanan fosfor bazlı küçük bir pastil iliştiriliyor. Bu diyod maviyle birleştiğinde beyaz bir ışık üretiyor. Bir diğer hadde morötesi LED'e dayanıyor: Floresan bir bileşen bu ışımayı görünür beyaz ışığa dönüştürüyor. Organik LED'ler ise akım geçtiğinde beyaz ışık üreten organik öğeleri barındıran aktif bir katmana sahipler.