Annonceinfo

Den lysende LED-revolution er på vej

De fleste danskere kan godt lide ting, der både sparer penge og gør naturen grønnere. Det gør LED for eksempel. Men den gængse forbruger må vente lidt, før LED-belysningen flytter ind i alle vores lamper.

Emner: ,
Det er ikke fordi den ser så anderledes ud. Men det er den. (Foto: Colourbox)

Lyset fra sparepærer og lysstofrør er koldt og trist og kan farve alting helt forkert. Det får de grønne sokker til at se brune ud. Det tager tilmed et par minutter, før pæren er varmet op.

Men de er det eneste reelle alternativ, forbrugere har, efter de gamle glødepærer alle sammen er blevet udfaset. De udsendte ellers et rart, varmt lys. Men de var sandt for dyden også nogle små svin, når det kom til elforbrug, miljøhensyn og levetid.

Løsningen er derude: I fremtiden skal vores hjem, sygehuse, skoler og veje oplyses af LED (Light Emitting Diodes), siger forskerne. Det har de efterhånden sagt i flere år. Og de bliver formentlig ved med at sige det fem år endnu, før der hænger LED’er i alle vores lamper.

De kloge hoveder kalder LED for den tredje belysningsrevolution.

Sammenligning af belysning Cirkapris Lm/W Levetid (timer) Ra-indeks
Glødepære 10-15 kr. 10-15 1.000 99
Sparepære 30-90 kr. 60-70 10.000 80-85
Halogenpære 15-50 kr. 15-25 2.000-4.000 99
Lysstofrør 40-150 kr. 90-110 20.000 70-90
LED 50-400 kr. 60-100 50.000 60-98

Her er en sammenligning af de bedste inden for fem typer belysning - Lm/W er et udtryk for, hvor stor en lysmængde lyskilden udsender per Watt, der bliver tilført - altså hvor god den er til at udnytte energien. Ra-indekset er en 0-100-skala for, hvor god lyskilden er til at gengive farver korrekt. 100 er bedst – det svarer til dagslys eller glødepærelys. – se i øvrigt sidehistorie

LED har et stort uudnyttet potentiale

Som det fremgår af tabellen, så kan LED-belysningen allerede på nuværende tidspunkt være med i toppen i på mange punkter, men den er endnu ikke lampernes lysende messias. LED’erne vil ifølge fagfolk alligevel distancere sig fra alle de andre belysningstyper, fordi de små dioder har et enormt uudnyttet potentiale.

»Om fem-ti år er LED’erne 20 gange mere energieffektive end glødepærer. Og 4-5 gange bedre end sparepærer,« forklarede professor ved DTU Fotonik Paul Michael Petersen til seminaret ’Den lysende revolution’, som Akademiet for Tekniske Videnskaber holdt for nylig i samarbejde med DTU.

LED’ernes effektivitet forventes at kunne stige til cirka 230 lm/W, som er meget højere, end hvad andre nuværende lyskilder kan nå op på.

Desuden forventer forskerne, at farvegengivelsen vil blive forbedret, så Ra-indekset kan nå op på samme niveau som glødepærer - men uden spildvarmen og -energien.

Andet lys har problemer, LED ikke har

»Generelt kan man sige, at LED’erne har fordoblet deres effektivitet hvert tredje år, siden de blev opfundet. Den seneste tid er udviklingen dog gået endnu stærkere; en fordobling cirka hvert andet år,« sagde Paul Michael Petersen. Men nu er de blevet så effektive, at udviklingen går langsommere.

Fakta

Sådan virker LED: En Light Emitting Diode er en halvleder, der skaber lys, når elektrisk strøm sendes igennem materialet. Hemmeligheden bag kaldes rekombination, som opstår, når elektroner i halvledermaterialet hopper (rekombinerer) til den anden side i halvlederen, hvor der er et hul. I processen afgives energi i form af udsendelse af en foton og dermed lys.

I modsætning til glædepærer og sparepærer er der ingen gasser, kviksølv eller wolframledninger, der lyser op ved at skabe varme. Samtidig er der ingen dele, der kan bruges op eller brænde over, og det giver LED-pærerne deres markant længere levetid.

I normale LED-belysningsløsninger indgår en masse små Light Emitting Diodes. Man har brugt farvede LED’er siden 1982, men det er først fra starten af 1990’erne, man har kunnet skabe LED’er, der kan udsende hvidt lys.

De andre belysningsformer på markedet har alle deres ulemper:

  • Glødepærer skal tit udskiftes og er meget ineffektive. En stor del af energien udsendes som varme.
  • Sparepærer gengiver så langt fra farver korrekt. Den trøje, der så grå ud i spejlet i soveværelset, viser sig måske at være brun, når du kommer på arbejde.
  • Halogenpærer giver et godt lys, men de udvikler meget varme og dermed spildenergi. De kan være et godt overgangsalternativ, mens vi venter på LED’erne.
  • Lysstofrør kan give et udmærket lys, men de findes i meget svingende kvaliteter.

Disse problemer gør LED’erne op med.

LED kan styre farverne

Med LED kan man understøtte døgnrytme morgen, middag og aften og sammensætte lyset, så det er så sundt som muligt at færdes i.

Man kan nemlig selv styre farvesammensætningen i de små dioder, så lyset bliver varmere, koldere eller gengiver bestemte farver. Man kan med andre ord indstille lyset, så det passer lige til situationen.

Man kan også ændre på farvesammensætningen i lyset, så det eksempelvis hjælper folk til at huske bedre.

»Ved at bruge lys med mere blå farve, stimulerer man for eksempel folk til at føle glæde. Det skærper opmærksomheden, man lytter bedre, og man husker bedre,« siger Paul Michael Petersen.

Desuden kan LED være en kæmpe hjælp på hospitaler, hvor lys og i særdeleshed morgenlys spiller en vigtig rolle i behandlingen.

En undersøgelse fra 2001 viser, at depressive patienter i værelser, der vender mod øst, har markant færre indlæggelsesdage, end patienter i vestvendte værelser. Patienter i østvendte værelser har i gennemsnit 19,80 indlæggelsesdage mod 23,47 for patienter i vestvendte.

Desuden kan LED bruges til patienter, der er overfølsomme over for visse farver af lysets spektrum.

LED-revolutionens benspænd

LED har den fordel, at det er en såkaldt kold lyskilde. Den skal ikke varmes op til flere tusinde grader for at lyse, forklarer Paul Michael Petersen.

Øverst har vi det kontinuerlige spektrum af lys, som en glødepære udsender. Nedenunder ses det spektrum, som en LED-pære udsender, som dækker nogenlunde samme spektrum som glødepæren, men uden at udsende lys i det infrarøde spektrum, som øjet ikke kan se. Den infrarøde del af spektret er varmestråling. Nederst er det sparepæren, der i meget lavere grad dækker lysets spektrum. (Grafik: DTU Fotonik/Carsten Dam-Hansen)

Men der er alligevel en lille varmeproduktion, og selvom den er minimal i forhold til andre lyskilder, er den LED’ernes største fjende. Varme gør nemlig LED’en mindre effektiv.

Desuden ødelægger varme det tynde lag fosfor, som sidder oven på lysdioden for at give det kolde lys fra dioden varme. Det gør med andre ord lyset koldere, hvilket ikke er ønskværdigt i for eksempel en spisestue.

Varme danner desuden kondensvand, som elektriske installationer ikke har godt af. Hvis vandet fryser, så er det ikke svært at forestille sig, hvad der sker med LED-pæren.

Men der findes også andre benspænd for LED’ens revolution.

  • De er stadig meget dyre i forhold til andre lyskilder.
  • De installeres i gamle lamper (af fagfolk kaldet armaturer), som gør det svært for LED’erne at komme af med varmen. I fremtiden vil LED-belysning gøre op med traditionen med at skrue lyskilden i et fast armatur.
  • Billige og halvdårlige produkter fylder LED-markedet, fordi det er meget let og simpelt at producere. Enhver med den rette tekniske kunnen kan starte en produktion i garagen.
  • Der er ingen samlet international standardiserings- og mærkningsordning, så forbrugerne kan afkode, om en LED-lyskilde er god nok.
Hvad vil vi bruge LED’erne til?

LED’ernes mest revolutionerende egenskab er, at de åbner for en helt ny måde at tænke belysning på.

LED’ernes muligheder er nærmest uudtømmelige. De små dioder kan placeres og formes med designernes fantasi som eneste begrænsning. I fremtiden vil de formodentlig være en integreret del af arkitekturen i alle nye byggerier, forklarede Marc Fontoynont, professor i lysteknologi og -design og hos Statens Byggeforskningsinstitut på Aalborg Universitet på seminaret.

»LED kan gøre, hvad vi vil, så vi skal bestemme os for, hvad vi vil have,« sagde han.

Det er slut med at tænke på belysning som noget, der hænger i loftet eller står på skrivebordet. 

Den første belysningsrevolution kom, da glødepæren gjorde sit indtog. Den anden var da sparepærerne og lysstofrørene blev opfundet. Og nu kommer LED’erne så med den tredje.

Men den lader vente på sig. Til gengæld kan vi roligt glæde os, til den kommer.

Fagtermer, du skal kende, for at forstå belysning

Watt: måleenhed for effekt med symbolet W. 1 W er den effekt, der i løbet af 1 sekund afsætter energien 1 Joule. 1 W = 1 J/s. 1 hestekraft svarer til 736 W.

Lumen: Lumen er en måleenhed for den samlede mængde lys, en lyskilde udsender (lysstrøm). Kun den del af strålingen, som giver et synsindtryk, medregnes i lysstrømmen. Lysstrømmen karakteriserer ikke lysets "kvalitet", og man kan derfor ikke bedømme en lyskilde alene på dens lumenudbytte. Jo højere lumen, jo mere lys udsender lyskilden.

Lumen per Watt: Lysstrømmen angives ofte i forhold til lyskildens effektforbrug, så der derved angives et mål for lyskildens effektivitet i lumen per watt (lm/W).

Ra: Ra er en måleenhed, der beskriver en lyskildes egenskab til at gengive farver korrekt. Hvis lyskilden gengiver farverne perfekt i forhold til en referencelyskilde har den et farvegengivelsesindeks (Ra-indeks) på 100 (dagslys eller glødepærelys). Ra-indekset varierer meget for forskellige lyskildetyper. Glødepærer har et Ra-indeks på 99, de bedste LED-pærer er over 95 og ventes at blive bedre, mens sparerpærer er på omkring 80-85.

Varme og kondensvand

Jeg vil tro at der menes når den slukkes. Opvarmet luft kan indeholde mere fugt, som kan kondensere ved afkøling. Og det passer ikke godt sammen med følsomt elektronisk udstyr.

Varme danner desuden kondensvand, som elektriske installationer

Kan det lade sig gøre at få uddybet påstanden om at "varme danner kondensvand"?

mvh Knud olesen

glødpæren giver misvisende farver ...

Som farveforsker og kunstner oplever jeg hvordan det røde lys fra en glødepære forvrænger farvesammensætningen hos et billede. Glødepærens spektrum er helt skævt og dårligt til at gengive blå farver, også selv om vort syn til en vis grad kan foretage en vis "hvidbalancering" eller korrektion, så bliver det alligevel forkert når man sammenligner med andre farver. Specielt når man sammenligner med dagslyset ses det at glødepæren ikke giver et hvidt, men et gulrødt lys (sådan som det også fremgår af dets spektrum).

Glødepærens RA-index

Selv om det rødgule lys fra en glødepære ganske rigtigt ikke giver en lineær gengivelse af spektrets farver, er der nu alligevel ræson i at sætte dens RA index til en høj værdi. Sagen er at mennesket gennem evolutionen har vænnet sig til den lignende ændring som dagslyset gennemgår når solen er nær horisonten, samt lyset fra lejrbålet.

Derfor er vores syn indrettet til at korrigere for denne forskydning af farver, så vi fx oplever hvidt papir som hvidt, selv om et ukorrigeret foto ville vise et ganske farvet lys. Pærer der leverer lys med en sammensætning som dagslyset ville de fleste opleve som mindre behagelig belysning om aftenen.

Reklameindlæg slettet

Et par indlæg er slettet, da de indeholdt reklamebudskaber, hvilket er imod vores debatregler:

http://videnskab.dk/om/vilkar-kommentarer-pa-videnskabdk

Hilsen
Redaktionen

Glødepærens RA-index bør ikke sættes til 99

Jeg synes det er mærkeligt at glødepærens RA-index sættes til 99. Den er ikke speciel god til at gengive blå farver, hvilket også fremgår af dens spektrum, der ikke indeholder meget blåt lys. De røde farver dominerer helt. Set i glødepærens lys bliver de blå farver violette ligesom hvide farver bliver mere gullige. Når man sammeligner glødepærens lys med dagslyset er det let at se at det er meget gulere. Derfor bør RA-index for glødepærer sættes væsentligt lavere. De giver ikke en korrekt farvegengivelse.
Normalt er en sparepære eller lysstofrør beklædt med et hvidt fluorescerende stof sådan at det bliver et mere kontinuerligt spektrum og ikke kun toppe som spektret viser.

Mere om varme

Problemet med varmen i de lamper hvor man monterer LED med almindelig fatning er lidt større end det der antydes i artiklen. Min erfaring er at at levetiden for LED er nogenlunde som glødepærer, hvis ikke varmen kan undslippe -- og så bliver det dyrt. Man må overveje at udskifte sine lamper med nogle der er mere åbne omkring fatningen, eller bruge sparepærer i stedet (der er stor kvalitetsforskel på sparepærer).

En anden ting er at den lange levetid ikke gælder alle produkter, selvom de skriver 30.000 timer på, der er formentlig en meget god sammenhæng mellem pris og kvalitet her. Køb hellere Philips end billig kinesisk LED (jeg har ingen aktier eller andet i Philips, det er blot en observation).

Og til sidst: Lysdæmpere og LED kan være en blandet fornøjelse, det er ikke alle lysdæmpere der kan anvendes med LED -- og omvendt.

Seneste fra Teknologi

Deltag i Unge Forskere 2015

Annonceinfo

Det læser andre lige nu

Annonceinfo

Annonceinfo

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Mest sete video

Annonceinfo

Seneste kommentarer