Quanto posso risparmiare sostituendo un tubo neon con led?

Le lampade fluorescenti sono gli strumenti di illuminazione più utilizzati negli uffici e nelle abitazioni. Con il continuo sviluppo della tecnologia LED negli ultimi anni, i LED presentano vantaggi in termini di risparmio energetico, protezione dell’ambiente e altro, tanto che le lampade fluorescenti a tubo diritto vengono gradualmente sostituite da lampade a LED.
Ma quanto si può veramente risparmiare sostituendo i tubi fluorescenti con quelli a LED? Scopriamolo insieme in questo articolo.

La struttura delle luci LED e delle luci fluorescenti.

La struttura della luce LED

La luce LED è un dispositivo di illuminazione che utilizza il LED (diodo a emissione luminosa) come sorgente luminosa.
La struttura delle luci a LED è costituita dai seguenti componenti principali:

1. Chip LED: Il chip LED è il componente principale della luce LED, in grado di emettere luce visibile. Quando la corrente passa attraverso il chip LED, esso genera luce per eccitazione elettrica.
2. Dissipatore di calore: A causa dell’elevata efficienza di conversione dell’energia, i LED generano una certa quantità di calore. Il dissipatore di calore è utilizzato principalmente per assorbire e dissipare il calore generato durante il processo di illuminazione, mantenendo la temperatura della luce LED entro un intervallo basso per garantirne il normale funzionamento e prolungarne la durata.
3. Lente ottica: La lente ottica è utilizzata per controllare e focalizzare la luce emessa dai LED. Può modificare la direzione, l’angolo e il grado di divergenza della luce per ottenere diversi effetti luminosi.
4. Circuito driver: Il circuito del driver converte la tensione e la frequenza di alimentazione in ingresso in corrente e tensione adatte al corretto funzionamento dei LED. Inoltre, fornisce un’alimentazione stabile per le luci LED e protegge i chip LED da problemi elettrici come danni da sovracorrente o sovratensione.
5. Involucro e connettori: Le lampade a LED sono solitamente protette da involucri che ospitano sia i chip LED che gli altri componenti, offrendo al contempo comodità di fissaggio e installazione. I connettori sono utilizzati per collegare le lampade a LED con gli alimentatori o altri dispositivi di connessione.

La composizione può variare a seconda dei diversi progetti o dei requisiti applicativi. Tuttavia, i componenti citati sono comunemente presenti nella maggior parte delle lampade a LED e consentono di illuminare insieme.

La struttura delle lampade fluorescenti

Una lampada fluorescente è un dispositivo di illuminazione che utilizza il principio della polvere di fluorescenza e della scarica di gas per produrre luce.

È costituita da diversi componenti principali:

1. Tubo esterno in vetro: La parte esterna della lampada fluorescente è costituita da un tubo di vetro lungo e sottile, solitamente di forma diritta. Questo tubo esterno serve a proteggere i componenti interni e a disperdere la luce.
2. Elettrodo conduttivo: Alle due estremità della lampada fluorescente sono presenti degli elettrodi metallici, solitamente costituiti da fogli o fili d’acciaio, noti come elettrodi conduttivi. Questi elettrodi forniscono cariche alla lampada fluorescente attraverso la corrente elettrica.
3. Polvere fluorescente: Sulla parete interna della lampada fluorescente è rivestito uno strato di polvere fluorescente, composta da sostanze fluorescenti come il trifosfato di stronzio e il trifosfato di bario. Quando la corrente elettrica passa attraverso la lampada fluorescente, eccita la polvere di fluorescenza ed emette luce visibile.
4. Riempimento di gas: Lo spazio interno di una lampada fluorescente è riempito con gas rarefatti, in genere una miscela contenente gas argon e vapore di mercurio. Scaricandosi attraverso elettrodi conduttori, questi gas possono generare correnti elettriche che producono radiazioni ultraviolette.
5. Reattore elettronico: Una lampada fluorescente richiede un reattore elettronico per controllare la corrente e la tensione per ottenere parametri operativi stabili. L’alimentatore elettronico comprende in genere schede di circuito, induttori e condensatori utilizzati per regolare e stabilizzare il flusso di corrente.

Il principio di funzionamento delle luci LED e delle luci fluorescenti.

Il principio di funzionamento delle luci a LED:

Il LED (Light Emitting Diode) è un dispositivo semiconduttore a stato solido che converte direttamente l’energia elettrica in energia luminosa. Il cuore del LED è un chip semiconduttore, con un’estremità attaccata a un supporto come elettrodo negativo e l’altra estremità collegata all’elettrodo positivo dell’alimentazione. L’intero chip è incapsulato in resina epossidica. Il chip semiconduttore è composto da due parti: una parte è un semiconduttore di tipo P, in cui predominano i buchi, e l’altra è un semiconduttore di tipo N, in cui sono presenti principalmente gli elettroni. Quando questi due tipi di semiconduttori sono collegati, formano una “giunzione P-N”. Quando la corrente passa attraverso il filo e agisce su questo chip, gli elettroni vengono spinti verso la regione P dove si combinano con le buche, dando luogo all’emissione di energia sotto forma di fotoni: è così che il LED emette luce.

Il principio di funzionamento delle lampade fluorescenti:

Sotto l’azione di un reattore elettronico, la corrente passa attraverso gli elettrodi conduttori per eccitare la scarica di gas e produrre luce ultravioletta. Questa luce ultravioletta viene poi assorbita dalla polvere fluorescente ed emessa come luce visibile. A causa dei diversi componenti della polvere fluorescente, i tubi fluorescenti possono emettere diversi colori di luce.

I risparmi delle luci LED rispetto alle lampade fluorescenti

1. In termini di consumo energetico
   Le luci a LED consentono di risparmiare più energia rispetto alle luci fluorescenti. In termini di consumo energetico, i tubi luminosi a LED hanno generalmente un rapporto di efficienza energetica (il rapporto tra la luce emessa e il consumo di energia) più elevato. I LED sono in grado di convertire più energia elettrica in luce, mentre le luci fluorescenti sprecano parte dell’energia elettrica sotto forma di calore. Dopo decenni di miglioramenti tecnologici, l’efficienza luminosa dei LED è aumentata notevolmente. La maggior parte delle luci fluorescenti consuma 50-70 lumen per watt, con una parte significativa sprecata come calore. Tuttavia, l’illuminazione a LED migliorata può raggiungere 100-200 lumen per watt, ossia circa il doppio dell’efficienza delle luci fluorescenti. Ciò significa che una lampada LED da 18W può sostituire una lampada fluorescente da 36W. In termini di prestazioni luminose effettive, una lampada LED da 18W con un’efficienza luminosa di 130lm/W può sostituire una lampada fluorescente da 48W.
2. In termini di manutenzione
   I tubi luminosi a LED richiedono meno manutenzione rispetto a quelli fluorescenti grazie alla loro maggiore durata. Con una durata tipica di oltre 20.000 ore, i tubi LED non necessitano di frequenti sostituzioni o manutenzioni nello stesso periodo che sarebbe necessario per i tubi fluorescenti, che di solito durano circa 10.000 ore. D’altra parte, i tubi fluorescenti sono più soggetti a danni e richiedono ispezioni e sostituzioni regolari. Pertanto, l’utilizzo di tubi LED riduce i costi di manutenzione e le spese di manodopera.
3. In termini di impatto ambientale
   I tubi luminosi a LED hanno effetti minimi sull’ambiente rispetto alle lampade fluorescenti. A differenza delle lampade fluorescenti, che contengono sostanze nocive come il mercurio e si rompono facilmente, con conseguenti problemi di smaltimento dei rifiuti, i LED sono sorgenti luminose a stato solido, durevoli e resistenti agli urti e alle rotture, oltre a essere riciclabili se smaltiti correttamente. Inoltre, la produzione di LED consuma meno energia rispetto ai metodi tradizionali, riducendo il consumo di risorse.
4. In termini di colore e qualità della luce:
   I tubi LED offrono una gamma più ampia di opzioni di colore e dimmabilità rispetto ai tubi fluorescenti, che di solito hanno scelte cromatiche limitate. L’illuminazione a LED presenta un’ampia gamma di temperature di colore, in grado di fornire quasi tutte le temperature desiderate, oltre alla possibilità di produrre luce in rosso, verde, blu o in qualsiasi altro colore. I LED hanno un elevato indice di resa cromatica (CRI): le lampadine a incandescenza hanno un CRI di 95, i tubi fluorescenti vanno da 65 a 80, mentre i tubi diurni a LED possono superare gli 80 senza emettere radiazioni ultraviolette.
5. In termini di tempo di avvio e sfarfallio:
   I tubi LED si avviano immediatamente, mentre i tubi fluorescenti richiedono un certo tempo per raggiungere la massima luminosità all’avvio. I tubi fluorescenti soffrono anche di problemi di sfarfallio, soprattutto quando si utilizzano reattori elettronici obsoleti. I LED, invece, convertono direttamente l’alimentazione CA in corrente continua, senza provocare effetti di sfarfallio o di affaticamento visivo causati dallo sfarfallio delle sorgenti luminose tradizionali. Inoltre, le tecniche di progettazione illuminotecnica consentono di ampliare le sorgenti puntiformi a LED, aumentando la superficie illuminata, eliminando l’abbagliamento e migliorando gli effetti visivi per ridurre l’affaticamento degli occhi.

In conclusione, la sostituzione dei tubi fluorescenti con luci a LED comporta molteplici vantaggi, come il risparmio energetico, la durata di vita prolungata, il miglioramento delle prestazioni illuminotecniche e il rispetto dell’ambiente. Allo stesso tempo, con il continuo sviluppo della tecnologia LED, anche le prestazioni e il costo dei tubi LED vengono costantemente ottimizzati, pertanto la sostituzione dei tubi fluorescenti con tubi LED è una misura efficace per il risparmio energetico e la riduzione dei costi.

Domande frequenti