Lysdiode

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Skjematisk symbol for en lysdiode

En lysdiode er en elektrisk komponent som gir fra seg lys når den tilføres elektrisk strøm. Mere nøyaktig er en lysdiode (eller LED, fra engelsk: Light Emitting Diode) en halvleder-diode som lyser med et inkohorent smalbåndet, nesten monokromatisk lys når det går en elektrisk strøm inn i anoden og ut av katoden til dioden. Fenomenet kalles elektroluminisens. Fargen avhenger av hvilket halvledermateriale som brukes og kan være av typen ultrafiolett, synlig med typiske farver rødt, orange, gult, grønt eller blått, eller infrarødt. Prinsippet bygger på at elektronhullparene rekombineres over P-N-overgangen og avgir lys. Lysdioden utnytter at det dannes fotoner om man bruker spesielle krystallmaterialer i P-N-overgangen.

Bruksområder[rediger | rediger kilde]

I mange tiår har lysdioden blitt brukt som indikatorlamper for ulike elektriske apparater og på kontrollpaneler etc. I og med utviklingen av nye, lyssterke typer kan de også fungere som alternativ til eller erstatning for konvensjonelle glødelamper. Avanserte, optiske kommunikasjonsapparater, enkel hjemmeelektronikk og både innvendig og etterhvert også utvendig lys på biler er vanlige bruksområder.

Med utviklingen av høyintensive hvite LED øker også mulighetene for bruk til generelle belysningsoppgaver. P.t. (2009) har sentrale belysningsprodusenter tro på at LED vil passere energieffektiviteten til lysrør for generell belysning, f.eks kontor, i løpet av en femårs periode. Det er nå mulig å få levert LED med 100 lm/W eller mer, men det er viktig å huske at det er de kjøligste (blåhvite) lysdiodene som leder an i utviklingen. Ønsker man LED med en fargetemperatur på rundt 3000K og samtidig med høy (Ra >80) fargegjengivelse er effektiviteten gjerne 30-40% lavere, enn den som leverandørene gjerne går ut med i sin markedsføring.

Profesjonelle aktører kan ha mye å spare på å gå over til LED-belysning. Dette vil variere stort avhenging av hvilken type belysning man snakker om. Bytter man fra glødelampe til LED vil besparelsen kunne være betydelig. Husk bare at LED har helt andre egenskaper enn en glødelampe, særlig mht fargekvaliteter. I butikkbelysning vil dette også kunne være med på å redusere kjølebehovet i sommerhalvåret. I kjøle- og frysedisker og skap er LED særdeles velegnet da ytelsen til lysdioder øker ved lavere temperaturer, i tillegg til at effekten (i watt) er vesentlig lavere enn lysrørarmaturer. Noe som også reduserer energibehovet til kjølesystemet.

Det er meget viktig å merke seg at varmeavleding fra lysdiodene er det viktigste for å oppnå en lang levetid for en LED. Når man snakker om levetid må man også oppgi hvilken lystilbakegang man opererer med. For glødelamper er det vanlig å snakke om 50% lysreduksjon (utfall) når levetiden oppgis. For en lyskilde som som har f.eks 50.000 timers levetid vil det i de fleste tilfeller ikke være akseptabelt å operere med 50% lystilbakegang. Leverandøre må derfor oppgi ved hvilken lystilbakegang levetiden er oppgitt. 20 – 30% er i de fleste tilfeller en relevant lystilbakegang.

En armaturprodusent har derfor mulighet til selv å «velge» levetid på lysdiodene etter hvordan kjøling i armaturen håndteres. Dette er også avhengig av LED-armaturenes omgivelsestemperatur. En LED som kanskje vil ha en levetid på 50 – 100 000 timer i et kjøleskap, vil kanskje bare leve ti timer i en sauna!

Fargede LED er meget effektive og egner seg meget godt til effektbelysning innen og utendørs. Grunnet lysdiodenes monokromatisk lys er fargene svært mettet og effektiviteten er høy. Hvitt lys kan også dannes ved hjelp av røde, grønne og blå LED, sk. RGB fargeblanding, men dette vil ofte ha en lav Ra-indeks som gjør lyset uegnet til belysning av arbeidsoppgaver.

Fordeler og ulemper[rediger | rediger kilde]

Lysdioden trekker mindre strøm og har lengre levetid (opptil 50 000 timer enn en glødelampe (ca. 2 500 timer (i Norge)), eller halogenlampe (ca. 2 – 5 000 timer). De nyeste modellene er ufølsomme for temperaturvariasjoner, rystelser og vibrasjoner (det er ingen glødetråd), men store spenningsvariasjoner kan ødelegge lysdiodene. Et annet problem er at enkelte transformatorer ikke klarer å levere strøm ved så lav spenning som lysdiodene trekker. Men nylig er nye LED-pærer utviklet, som gjør det mulig og erstatte ordinære pærer ved 230V anlegg. Ulike farger finnes, inklusive infrarødt, rød, blå, varmhvit (som det man får fra vanlige lyspærer), kaldhvit, m m. I det siste har det også blitt laget dioder med ultrafiolett lys (UVA). Den vanligste typen er fem millimeter i diameter. I tillegg lager ikke LED-belysning stråling, virker mye mindre irriterende for øynene og har en minimal varmedannelse. Den er derfor med på å skape en bedret innetilværelse[trenger referanse].

Spotlightpære med lysdioder

Sikkerhetsaspekt ved trafikal bruk[rediger | rediger kilde]

Lysdioder tenner raskere enn de konvensjonelle glødepærene. Brukt i bremselys på kjøretøy vil de det visuelle signalet om ned- eller nødbremsing nå bakenforkjørende tidligere og dermed øke sikkerhetsmarginene. I en hastighet på 100 km/t utgjør tidsforskjellen en distanse på 6 meter. Statens Vegvesen har gjennom revisjon av Håndbok 017 og veiledningen åpnet for en meget spennende utvikling når det gjelder alternativ til tradisjonell flombelysning av veger og fortau. LED er benyttet på enkelte vegstrekninger, tunneler, vegskilt og markeringslys. LED benyttet som ledelys kan ha positiv effekt på vegulykker i følge svenske erfaringer. Når LED erstatter tradisjonelle veglysarmaturer er trafikksikkerhet, miljøforhold og driftskostnader lagt til grunn for beslutningen. Statens Vegvesen, Enova og NTNU har tatt initiativet til to PhD-arbeider som blant annet ser på sammenhengen mellom veglys og alvorlige ulykker og bruk og styring av veglys på ulike vegtyper, vegunderlag osv. Så langt tyder erfaringene og forskningsabeidet på at LED benyttet riktig kan føre til spart energi, bedre miljø og økt trafikksikkerhet.

Miljøaspekt[rediger | rediger kilde]

Det er nå stor politisk interesse for å bytte ut glødelamper med LED-lys da det vil gi betydelig energibesparelse og derved vesentlig mindre CO2-utslipp. EU har vedtatt et direktiv som forbyr produksjon og omsetning av lite effektive lyskilder (lumen pr watt). I første omgang betyr direktivet at matte glødepærer fases ut og i løpet av de nærmeste årene vil de blanke glødepærene og til slutt halogenpærene bli umulig å få kjøpt. Direktivet trådte i kraft pr september 2009 og vil få full effekt først om noen år da alle lyskilder med lavt lysutbytte blir omfattet. Direktivet vil formelt ikke gjelde i Norge før etter at initiativet fra EU er implementert i norsk lovgivning. I praksis betyr denne forsinkelsen lite, siden matte glødepærer forsvant fra butikkhyllene i Norge høsten 2009. Alternativene til glødepærer brukt i husholdninger er LED og sparepærer. Enova har grovt anslått effekten av dette tiltaket til å utgjøre minst 1 TWh elkraft spart årlig.

Hvilken lyskilde skal vi velge?[rediger | rediger kilde]

Lyskilder er energimerket (A-G) og LED tilhører de lyskildene som får best karakter. Hvis rent økonomiske betraktninger legges til grunn for valget av lyskilde, må lysutbyttet (lumen/watt), levetiden og prisen bestemme valget. I en slik sammenheng vil LED svært ofte bli foretrukket. Lysdioder er gjennom en rivende utvikling og det er antatt at LED vil bli mer og mer vanlig innenfor de fleste bruksområdene om noen få år. Det er ofte også vanskelig å vite hva man skal sammenligne med, fra dagens pærer. Dagens pærer henviser til Watt for å indikerer hvor mye lys det gir, mens LED viser til lumens. Dagens LED pærer gir ca. 100 lumens/watt.

Se også[rediger | rediger kilde]

  • Glødelampe, glødelampe lyser ved at strøm sendes gjennom en tynn leder.
  • Halogenlampe, halogenlampe er en glødelampe hvor kapselen er fylt med en halogengass.
  • Lysrør, Lysrør lyser ved å ionisere gass i lysrøret slik at den blir elektrisk ledende.

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]

Commons Commons: LED – bilder, video eller lyd