LED’s, werking, geschiedenis, energie zuinig!

Een LED (Light Emitting Diode) lamp is de nieuwste verlichting technologie. Het is gebaseerd op de chip technologie, die we kennen van alle electronische apparatuur en vooral van de computer. Vanaf 2005 zijn er LED’s op de markt gekomen met voldoende lichtopbrengst om voor verlichting te zorgen.

Geschiedenis van de LED

Een hele serie LED’s, vooral voor signalering

Al in 1907 was electroluminescentie gesignaleerd. In 1962 was de eerste praktische LED met zichtbaar licht (rood) gemaakt door Nick Holonyak Jr. in dienst van General Electric. De Monsanto Company was het eerste bedrijf dat in 1986 op grote schaal rode LED’s maakte die geschikt waren voor signaalverlichting (zoals we die kennen in elektronische apparatuur, aan/uit indicatie). In 1999 introduceerde Philips Lumileds power LED’s die bestond uit een grote chip, die meer elektrisch vermogen kon opnemen. In September 2003 bood het bedrijf CREE, Inc. een nieuw type witte LED te koop aan (de helderste commercieel beschikbare LED) die een 65 Lumen per Watt efficiëntie had bij een stroom van 20mA. Momenteel zijn LED’s te koop waar een stroom doorheen kan van 1A, met een efficiëntie van 60 Lumen/Watt en de ontwikkelingen staan niet stil. In 25 jaar zijn we gegaan van een LED voor signaalverlichting naar LED’s die gebruikt kunnen worden verlichting.

Een LED chip voor verlichting

Huidige stand van de LED chips

LED’s zijn nu in grote aantallen te koop bij verschillende fabrikanten die 3W elektrisch vermogen op kunnen nemen, bij een omzetting efficiëntie van 60 Lumen/Watt. Onder zeer gecontroleerde omstandigheden is nu 110 Lumen/Watt mogelijk. Deze efficiëntie wordt gehaald niet alleen bij wit licht, maar ook bij warm wit licht (zoals we kennen van de gloeilamp/halogeen lamp).

Werking van LED’s

Zoals iedere diode, bestaat een LED (Light Emitting Diode) uit halfgeleider materiaal. De stroom vloeit makkelijk van de anode naar de kathode, maar niet omgekeerd. Als de stroom vloeit vallen er electronen in de gaten, waarbij het electron een lager energie niveau aanneemt, onder het uitzenden van een foton (licht). Dit licht kan infrarood licht zijn zoals bij de eerste LED’s, of zichtbaar licht zoals blauw of rood. Wit licht wordt gemaakt door of een combinatie van drie LED’s (Rood, Groen, Blauw) of door fosforen op de LED aan te brengen die net als bij een TL buis het licht om zetten van een kleur in een andere kleur. Door de juiste combinatie van verschillende fosforen kan er wit licht van 6000K gemaakt worden tot licht met een warmgele kleur van 2700K. Door de stroom door de LED aan te passen wordt de lichthoeveelheid gecontroleerd. Om die stroom goed te controleren is er elektronica bij iedere LED nodig. Alhoewel de omzetting van elektriciteit naar licht ongekend efficiënt verloopt, wordt toch de LED chip warm. Als deze warmer wordt, verloopt de omzetting naar licht minder efficiënt. Daarnaast kan de chip niet tegen te hoge temperaturen. Hij verouderd dan wat sneller, waardoor de efficiëntie afneemt. Daarom is een deel van de lamp altijd van metaal, om de overtollige warmte aan de omgeving af te kunnen staan. De lamp wordt bij normaal gebruik handwarm. Als er stroom op de LED wordt gezet gaat deze meteen aan op vol vermogen.

Een LED lamp

Van LED naar verlichting

Om voldoende licht voor verlichting te verkrijgen moeten een aantal LED’s bij elkaar in een behuizing geplaatst worden. Er moet elektronica bij, om de stroom door de LED’s in toom te houden. De LED’s moeten gekoeld worden, zodat ze hun levensduur van 50.000 uur behouden. Dat alles moet in een mooi ogende behuizing passen, die aansluit bij de huidige behuizingen. Hierbij zo’n voorbeeld van een LED lamp. Hij heeft 3 LED’s, ieder met een eigen lens. Hij is geschikt voor 12V en in de voet van de lamp zit de elektronica om de stroom te reguleren. Deze lamp geeft het licht (hoeveelheid en kleur) van een 35W halogeen lamp. Koop niet de lampen waar meer dan 15 LED’s samen in een behuizing zitten, alhoewel deze relatief goedkoop zijn! De hoeveelheid licht en de kleur van het licht zullen je zeker tegenvallen. LED lampen zijn verkrijgbaar in de van gloeilampen bekende schroeffittingen (E27 en E14) en de van halogeenlampen bekende GU10 (230V), MR16 en MR11 (12V) voetjes.

Wetgeving over LED verlichting

De wetgever heeft geen enkel plan om LED lampen aan banden te leggen, integendeel, vanuit energiebesparing en minder CO₂ uitstoot is men er voorstander van en stimuleert het gebruik van LED lampen.