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Nel 12° incontro del Progetto A+++ ci occupiamo di illuminazione domestica: tecnologie disponibili e soluzioni ad alta efficienza.

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  • 1. Progetto A+++Analisi, apprendimento e Azioneper lefficienza e il risparmio energeticoILLUMINAZIONE DOMESTICA E LUCI A LED

2. Illuminazione domestica e luci a ledIndice argomenti Caratteristiche della luce (nozioni di illuminotecnica) Tipi di lampadine Normative-etichetta energetica Confronto risparmio Considerazioni finali 3. Caratteristiche della luce Curva di luminosit e percezione dellocchio Flusso luminoso Intensit luminosa Illuminamento Temperatura colore Efficienza luminosa 4. Curva di luminosit e percezione dellocchio La luce unonda elettromagnetica e nella regione del visibile, lasua lunghezza compresa tra 380 e 760 nm. La variazione della lunghezza donda viene percepita dal nostroocchio come colore. Normalmente la luce che colpisce locchio un insieme di pilunghezze donda di cui una visione complessiva (la luce del solesembra bianca pur contenendo tutte le frequenze percepibilidallocchio, oltre a componenti infrarosse e ultraviolette). 5. Curva di luminosit e percezione dellocchio 6. Flusso luminoso (F)Rappresenta lenergia irradiata al secondo dallasorgente, riferita alla sensibilit dellocchio umano.Lunit di misura il lumen [lm].Se una sorgente luminosa puntiforme emette 1W dipotenza alla lunghezza donda di visibilit massima(555 nm) il flusso pari a 683 lumen.1 Wirradiato = 683 lumenLampada ad incandescenza 100W 1200 lmLampada fluorescente compatta 20W 1200 lmLampada LED 18W 1200lm 7. Efficienza luminosaE il rapporto tra il flusso luminoso emesso [lm] e la potenza elettricaassorbita [W].Lampade ad incandescenza tradizionali 11-12 lm/ WLampade ad incandescenza alogene ~20 lm/ WLampade fluorescenti 55-120 lm/WLampade fluorescenti compatte 70-90 lm/WLampade a LED 40-150 lm/W 8. Intensit luminosa (I)Esprime la concentrazione della luce in una specifica direzione, irradiata ognisecondo.Pu essere definita come Flusso luminoso in una certa direzione, emesso perunit di angolo solido.Lunit di misura la candela [cd]. 9. Illuminamento (E)E il rapporto tra il flusso luminoso incidente suuna superficie e larea della superficie stessa:E = F/ALunit di misura il lux [lx].Diminuisce allaumentare della distanza.1 Lux quindi lilluminamento prodotto dalflusso di un lumen distribuito in modo uniformesu di una superficie di un metro quadrato. 10. Temperatura di coloreQuantifica la tonalit della luce.Temperatura alla quale deve essere portato un corpo nero* affinchemetta una luce cromaticamente simile a quella della sorgente luminosaLuna 4100 KSole 5800-6500 KCielo sereno (blu intenso) 10000 20000 K*oggetto (ideale) che assorbe tutta la radiazione elettromagnetica incidente e quindi n riflette n trasmettealcuna energia, apparendo in prima approssimazione nero 11. Temperatura di coloreSi definiscono a tonalit:CALDA lampade con temperatura di colore minore di 3300KNEUTRA lampade con temperatura compresa tra 3300K e 5300KFREDDA lampade con temperatura di colore superiore a 5300K 12. Tipi di lampadine Incandescenza(tradizionali e alogene) Incandescenza migliorata (gruppo B e C) Fluorescenti (tubolari, forme, connessioni) Fluorescenti compatte LED 13. Lampadina ad incandescenza tradizionalistrutturaGenerano la luce per effetto termico, secondo il principio per cui un corporiscaldato ad alta temperatura e portato allincandescenza emette radiazioniluminose.Sono costituite da un bulbo in vetroin cui laria viene sostituita con ungas inerte (Argon+Azoto).Al suo interno, un filamento diTungsteno attraversato dalla correnteelettrica diventa incandescente edemette luce. 14. Lampadina ad incandescenza tradizionaliformePossono avere varie forme, a goccia, a pera, a sfera, a tubolare, ad oliva,a tortiglione, ecc., e possono essere realizzate in diverse finiture: chiare,smerigliate, opalizzate, colorate, a riflettore incorporato. 15. Lampadina ad incandescenza tradizionaliattacchiLe lampade pi comuni hanno lattacco o virola a vite del tipo Edison,che viene indicato con la lettera E seguita dalla misura in millimetri deldiametro e, talvolta, dalla lunghezza dellattacco stesso.Potenza inferiore a 300W attacco a vite E27Potenza molto modesta attacco a vite E14 (mignon)Potenza superiore ai 300W attacco a vite E40 (Golia) 16. Lampade ad incandescenza - alogeneLe lampade alogene costituiscono una versione evoluta della tecnologiaad incandescenza (durata almeno doppia).Sfruttano un particolare ciclo di rigenerazione del filamento di tungsteno.Allinterno di queste lampade, oltre al gas, vengono aggiunti dei materialialogeni (iodio, bromo, kripton, xeno). 17. Ciclo di rigenerazione:1 Evaporazione atomi di tungsteno2 Gli atomi di tungsteno si combinanocon gli atomi degli alogeni3 Si forma un composto gassoso chericadendo sul filamento incandescente siscompone ridepositando gli atomi ditungsteno.Lampade ad incandescenza - alogene4 Gli atomi degli alogeni ritornano liberi e si ricombinano nuovamente congli atomi di tuingsteno.Affinch queste reazioni chimiche siano possibili, la temperatura del filamentonon deve scendere sotto i 2.000C. Per resistere a queste temperature, il bulbodelle lampade alogene realizzato in quarzo. 18. Lampadina ad incandescenza migliorata classe BSono lampadine con tecnologia alogena a basso voltaggioLe lampadine a tensione di rete hanno infatti bisogno di un trasformatore(separato o integrato nella lampada)Un rivestimento a infrarossi applicato alla lampadina ne miglioralefficienza energetica di oltre il 45% rispetto alle migliori lampadine aincandescenza.Sono compatibili con qualunque tipo di dimmer 19. Lampadine fluorescenti Appartengono alla famiglia delle lampade a scarica in gas Sono costituite da un tubo di vetro rivestito internamente da uno stratodi speciali polveri fluorescenti(a singolo alofosfato - trifosforopentafosforo), contenente vapore di mercurio a bassa pressione. Hanno una buona efficienza 50-90 lm/W Lunga durata 20. Lampadine fluorescentifunzionamentoPer alimentare queste lampade necessario utilizzare un reattore, cheserve a limitare il valore della corrente. Se il reattore del tipotradizionale occorre anche uno starter, che serve a preriscaldare glielettrodi per favorire laccensione, se invece del tipo elettronico lostarter non serve.A lampadaB reteC starterD lamina bimetallicaE condensatore filtroF elettrodiG reattore 21. Lampadine fluorescentiLe possiamo suddividere in base alla forma:Lineari Circolari CompatteE in base al diametro:T2 7 mmT4 12,5 mmT5 16 mmT8 26 mm 22. Lampadine fluorescenti compatte(CFL) Sono lampade fluorescenti che integrano lelettronicadi alimentazione e sono fornite di attacco Edison Possono durare da 6 000 a 15 000 ore (a seconda deltipo e delluso che se ne fa) Non tutte sono compatibili con dispositivi dimmer esoffrono le accensioni frequenti 23. Lampade a LED I LED sono diodi che emettono luce Sono formati da un sottile strato di materialesemiconduttore drogato diviso in 2 parti: applicandouna tensione alle estremit gli elettroni passano da unagiunzione allaltra generando fotoni (luce) Bassa emissione di calore Tecnologia in rapida crescita Bassi consumi e durata elevata Non contengono mercurio o altre sostanze tossiche 24. Lampade a LEDtipi di LEDD.I.P.(Duel In-line Package):LED tradizionali pi economiciS.M.D.(Surface Mount Diode):pi efficienti, largamente utilizzatinelle ultime lampade domesticheM.C.O.B.(Multiple Chips On Board):integrano pi chip nello stesso modulo 25. Quale lampadina scegliereTIPO DI LAMPADA USOIncandescenza Fuori commercioAlogene/IncandescenzamigliorataIlluminazione localizzata e decorativa dove serve immediatadisponibilit di luce, utilizzo discontinuo, accensioni espegnimenti frequenti, dimmer.Fluorescenti I modelli senza regolatore di flusso (dimming) sono adatti perilluminare ambienti interni ed esterni, nei casi in cui vi lanecessit di un uso prolungato e senza accensioni espegnimenti troppo frequenti.LED In sostituzione a tutti i tipi di lampade (anche ad usodecorativo), sconsigliati per grandi spazi a causa del raggio diilluminazione stretto (problema risolvibile adottandolampadine multiled) 26. Normativa Eliminazione dal mercato delle lampade poco efficienti 27. Normativa - EcodesignDirettiva 2010/30/Ue cosiddetta EcodesignDal 1settembre 2013 (come da Regolamento 874/2012/Ue) ogni lampadao apparecchiatura di illuminazione deve essere corredata di unetichettaenergetica contenente le informazioni previste dallAllegato I alRegolamento stesso.Il regolamento SI applica a: lampade a filamento lampade fluorescenti lampade a scarica ad alta intensit lampade e moduli LED 28. Normativa - EcodesignIl regolamento NON si applica a lampade e moduli LED: con un flusso luminoso inferiore a 30 lumen; commercializzati per funzionare con batterie; commercializzati per applicazioni il cui scopo primario non lilluminazione commercializzati con parti di un apparecchio di illuminazione e nondestinati ad essere asportati dallutilizzatore finale; commercializzati come parte di un prodotto il cui scopo primario non lilluminazione non conformi ai requisiti applicabili nel 2013 e 2014, conformementeai regolamenti che attuano la direttiva 2009/125/Ce del Parlamentoeuropeo e del Consiglio; 29. Normativa - Etichetta energeticaLetichetta per le lampadine deve riportare: nome o marchio del fornitore identificatore del modello classe di efficienza energetica (indicata dallafreccia) consumo annuo ponderato di energia (EC) inkWh per 1.000 ore, calcolato e arrotondato allacifra intera pi vicina;e deve essere conforme al modello a fianco 30. Normativa Etichetta energetica Letichetta per gli apparecchi diilluminazione deve, invece, essereconforme al modello a fianco 31. SmaltimentoIncandescenza / Alogene / LEDNon contengono sostanze nocivepossono essere smaltite tra i rifiutiindifferenziatiFluorescenti(tutte) Contengono piccole quantit dimercurio, vanno consegnate aicentri di raccolta differenziata o aditte autorizzate 32. Calcolo risparmiomodello attacco potenza flusso[lm] Durata[h] prezzoLampadina CFL PHILIPS softoneenergy saverE27 16 870 10000 14Lampadina LED PHILIPS masterledbulbE27 12 806 25000 41,2PHILIPS master ledbulbPHILIPS softone energy saver 33. Calcolo risparmioConsiderando lintero ciclo di vita della lampadina a LED (25000 ore) e uncosto medio di 0,24901 /KWh:Consumo totale costo inbollettacostilampadineTotaleLampadina CFL 400 KWh 99,6 35 ~135Lampadina LED 300 KWh 74,7 41 ~115 34. Considerazioni finaliricerca casaeclima.comLanalisi ha preso in esame una lampadina ad incandescenza da 60W, una a LED da12,5 W e una CFL da 15W generanti la stessa quantit di luce.La ricerca afferma che le lampade a LED di oggi sono migliori delle CFL, lunicaeccezione riguarda la produzione di rifiuti pericolosi per estrarre-raffinare-trattare ildissipatore di calore di alluminio presente nelle lampadine LED.Il team di ricerca ha per scoperto che le aziende produttrici stanno lavorando permigliorare ulteriormente lefficienza delle lampade a LED, diminuendo le dimensionidei dissipatori.Ulteriori miglioramenti nei processi di produzione e nellelettronica porteranno lelampadine a LED ad essere ancor pi rispettose dellambiente in confronto allefluorescenti compatte, entro i prossimi cinque anni. I ricercatori si aspettano che nel2017 i LED saranno il 50% in meno di impatto ambientale rispetto ai LED di oggi.Lo stesso non si pu dire per le CFL, per cui non prevista nessuna sostanzialeinnovazione nel prossimo futuro. 35. GRAZIE PER LATTENZIONE