Guida alla scoperta dell’efficienza energetica del led

Il LED costituisce il sistema di illuminazione che, ad oggi, assicura un alto livello di prestazioni, a fronte di un elevato risparmio energetico.
L'analisi che segue si propone come una guida alla scoperta dell'efficienza energetica del LED, indicando in particolare in cosa essa consista e come si calcoli.

Le lampade a LED e l'efficienza luminosa

Quando si parla di efficienza luminosa di una lampada a LED si intende quanto una luce a LED rende in termini energetici ed è espresso dal rapporto  lumen/watt.
Nel momento in cui ci si appresta a scegliere una lampada, è molto importante quantificarne i consumi energetici, poiché spesso si sente parlare del risparmio connesso al LED, senza tuttavia approfondire l'argomento.

Per meglio comprendere il funzionamento di tale meccanismo è utile aprire una parentesi sulla luce che il nostro occhio percepisce, che non corrisponde all'intero spettro esistente. In particolare, l'occhio dell'essere umano riesce a cogliere il range di colori compresi tra il rosso e il violetto.
Prendendo come esempio le luci di uso comune prima dell'avvento del LED, quelle alogene o a incandescenza, emettono fasci di luce che comprendono frequenze inutili e dannose per l'occhio. Si tratta delle radiazioni UV, ossia ultraviolette, e le RI, ovvero le radiazioni infrarosse, le quali possono scaldare e consumare gli elementi di origine organica.

La conseguenza dell'impiego dei sistemi tradizionali di illuminazione è non solo quella di ottenere un grande spreco di energia, ma anche di provocare dei danni ambientali, poiché avviene una produzione di calore inutile e perniciosa. Inoltre, si verifica una spesa superiore per i consumi e che fa letteralmente incrementare le bollette.
Una volta compreso il concetto di luce visibile sarà più chiaro il motivo per cui conviene orientarsi verso quelle fonti di illuminazione, ossia il LED, che convertono in luce raggiante la maggior parte dell'energia.

Il calcolo dell'efficienza luminosa delle luci a LED

A questo punto ci si può soffermare sul  calcolo dell'efficienza luminosa del LED, come si determina e di quali valori tenere maggiormente in considerazione.
Poiché l'efficienza luminosa è il  rapporto tra lumen e watt, verranno analizzati prima di tutto questi due elementi. Il lumen è la quantità di flusso luminoso prodotto dalla fonte di luce e  indica l'energia emessa dalla sorgente luminosa, rilevata al secondo, e che viene percepita dall'occhio dell'uomo.

Il watt si riferisce alla potenza elettrica che viene assorbita dalla sorgente, indicata solitamente con un'unità di misura oraria.
Pensando al momento dell'acquisto di un elettrodomestico, i kW sono uno dei fattori di cui si tiene maggiormente in considerazione, poiché tale valore è associato alle prestazioni del prodotto.

Lampade alogene, fluorescenti e a LED

Una volta esplorato il concetto di efficienza energetica è utile eseguire un confronto, per quanto possibile, tra le lampade alogene, quelle  fluorescenti e a LED. Si tratta di 3 sistemi molto differenti tra loro, che non consentono una comparazione assoluta. Tuttavia, si cercherà di effettuare un paragone tra lampade comunemente usate nella vita quotidiana per analizzare cosa rende le lampade a LED più efficienti dal punto di vista energetico.

Nell'esempio preso in esame verranno considerate le lampadine con attacco E14, quelle impiegate per la maggior parte di lampade e lampadari in un'abitazione.
Una lampada alogena da 25 watt emette 260 lumen; una lampadina a LED che produce la stessa quantità di lumen, quindi 260, consuma 4 watt.
L'efficienza luminosa, nel primo caso, è di 260 diviso 25, ricordando che viene determinata dividendo i lumen per i watt. Nel secondo caso è di 65, ottenuto con il rapporto 260/4. Chiunque potrebbe notare subito la differenza di efficienza energetica tra la lampada alogena e quella a LED.
Le conseguenze positive dell'utilizzo delle lampadine a LED sono quelle di un notevole risparmio di energia, denaro e di calore, il quale non viene più prodotto inutilmente.

Una volta assimilato il funzionamento del calcolo dell'efficienza luminosa delle luci a LED nasce spontanea la domanda relativa a come quantificare il risparmio, uno dei fattori più importanti.
Prendendo in considerazione il nostro Paese, il fattore relativo all'illuminazione degli ambienti rappresenta circa il 13% dei consumi ravvisabili nelle bollette dell'energia elettrica.
Per tale ragione molte famiglie sono costantemente alla ricerca di soluzioni che consentano di risparmiare risorse.

Alcuni consigli riguardano l'acquisto di lampadari che rendano migliore la diffusione della luce delle lampadine, l’utilizzo di faretti in gesso da incasso per una diffusione personalizzata della luce, senza aree buie, oppure il monitoraggio delle spie di accensione degli elettrodomestici; tali accorgimenti sono sicuramente utili, ma consentono di ottenere un risparmio in misura del 30% al massimo.

Rispetto alle lampadine tradizionali, che dispongono di un filamento di tungsteno attraversato da corrente elettrica, le lampadine fluorescenti risultano più efficienti; l'energia viene prodotta mediante due elettrodi immersi nel gas e che generano una differenza di potenziale. Il prezzo di acquisto di queste lampadine è sicuramente più alto, ma la durata rispetto a quella alogene è fino a 5 volte superiore: i valori sono di 10.000 ore delle fluorescenti e di 2.000 per le alogene.

Ma la lampadina che consente di ottenere in assoluto, ad oggi, il maggiore risparmio energetico è quella a LED. Tale acronimo significa Light Emitting Diode, ovvero diodo che emette luce, mediante fotoni generati da dioidi, alimentati da circuiti elettronici. Utilizzando le lampadine a LED in tutte le fonti di luce delle abitazioni, si otterrebbe immediatamente un notevole contenimento dei consumi di elettricità.

Ad oggi la tecnologia a LED è in continua evoluzione, tanto che sono disponibili tonalità gialle o bianche, molto diverse da quelle presenti agli inizi, quando il fascio di luce era solamente azzurro o bianco e risultava spesso troppo forte e fastidioso. É comunque doveroso sottolineare che la luce emessa dalle lampadine a LED è più fredda di quella delle lampade fluorescenti.

Lampade a LED e il risparmio energetico

Considerando il risparmio che le lampade a LED assicurano, poiché le migliori garantiscono  fino a 100.000 ore di funzionamento, il loro impiego è raccomandato non solo nelle abitazioni, ma anche nelle realtà produttive.
Il taglio dei consumi energetici e, conseguentemente, delle bollette elettriche va di pari passo con un impatto ambientale altamente sostenibile, in cui non si verificano  inutili emissioni di calore e dispersioni di risorse. In un futuro non troppo lontano ci si auspica un impiego di impianti interamente funzionanti a LED; ciò costituirebbe una rivoluzione positiva in grado di innescare un circolo virtuoso, in cui le parole chiave sono efficienza, risparmio e sostenibilità.