Un superviseur de la maintenance se promène dans une usine de transformation alimentaire où 36 luminaires à tubes fluorescents sont remplacés tous les six mois. L'électricien recommande de passer à des lampes LED tri-proof d'une durée de 50 000 heures. Le superviseur demande : qu'entend-on par éclairage LED et pourquoi vaut-il la peine de changer un système d'éclairage qui a fonctionné pendant des années ?
LED signifie diode électroluminescente. C'est un composant semi-conducteur qui convertit le courant électrique directement en lumière visible. Contrairement aux lampes à incandescence, qui dépendent d'un filament chauffé, ou aux tubes fluorescents, qui reposent sur une décharge gazeuse et un revêtement de phosphore, une LED produit de la lumière au niveau de la puce sans période de préchauffage et avec beaucoup moins de chaleur perdue. Cette simple différence modifie presque tous les calculs de coûts dans le domaine de l’éclairage commercial et industriel.
L'acronyme s'étend à diode électroluminescente. Une diode est un composant électronique doté de deux bornes qui permet au courant de circuler dans un sens. Dans une LED, la jonction est réalisée à partir de matériaux semi-conducteurs spécialement dopés. Lorsque le courant direct traverse la jonction, les électrons se recombinent avec les trous électroniques et libèrent de l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde de ces photons détermine la couleur de la lumière.
Ce mécanisme de génération est fondamentalement différent des sources lumineuses plus anciennes :
Parce que la lumière provient d’une jonction à semi-conducteurs plutôt que d’un élément chauffé ou d’une décharge de gaz, la technologie LED est également appelée éclairage à semi-conducteurs.
Prenez une puce LED standard à montage en surface utilisée dans un luminaire commercial. La puce est un petit carré de matériau semi-conducteur, généralement à base de nitrure de gallium, monté sur un substrat. Lorsque le conducteur fournit un courant continu contrôlé, les électrons se déplacent à travers la jonction p-n. Chaque fois qu’un électron tombe dans un trou, la différence d’énergie est émise sous forme de photon. L’écart énergétique spécifique du matériau détermine la couleur de ce photon.
Les LED blanches sont normalement produites de deux manières :
Étant donné que la couleur de la lumière blanche peut être définie au niveau de la puce et du phosphore, les luminaires LED peuvent être réglés sur différentes températures de couleur et niveaux de rendu des couleurs corrélés. Les prescripteurs obtiennent plus de contrôle que n’importe quelle technologie d’éclairage précédente proposée.
Ces trois sources lumineuses diffèrent d'une manière qui affecte les factures d'énergie, les calendriers d'entretien, la charge thermique et la sélection des luminaires. Le tableau ci-dessous compare les valeurs typiques pour un rendement lumineux équivalent.
| Paramètre | Incandescent | Fluorescent | LED |
|---|---|---|---|
| Efficacité du système | 10–17 ml/W | 50 à 70 lm/W | 120–200 lm/W |
| Durée de vie typique | 1 000 à 2 000 heures | 8 000 à 15 000 heures | 30 000 à 100 000 heures |
| Émission de chaleur | Très élevé | Modéré | Faible |
| Temps d'échauffement | Immédiat | 1 à 3 minutes | Immédiat |
| Tolérance de commutation | Pauvre | Pauvre | Excellent |
| Teneur en mercure | Aucun | Oui | Aucun |
| Fragilité mécanique | Élevé | Élevé | Faible |
Un luminaire LED complet est plus qu'une puce fixée à un boîtier. Il comprend plusieurs sous-systèmes qui déterminent les performances, la fiabilité et la durée de vie. Les acheteurs qui comparent les produits de différentes usines devraient évaluer chacun de ces domaines plutôt que de comparer uniquement la puissance.
Les puces SMD ou COB génèrent la lumière. La qualité des puces, la précision du regroupement et la résistance thermique affectent directement le flux lumineux, la cohérence des couleurs et la dépréciation à long terme.
Les LED ont besoin d'un courant continu régulé. Un pilote bien construit convertit le secteur CA, protège contre les surtensions et maintient le courant stable afin que la sortie lumineuse ne dérive pas ou ne scintille pas.
Même les LED efficaces produisent de la chaleur à la jonction. Un dissipateur thermique en aluminium correctement dimensionné maintient la température de jonction basse et préserve le flux lumineux et la durée de vie.
Le boîtier confère une stabilité mécanique et définit l'indice IP. Des boîtiers étanches et scellés sont nécessaires pour les environnements humides, poussiéreux ou de lavage à haute pression.
Les lentilles, les réflecteurs et les diffuseurs façonnent le faisceau. Un angle de faisceau de 120 degrés est populaire dans les raccords linéaires industriels car il couvre de larges zones de manière uniforme, des hauteurs de montage faibles à moyennes.
Les bornes de câblage, les connecteurs et les clips de montage déterminent la rapidité avec laquelle le luminaire est installé et la facilité avec laquelle il est remplacé ultérieurement. Les borniers sans outils réduisent le travail d'installation.
Dans les familles de produits modulaires, le driver et la source lumineuse peuvent être remplacés indépendamment. Cette conception réduit le coût de maintenance à long terme car un pilote défaillant ne nécessite pas de jeter l'ensemble du luminaire.
Driver LED à faible courant d'ondulation 25 W-75 W série LSM P2 Cette alimentation LED modulaire est mise en avant après une discussion sur les pilotes remplaçables, offrant des options de 25 W à 75 W avec un faible courant d'ondulation et jusqu'à 93 % d'efficacité pour une maintenance fiable. Voir le produit → L’efficacité lumineuse, exprimée en lumens par watt, constitue le moyen le plus direct de comparer les sources lumineuses. Un luminaire LED de remplacement typique fournit 120 à 160 lm/W, alors que les technologies plus anciennes restent bien en dessous de cette plage. Le graphique ci-dessous montre la position relative de chaque technologie.
Au niveau du système, un luminaire LED consomme environ 70 à 80 % d'électricité en moins qu'une installation à incandescence pour la même lumière délivrée. Comme expliqué dans notre répartition de conception de latte LED à haute efficacité lumineuse , le système optique et l'efficacité du pilote déterminent ensemble la quantité de puissance d'entrée qui devient une lumière utile. Sur une période de fonctionnement de 50 000 heures, l’économie d’électricité à elle seule représente souvent plusieurs fois le prix d’achat initial du luminaire LED.
La technologie LED couvre désormais presque toutes les catégories d’applications. Pour les bâtiments commerciaux et industriels, les familles de luminaires les plus fréquemment spécifiées comprennent :
La sélection du luminaire doit être déterminée par la hauteur de montage, les conditions ambiantes, les exigences optiques et l'accès pour la maintenance, et non par la seule forme de la lampe. Par exemple, un luminaire LED complet conçue comme un système unique fonctionne généralement mieux qu'une lampe rénovée placée dans un ancien boîtier, car le chemin thermique et l'optique sont conçus ensemble.
Réglette LED fine LG15D avec angle de faisceau de 120° Mentionnée dans le contexte des luminaires complets surclassant les rénovations, cette réglette IP20 offre un faisceau de 120°, jusqu'à 150 lm/W, et plusieurs longueurs de 0,6 m à 1,8 m pour une utilisation flexible. Voir le produit → C'est dans les environnements difficiles que la technologie LED révèle son plus grand avantage par rapport à l'éclairage fluorescent. Un tube fluorescent dans un atelier poussiéreux perd progressivement de sa puissance à mesure que la poussière se dépose sur le tube et le boîtier. Dans une zone de lavage, l'humidité peut pénétrer dans le raccord et endommager le démarreur ou le ballast. Les luminaires LED conçus pour ces conditions utilisent des boîtiers scellés en polycarbonate ou en aluminium, des diffuseurs avec joints et du matériel résistant à la corrosion.
Les indices IP constituent le moyen standard de comparer les niveaux de protection. IP65 protège contre la pénétration de poussière et les jets d’eau à basse pression, ce qui convient à la plupart des installations agroalimentaires. IP66 ajoute une protection contre les jets plus puissants, ce qui convient au lavage régulier à haute pression. IP67 ajoute une immersion temporaire, qui n'est généralement pas nécessaire à l'intérieur.
Un autre paramètre important est la résistance aux chocs, exprimée en indice IK. Les luminaires installés dans les entrepôts fréquentés par des chariots élévateurs ou dans les fosses d'entretien des véhicules doivent avoir un code IK08 ou supérieur pour survivre à une collision accidentelle.
LG06J Lampe LED tri-proof en alliage d'aluminium IP65 Suite à une note sur la résistance aux chocs, cette lampe tri-proof IP65 est dotée d'un corps en alliage d'aluminium, d'un faisceau de 120° et d'une source lumineuse remplaçable pour une installation durable et facile d'entretien. Voir le produit → La présélection d’un luminaire LED nécessite plus que la simple vérification de la puissance. Les termes suivants apparaissent sur chaque fiche technique sérieuse, et leur compréhension aide les acheteurs à comparer les offres de manière équitable.
| Term | Signification pratique |
|---|---|
| Flux lumineux | Rendement lumineux total en lumens. Comparez les lumens plutôt que la puissance pour juger de la luminosité. |
| TDC | Température de couleur corrélée en kelvin. 2 700 à 3 000 K semblent chauds, 4 000 K sont neutres et 5 000 à 6 500 K semblent froids et semblables à la lumière du jour. |
| IRC | Indice de rendu des couleurs de 0 à 100. CRI 80 est la norme pour la plupart des intérieurs ; Un CRI 90 ou supérieur est préférable pour les tâches d'inspection et de vente au détail. |
| Angle de faisceau | La largeur de la propagation de la lumière. Les poutres étroites conviennent aux hauteurs de montage élevées ; les faisceaux larges conviennent à l’éclairage général de la zone. |
| Indice IP | Protection contre la pénétration de la poussière et de l'eau. IP20 est destiné aux emplacements intérieurs secs ; IP65 et IP66 sont destinés aux sites humides et poussiéreux. |
| Classement IK | Protection contre les chocs. Des valeurs plus élevées signifient que le boîtier résiste à des coups mécaniques plus forts. |
| Durée de vie L70 | Heures jusqu'à ce que le flux lumineux tombe à 70 pour cent de la puissance initiale. Les valeurs typiques vont de 30 000 à 100 000 heures. |
| Type de pilote | L'interface de contrôle, telle que non dimmable, triac, DALI ou 0-10 V. Confirmez la compatibilité avec le système de contrôle du site avant de commander. |
Les acheteurs évaluant les luminaires LED de différents fournisseurs doivent comparer à l’identique. La liste de contrôle suivante couvre les causes les plus courantes de problèmes d'approvisionnement dans les projets commerciaux et industriels.
Les LED fonctionnent naturellement avec les systèmes de contrôle électronique car elles fonctionnent en courant continu basse tension et réagissent instantanément aux changements de courant. La détection d'occupation, la récupération de la lumière du jour et la gradation programmée peuvent être ajoutées aux installations LED sans les problèmes de compatibilité observés avec certains équipements fluorescents. Dans un entrepôt typique, la combinaison de luminaires LED pour grande hauteur avec détection de présence réduit la consommation d'énergie d'éclairage de 20 à 40 % supplémentaires.
De nombreux luminaires LED modernes sont conçus comme des systèmes plutôt que comme des lampes autonomes. Les pilotes modulaires, les sources lumineuses remplaçables et les options d'interface pour les systèmes de gestion de bâtiment sont de plus en plus courants. Les acheteurs qui s'attendent à une mise à niveau du contrôle dans le futur doivent vérifier si la famille de produits choisie prend en charge cette voie sans remplacement complet du luminaire.
Le prix initial ne raconte pas toute l’histoire. Considérez une installation de 50 luminaires fonctionnant 4 000 heures par an. Si les luminaires LED économisent 40 watts par position par rapport au système fluorescent précédent, l'économie annuelle d'électricité est de 8 000 kWh. Avec un tarif commercial moyen de l'électricité de 0,12 USD par kWh, cela représente environ 960 USD par an, avant de compter le travail économisé en ne remplaçant pas les tubes fluorescents tous les 12 à 18 mois.
Le tableau ci-dessous donne une comparaison simplifiée pour une position de luminaire sur 10 ans de fonctionnement.
| Élément de coût | Luminaire fluorescent | Luminaire LED |
|---|---|---|
| Coût d'achat initial | 30 USD | 55 USD |
| Remplacements de lampes | 4 sur 10 ans | 0 |
| Puissance d'entrée du système | 58 W | 35 W |
| Énergie par an | 232 kWh | 140 kWh |
| Coût énergétique par an | 27,84 USD | 16,80 USD |
| Coût énergétique sur 10 ans | 278,40 USD | 168,00 USD |
*En supposant un luminaire LED d'une durée de vie nominale de 50 000 heures et le remplacement de l'ensemble du luminaire en fin de vie.
Sur 10 ans, le poste LED permet d'économiser plus de 110 USD rien qu'en électricité et élimine quatre visites de remplacement de lampe. Cette marge fait du LED un choix rationnel, même lorsque la différence de coût initial est relativement importante.
Les luminaires LED ne contiennent pas de mercure, ce qui simplifie leur élimination et réduit le fardeau de conformité par rapport aux tubes fluorescents. Leur durée de vie plus longue signifie que moins de produits de remplacement sont fabriqués et jetés. En fin de vie, le boîtier en aluminium et le pilote de la plupart des luminaires LED peuvent être séparés et recyclés via les filières de déchets électroniques standard.
Étant donné que les LED émettent très peu de rayonnements infrarouges et ultraviolets, elles réduisent la décoloration des textiles, des emballages et des œuvres d'art dans les environnements de vente au détail et d'exposition. La production de chaleur plus faible réduit également la charge de refroidissement dans les bâtiments climatisés, ajoutant ainsi aux économies d'énergie totales.
La durée de vie imprimée fait généralement référence à un entretien en lumens de L70 ou L80, c'est-à-dire les heures jusqu'à ce que le luminaire fournisse 70 ou 80 % de sa puissance lumineuse initiale. Ce n’est pas une période d’échec. Maintenir la température de jonction basse et choisir un pilote de qualité prolonge la durée de vie effective.
Le scintillement est généralement causé par un pilote de mauvaise qualité ou par une incompatibilité entre le pilote et un variateur. Les bons pilotes maintiennent l'ondulation du courant de sortie faible et sont testés avec des gradateurs courants. Les acheteurs doivent demander une liste de compatibilité de gradation ou un pourcentage de scintillement avant d'acheter.
Les luminaires LED d'éclairage général sont conçus pour répondre aux exigences de sécurité photobiologique de la norme CEI 62471 et sont classés comme exemptés ou à faible risque. La règle judicieuse est la même que pour toute source de lumière vive : évitez de regarder directement le faisceau d’un luminaire à haute intensité.
Oui. Contrairement aux tubes fluorescents, qui peuvent mettre quelques minutes pour atteindre leur pleine puissance dans les chambres froides, les LED démarrent instantanément à pleine luminosité. Les basses températures ambiantes aident en fait les puces à rester froides, ce qui améliore leur durée de vie. Les environnements à haute température sont plus exigeants et nécessitent une sélection minutieuse du dissipateur thermique.
Les luminaires Tri-proof ajoutent une protection contre l'eau, la poussière et les chocs mécaniques, généralement avec un indice IP65 ou supérieur et un corps robuste en polycarbonate ou en aluminium. Les raccords de latte standard sont généralement IP20 ou IP40 et sont mieux utilisés dans les zones intérieures sèches. L'installation d'un raccord non étanche dans un endroit humide risque une défaillance précoce.
No.8, Ankang West Road, Zonghan Street, Cixi City, Province de Zhejiang, P.R.China
0086-574-6320 0283
Copyright © Ningbo Longer Lighting Co., Ltd.
Tous droits réservés.
