Lampadine CFL vs. LED

Le lampadine CFL sono più economiche delle lampadine a LED, ma non possono essere dimmerate e potrebbe essere necessario un po 'di tempo dopo l'accensione per renderle completamente luminose. Allo stesso modo, le lampadine CFL potrebbero non accendersi o raggiungere la piena luminosità in climi molto freddi, rendendole meno adatte all'illuminazione esterna. Le lampadine a LED durano più a lungo e sono più efficienti dal punto di vista energetico. Sebbene le lampadine a LED non contengano mercurio, rendendole più facili da smaltire rispetto alle CFL, spesso contengono altri elementi che possono essere dannosi per l'ambiente.

Tabella di confronto

Tabella di confronto tra lampadine fluorescenti e lampadine a LED
Lampadine fluorescenti Lampadine a LED
CostoCirca $ 6 a $ 15 per un pacchetto di 4; Da $ 2 a $ 15 per lampadina per lampadine qualificate Energy StarDa $ 16 a $ 25 per lampadine qualificate Energy Star
LongevitàDi solito da 6.000 a 15.000 ore. Fino a 35.000 ore.50.000 ore o più
Come funzionanoLe lampadine fluorescenti generano luce inviando una scarica elettrica attraverso un gas ionizzato.Illuminazione mediante movimento di elettroni attraverso materiale semiconduttore
Materiali usatiArgon, vapore di mercurio, tungsteno, bario, stronzio e ossidi di calcioMateriale semiconduttore drogato con impurità per creare una giunzione pn, priva di mercurio
Efficienza energeticaPiù che lampadine a incandescenza; meno delle lampadine a LEDMolto più delle lampadine a incandescenza e fluorescenti
tipiBulbi abbronzanti, bulbi di crescita, bulbi di bilirubina, bulbi germicidiApplicazioni nell'illuminazione aeronautica, automobilistica, pubblicitaria e del segnale stradale
Energia elettrica utilizzata pari a 60 W incandescente13-15 watt6-8 watt
Accendi all'istanteNo: richiede tempo per riscaldarsi a piena capacità
Sensibilità alla temperaturaSì, potrebbe non funzionare a 120 ° FNessuna
Interessato dall'accensione / spegnimentoSì, può ridurre la durata della vitaNessun effetto

Come funzionano i CFL e i LED?

I CFL generano luce inviando una scarica elettrica attraverso un tubo contenente argon e una piccola quantità di vapore di mercurio. Questo genera luce UV che eccita un rivestimento fluorescente o fosforo all'interno del tubo, con conseguente emissione di luce visibile.

Un diodo a emissione di luce (LED) è una sorgente luminosa a semiconduttore, in cui l'illuminazione viene generata con il movimento di elettroni attraverso il materiale semiconduttore. A differenza delle lampadine a incandescenza e CFL, che emettono luce e calore in tutte le direzioni, un LED emette luce solo in una direzione specifica. Questa immediatezza consente un uso più efficiente della luce e dell'energia.

Longevità

Le lampadine CFL e LED consumano fino all'80 percento in meno di energia rispetto alle loro controparti a incandescenza e possono durare fino a 25 volte di più.

La lampadina CFL è nota per ridurre i costi di sostituzione ed è un risparmio energetico. Tuttavia, la sua durata media è molto inferiore a quella di una lampadina a LED. Inoltre, i CFL hanno problemi di sfarfallio e una vita più breve se vengono accesi e spenti frequentemente. Il processo di commutazione in genere richiede del tempo per essere completato, motivo per cui i CFL impiegano più tempo di altre luci per accendersi completamente. Queste lampadine richiedono anche temperature ottimali per funzionare; sono noti per funzionare a capacità quando accesi a temperature più basse.

I LED hanno una serie di vantaggi rispetto ai CFL, tra cui un minor consumo di energia, una maggiore durata e nessun uso di mercurio tossico. I LED producono anche piccole quantità di calore rispetto ai CFL. I LED tipici rilasciano il loro calore in un dissipatore di calore, rendendo la lampadina a LED fresca al tatto.

Efficienza energetica

Rispetto a una lampadina a incandescenza da 60 watt che consuma più di $ 300 di elettricità all'anno e fornisce circa 800 lumen di luce, entrambe le lampadine risparmiano significativamente più energia. Un CFL utilizza meno di 15 watt e costa solo circa $ 75 di elettricità all'anno. Le lampadine a LED emettono una potenza simile e assorbono meno di 8 watt di potenza, con costi annuali vicini a $ 30 e ultime 50.000 ore, forse di più.

Il video seguente illustra i pro e i contro delle lampadine fluorescenti rispetto ai LED:

Problemi di salute e impatto ambientale

La lampadina CFL nel risparmio energetico è vantaggiosa per l'ambiente. Tuttavia, il suo contenuto di mercurio può anche danneggiare l'ambiente. Con lo smaltimento delle lampadine CFL, il suo contenuto di mercurio può evaporare e causare inquinamento dell'aria e dell'acqua. Il mercurio è anche una neurotossina che può avere un effetto dannoso sull'uomo, in particolare sui neonati.

Un nuovo studio condotto dagli scienziati di UC Irvine e UC Davis ha studiato i residui di varie luci a LED multicolori polverizzate. L'analisi del contenuto chimico ha mostrato che i LED rossi a bassa intensità contenevano fino a otto volte la quantità di piombo consentita dalla legge della California. Si è inoltre scoperto che i bulbi contenevano nichel, arsenico, rame e altri metalli. Oladele Ogunseitan di UC Irvine ha affermato che rompere un bulbo e respirare i suoi fumi non causerebbe automaticamente danni a nessuno, ma può portare a possibili problemi per uno regolarmente esposto ad un altro cancerogeno.

Disposizione

A causa della longevità e dell'efficienza energetica dei CFL e delle lampadine a LED, ci vorrà molto prima che tu debba pensare di smaltirli. Anche in questo caso, nel caso in cui una lampadina si rompa o smetta di funzionare, esiste un modo specifico per eliminarla.

Lampadine fluorescenti

Se si gettano i CFL nella spazzatura, è più probabile che si rompano anche prima che raggiungano la discarica, rappresentando una minaccia per la salute dei familiari e degli addetti alla gestione dei rifiuti e infine rilasciando tossine nella terra o nell'acqua più vicine la zona.

Se la vita del CFL è terminata, trova un sito di riciclaggio CFL approvato dall'Agenzia per la protezione ambientale.

Nel caso in cui un CFL a casa si rompa, l'EPA raccomanda:

  • Tutti i membri (inclusi gli animali domestici) lasciano la stanza
  • Aerare la stanza per 10-15 minuti
  • Chiudi l'aria forzata centrale
  • Raccogli i frammenti con carta rigida, nastro adesivo o un tovagliolo di carta umido
  • Metti i pezzi in un barattolo di vetro con un coperchio di metallo o in un sacchetto di plastica sigillabile
  • Portare la lampadina rotta in un sito di riciclaggio.

L'aspirazione di pezzi rotti non è sicura, poiché può diffondere polvere o vapore contenenti mercurio in tutta la casa.

Lampadine a LED

Le lampadine a LED non presentano il rischio di mercurio, ma contengono nichel, piombo e persino tracce di arsenico che possono causare gravi rischi per la salute se lasciate in una discarica.

Oltre il 95% di una lampadina a LED è riciclabile: è sufficiente verificare con le aziende locali di gestione dei rifiuti le sue politiche di raccolta e riciclo.

Componenti di lampadine CFL vs LED

Il bulbo CFL è in genere un tubo a forma di spirale realizzato in tungsteno ed è rivestito con ossido di bario, stronzio e calcio ed evaporazione di solventi organici. Il rivestimento interno del tubo è rivestito con miscele di sali di fosforo metallici e di terre rare, e il suo interno è riempito con vari vapori, tra cui argon, kripton, neon o xeno e vapore di mercurio a bassa pressione. Il calore viene applicato al tubo per fondere il rivestimento alle lampade. I CFL richiedono quantità di mercurio, circa 4 mg in ciascun bulbo. Per fare un confronto, il contenuto di mercurio del vecchio termometro a mercurio conteneva oltre 100 volte questo importo. Tuttavia, avere qualsiasi contenuto di mercurio è ancora un problema ambientale.

I LED sono costituiti da un chip di materiale semiconduttore drogato con impurità per creare una giunzione pn. I portatori di carica di elettroni e lacune fluiscono verso le giunzioni da elettrodi con tensioni diverse. I livelli di energia del fotone vengono rilasciati se un elettrone incontra un buco. Le lunghezze d'onda della luce emessa, e quindi il suo colore, dipendono dall'energia del gap di banda dei materiali che formano la giunzione pn. I materiali LED utilizzati hanno un gap di banda diretto con energie corrispondenti alla luce vicino IR, visibile o quasi UV.

applicazioni

La lampadina CFL viene solitamente descritta in base a consumo energetico, longevità, colore della luce emessa e luminosità. I vari tipi di lampadine CFL includono:

  • Indurre l'abbronzatura artificiale
  • Coltiva le lampade usate per incoraggiare la fotosintesi e la crescita nelle piante
  • Trattamenti medici con bilirubina e lampade germicide.

Le lampade a LED bianchi stanno raggiungendo una quota di mercato in aumento con i loro requisiti di alta efficienza e bassa potenza. Alcune applicazioni sono torce elettriche, luci da giardino o passerella ad energia solare e luci per biciclette. Per la lampada a LED monocromatica (colorata), le applicazioni includono lampade per segnali stradali e stringhe di luci natalizie. A partire dal 2010, la NASA utilizza i LED per far crescere le piante. Le lunghezze d'onda rosse e blu dello spettro di luce visibile possono essere utilizzate per la fotosintesi, con questi colori che vengono maggiormente utilizzati nei pannelli luminosi a LED.

Costo

Le lampadine a LED e CFL possono avere un prezzo più elevato e le lampadine a incandescenza, ma a lungo termine riducono significativamente i costi dell'elettricità domestica; Lampadine a LED ancora di più. Nella tabella seguente sono indicati i prezzi e i costi correlati per le due lampadine:

Prezzi

I prezzi delle lampadine variano in base al tipo di lampadina e al negozio da cui acquisti. Prima di acquistare, puoi studiare e confrontare i tipi e i prezzi dei CFL e dei LED su Amazon.

Come scegliere una lampadina a LED

In questo video e nel relativo articolo del Wall Street Journal, Michael Hsu afferma che i prezzi delle lampadine a LED si sono drasticamente ridotti da dove erano alcuni anni fa e che le lampadine sono migliorate. Hsu offre anche suggerimenti su come scegliere la lampadina LED giusta per la tua casa.

Storia delle lampadine CFL e LED

Sebbene a Thomas Edison sia attribuita l'invenzione della lampadina a incandescenza, è stato il primo a perseguire anche un uso commerciale di lampadine fluorescenti. Nel 1934, Arthur Compton di General Electric condusse esperimenti con lampadine fluorescenti, portando a GE commercializzare le lampadine. Negli Stati Uniti dal 1951 veniva prodotta più luce dalle lampadine fluorescenti che dalle lampadine a incandescenza. Dalla loro introduzione negli anni '70, le lampadine CFL solo negli ultimi due decenni hanno sviluppato un mercato forte. Ciò è dovuto forse al suo costo più elevato, che richiede più tempo per raggiungere la piena luminosità e alle preoccupazioni ambientali sull'uso del mercurio.

Mentre l'elettroluminescenza come fenomeno fu scoperta nel 1907 dallo sperimentatore britannico HJ Round di Marconi Labs, non fu fino al 1955 che Rubin Braunstein della Radio Corporation of America riferì sull'emissione infrarossa da arsenide di gallio (GaAs) e altre leghe di semiconduttori. Alla TI di Dallas nel 1961, James R. Biard e Gary Pittman scoprirono che i GaA emettevano luce a infrarossi quando veniva applicata la corrente elettrica. Nel 1962, Nick Holonyak, Jr. di GE sviluppò il primo vero LED a spettro visibile (rosso).

A partire dal 1962, i primi LED emettevano luce rossa a bassa intensità, ma le versioni moderne sono ora disponibili attraverso le lunghezze d'onda visibili, UV e IR e con maggiore luminosità. Il primo LED blu ad alta luminosità, basato sul nitruro di gallio e indio (InGan), è stato fondato nel 1994 da Shuji Nakamura della Nichia Corporation. Nel 2012, Osram ha dimostrato LED InGaN ad alta potenza basati su commercio cresciuti su substrati di silicio.

Articoli Correlati