LED 램프

LED lamp
LED 전구
Led-lampa.jpg
유형LED, 전구
230V LED 필라멘트 전구(E27 베이스 포함).필라멘트는 8개의 노란색 수직선으로 표시됩니다.
2010년 시판 LED 램프 종류 : 투광 조명기구(왼쪽), 독서등(가운데), 가정용 램프(오른쪽 가운데), 저전력 액센트 조명(오른쪽) 등
산업용 조명기구에서 히트 싱크에 열적으로 접합된 80W 칩스 온보드(COB) LED 모듈

LED 램프 또는 LED 전구는 발광 다이오드(LED)를 사용하여 빛을 내는 전등입니다.LED 램프는 동등한 백열등보다 에너지 효율이 월등히 높고 대부분[1][2][3]형광등보다 훨씬 효율적입니다.가장 효율적인 시판 LED 램프의 효율은 와트당 200루멘(Lm/[4][5][6]W)입니다.시판되는 LED 램프는 백열등보다 수명이 몇 배 길다.

LED 램프는 주 전원 라인에서 작동하려면 전자 LED 드라이버 회로가 필요하며, 이 회로의 손실은 램프의 효율이 사용하는 LED 칩의 효율보다 낮음을 의미합니다.드라이버 회로는 백열등용 램프 조광기와 호환되도록 특수 기능이 필요할 수 있습니다.일반적으로 현재 파형은 조명기기의 [7]기술에 따라 어느 정도의 왜곡을 포함합니다.

LED 램프 시장은 2020년 758억 달러에서 2026년 [8]1600억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.

LED는 워밍업 지연 없이 즉시 최대 밝기가 됩니다.자주 켜거나 꺼도 [9]형광등처럼 수명이 단축되지는 않습니다.LED 수명 동안 광출력이 점차 감소합니다(효율성 저하 섹션 참조).

일부 LED 램프는 백열등 또는 형광등을 대신하는 것입니다.LED 램프는 광분산, 열방산 및 전체 비용을 개선하기 위해 여러 개의 LED 패키지를 사용할 수 있습니다.시판 LED 램프 패키지의 텍스트에는 루멘 단위의 광출력, 소비전력(와트 단위), 색온도(켈빈 단위), 또는 "warm white", "cool white" 또는 "daylight" 등의 색상 설명, 동작 온도 범위, 경우에 따라서는 같은 출력의 백열전구를 루멘 단위로 출력하는 와트 수가 있습니다.

역사

Haitz의 법칙 그림.시간 경과에 따라 LED당 광출력이 개선되고 수직축에 로그 눈금이 표시됩니다.

LED 램프가 도입되기 전에는 일반(흰색) 조명의 대부분을 위해 세 가지 유형의 램프가 사용되었습니다.

  • 전류에 의해 가열된 빛나는 필라멘트로 빛을 내는 백열등.10~17루멘/W의 광효율을 가지며 매우 비효율적이며 수명도 1000시간으로 짧습니다.일반적인 조명 어플리케이션에서 점차 배제되고 있습니다.백열등은 태양빛과 유사한 흑체 스펙트럼을 지속적으로 생성하므로 높은 연색 지수(CRI)를 생성합니다.
  • 수은 증기의 저압관 내 2개의 전극 사이에 광방전통해 자외선을 발생시켜 튜브 내부에 형광코팅을 하여 가시광선으로 변환하는 형광램프.백열등보다 효율이 뛰어나 60루멘/W 정도의 광효율을 가지고 있으며 수명이 6,000~15,000시간 길어 주거용 및 사무실용 조명에 널리 사용되고 있습니다.그러나 수은 함량이 환경에 유해하므로 유해 폐기물로 처분해야 한다.
  • 아르곤, 수은 및 기타 금속과 요오드 또는 브롬의 분위기 속에서 2개의 전극 사이에서 호를 통해 빛을 내는 금속 할로겐화 램프.LED 이전의 백색 전등 중 가장 효율이 높은 것은 75–100루멘/W의 발광 효과와 6,000–15,000시간의 비교적 긴 전구 수명입니다. 그러나 켜기 전에 5~7분의 예열 시간이 필요하기 때문에 주거용 조명이 아니라 상업용 및 산업용 광역 조명 등에 사용됩니다.보안등이나 가로등 같은 거요형광물질처럼, 그것들은 또한 위험한 수은을 함유하고 있다.

전기 에너지 변환기로 간주되는 이 모든 기존 램프는 비효율적이며 가시광선보다 입력 에너지를 폐열로 방출합니다.1997년 전 세계 조명은 2016 테라와트의 에너지를 소비했다.조명은 선진국에서 생산되는 전기 에너지의 약 12%를 소비한다.증가하는 에너지 자원 부족과 에너지 생산의 환경 비용, 특히 발전의 가장 큰 에너지원인 화석 연료의 연소에 의해 배출되는 이산화탄소의 발견으로 인해, 보다 에너지 효율적인 전기를 개발할 수 있는 동기가 증가하였다.ts를 클릭합니다.

최초의 저전력 LED는 1960년대 초에 개발되었으며 스펙트럼의 낮은 적색 주파수에서만 빛을 발생시켰다.1968년에 최초의 상용 LED 램프가 도입되었습니다.Hewlett-PackardLED 디스플레이[10]Howard C가 개발한 것입니다.보든과 제럴드 P.Pighini와 몬산토의 LED 표시등.[10]그러나 초기 LED 램프는 비효율적이고 진한 빨간색만 표시할 수 있어 일반적인 조명에 적합하지 않으며 숫자 디스플레이와 [10]표시등에만 사용이 제한되었습니다.

최초의 고휘도 청색 LED는 1994년 [11]니치아 주식회사의 나카무라 슈지에 의해 실증되었다.청색 LED와 고효율 LED의 존재로 인해 최초의 '백색 LED'가 개발되었으며, 인광 코팅을 통해 방출되는 청색 빛을 부분적으로 적색 및 녹색 주파수로 변환하여 [12]흰색으로 보이는 빛을 생성했습니다.아카사키 이사무, 아마노 히로시, 나카무라는 나중에 파란색 [13]LED의 발명으로 2014년 노벨 물리학상을 받았다.

중국은 1995년 LED 연구개발을 더욱 강화했고 1998년 첫 LED 크리스마스 트리를 선보였다.이후 21세기 초 미국(크리)과 일본(니치아, 파나소닉, 도시바)에 이어 2004년부터 한국과 중국(삼성, 킹선, 동지, 호욜 등)에까지 LED 신기술이 보급됐다.[14]

미국에서 에너지 독립 및 보안 법(EISA)2007년 에너지부(DOE는)의 밝은 내일을 조명 상 경쟁, 첫번째 정부 기술 대회 60W백열등과 전 방향 포착 레이더 38후광을 교체를 개발하기 위해 산업에 도전하도록 설계된 전조등에는"LPrize"[15]으로 알려져 설립할 권한을 부여했다.정보EISA 법률은 두 경기 부문 각각에 대한 기본 요건과 상금 액수를 정하고 최대 2천만 달러의 [16]상금을 승인했습니다.이 경쟁에는 수상자들이 연방 구매 협정, 유틸리티 프로그램 및 기타 인센티브를 획득할 수 있는 가능성도 포함되었습니다.2008년 5월, 각 카테고리의 경쟁상세 및 기술요건을 발표했습니다.경쟁사 요건을 충족하는 조명 제품은 현재 사용되는 대부분의 백열등이 사용하는 에너지의 17%만 사용할 수 있습니다.같은 해 DOE는 솔리드 스테이트 조명 제품에 대한 Energy Star 프로그램도 시작했습니다.EISA 법령은 또한 새로운 "21세기 램프"를 개발하기 위한 추가적인 L Prize 프로그램을 승인했습니다.

Philips Lighting은 2008년에 콤팩트 형광체 연구를 중단하고 연구 개발 예산의 대부분을 솔리드 스테이트 [17]조명에 할애하기 시작했습니다.2009년 9월 24일 Philips Lighting North America는 표준 60W A-19 "에디슨 나사 고정" [18]전구를 이전 "앰비언 LED" 소비자 제품에 기반한 디자인으로 대체하는 이 카테고리의 램프를 최초로 제출했습니다.2011년 8월 3일 DOE는 18개월간의 광범위한 [19]테스트 끝에 Philips LED 램프를 60W 교체 카테고리로 선정하였습니다.

초기 LED 램프는 교체하던 백열등과 색도가 크게 달랐습니다.ANSI C78.377-2008이라는 표준이 개발되었으며, 다양한 상관 색온도를 [20]가진 시원하고 따뜻한 흰색 LED를 사용하여 솔리드 스테이트 조명 제품에 대한 권장 색상 범위를 명시했습니다.2008년 6월 NIST는 미국에서 최초로 솔리드 스테이트 조명에 관한 두 가지 표준을 발표했습니다.이 표준은 LED 광원의 성능 사양을 상세히 설명하고 솔리드 스테이트 조명 제품에 대한 테스트 방법을 규정한다.

또한 2008년 미국과 캐나다에서 Energy Star 프로그램은 시작 시간, 기대 수명, 색상 및 성능 일관성에 대한 일련의 기준을 충족하는 램프에 라벨을 붙이기 시작했습니다.이 프로그램의 목적은,[21] 시장에서 이용 가능한 제품의 라벨링과 사용성에 대한 투명성과 기준을 제공함으로써, 제품의 다양한 품질로 인한 소비자의 우려를 줄이는 것입니다.Energy Star 인증 전구는 Energy Star 인증 램프를 검색하고 비교하기 위한 자료입니다.에너지 절약 트러스트(Energy Saving Trust)가 운영하는 영국에서도 에너지 절약 및 성능 [22]지침을 충족하는 조명 제품을 식별하기 위한 유사한 프로그램이 시작되었습니다.우시오는 [23]2008년에 최초의 LED 필라멘트 램프를 발매했다.필립스는 2009년 [24]첫 LED 램프를 출시한 데 이어 2010년 [25][26][27][28]세계 최초로 60와트급 LED 램프를 출시했으며 [29]2011년에는 75와트급 LED 램프를 출시했다.

2008년 북미 조명공학회(IESNA)는 조명 제품의 광출력(루멘), 효과(와트당 루멘) 및 색도 테스트 방법을 설명하는 문서 표준 LM-79를 발행했다.

2016년 현재, 천연자원방위위원회의 노아 호로위츠의 의견에 따르면, 미국 에너지부가 제안한 새로운 규격은 미래에 사용되는 대부분의 전구가 [30]LED가 될 것이라는 것을 의미한다.

2019년까지 미국의 전력 소비량은 에너지 효율과 [31]고성능으로 인해 백열전구를 LED로 교체한 미국 전력 소비자들 덕분에 최소 5년 연속 감소했습니다.

조기 도입의 예

덴마크 Viborg의 크리스마스 조명용 LED

2008년 미국 위스콘신주 Oconomowoc에 있는 Sentry Equipment Corporation은 LED만으로 새로운 공장 내외부를 밝힐 수 있었습니다.초기 비용은 기존 백열등과 형광등을 혼합한 것의 3배였지만, 추가 비용은 절전을 통해 2년 이내에 회수되었고, 20년 [17]동안은 램프를 교체할 필요가 없을 것입니다.2009년 인도의 IT기업 iGate의 Chennai 사무실인 Manapakkam은 57,000 평방 피트(5,3002 m)의 사무실 공간을 LED로 조명하기 위해 3,700,000달러(미화 80,000달러)를 지출했습니다.그 회사는 새로운 조명이 5년 [32]안에 투자를 회수할 것으로 기대했다.

2009년 핀란드투르쿠 성당 앞에 서 있는 이례적으로 큰 크리스마스 트리는 각각 2와트를 사용하는 710개의 LED 램프로 매달려 있었다.이 LED 램프는 연간 [33]48일 동안만 작동해도 3년 반 만에 회수할 수 있는 것으로 계산됐다.

2009년 포르투갈 아베로에 새로운 고속도로(A29)가 개통되었습니다. 여기에는 유럽 최초의 공공 LED 기반 조명 [34]고속도로가 포함됩니다.

2010년까지 상업용 및 공공용 LED 조명의 대량 설치가 보편화되었습니다.LED 램프는 야외 조명 및 LED 가로등 시연 프로젝트에 많이 사용되었습니다.미국 에너지부는 시립 실외 [35]조명에 대한 많은 시범 프로젝트의 결과에 대한 여러 보고서를 발표했으며,[36] 곧 많은 가로등과 시립 실외 조명 프로젝트가 뒤따랐다.

테크놀로지

LED 램프는 대개 백열등 또는 콤팩트 형광등을 대체하는 표면 장착형 LED 모듈 어레이로 제조되며, 대부분은 정격 0.5 ~ 200와트의 백열등을 대체합니다.

다른 광원과의 중요한 차이점은 빛이 더 방향적이라는 것이다. 즉, 좁은 빔으로 방출된다.

흰색 LED

사진에 사용되는 LED 램프

범용 조명에는 2700K의 '따뜻한 흰색'(백열전구 등)에서 약 6000K의 '낮의 빛'까지 특정 온도에서 검은색 본체를 모방한 백색광이 필요합니다.첫 번째 LED는 LED를 만드는 데 사용되는 반도체 재료의 에너지 밴드 갭에 특징적인 색상의 매우 좁은 파장 대역에서 빛을 방출했습니다.흰색 빛을 내는 LED는 두 가지 주요 방법을 사용합니다. 다양한 색의 여러 LED에서 나오는 빛을 혼합하거나 형광체를 사용하여 일부 빛을 다른 색으로 변환합니다.그 빛은 진짜 검은 몸체와 같지 않고 백열전구와 다른 색상으로 보입니다.연색 품질은 CRI에 의해 규정되며, 2019년 현재 많은 LED 전구의 경우 약 80, 고가의 CRI LED 조명(100이 이상)[citation needed]의 경우 95 이상입니다.

RGB 또는 삼색 백색 LED는 적색, 녹색 및 청색 파장을 방출하는 여러 개의 LED 칩을 사용합니다.이 세 가지 색이 합쳐져 하얀 빛을 낸다.방사되는 [37]파장의 범위가 좁기 때문에 연색지수(CRI)는 보통 25~65로 저조합니다.3개 이상의 LED 색상을 사용하여 보다 높은 CRI 값을 얻을 수 있으며, 보다 넓은 범위의 [citation needed]파장을 커버할 수 있습니다.

두 번째 기본 방법은 LED를 형광체와 함께 사용하여 단일 LED에서 보색을 생성합니다.LED의 빛 중 일부는 형광체의 분자에 의해 흡수되어 형광을 일으켜 스톡스 시프트를 통해 다른 색의 빛을 방출합니다.가장 일반적인 방법은 파란색 LED와 노란색 형광체를 결합하여 좁은 범위의 파란색 파장과 녹색에서 빨간색까지 스펙트럼을 덮는 광범위한 "노란색" 파장을 생성하는 것입니다.CRI 값의 범위는 70 ~90 이지만, 이 타입의 시판용 LED의 색 렌더링 지수는 약 [37]82 입니다.2017년 기준 생산 기준 150lm/W에 이르는 연속적인 유효성 향상에 이어 삼색 LED [citation needed]성능을 능가하는 것이다.

백광 LED에 사용되는 인광기는 최대 7,000 K 이상의 [38]색온도를 2,200 K(조광 백열) 범위에서 상관할 수 있습니다.

색채변환 LED 조명

조정 가능한 조명 시스템은 각 색상의 개별 뱅크를 사용하여 개별적으로 제어할 수 있는 컬러 LED 뱅크 또는 칩 [39]레벨에서 색상을 조합하여 제어하는 멀티칩 LED를 사용합니다.예를 들어 색온도가 다른 흰색 LED를 조합하여 어둡게 [40]하면 색온도가 낮아지는 LED 전구를 구성할 수 있습니다.

LED 드라이버

내부 LED 소자와 LED 드라이버 회로가 노출된 가정용 LED 램프.

LED 칩에는 제어된 직류(DC) 전력이 필요하며, 전원 공급 장치에서 LED가 사용하는 전압 직류로 교류를 변환하려면 LED 드라이버가 필요하므로 적절한 회로가 필요합니다.

LED 드라이버는 LED 램프의 적절한 수명 및 성능을 보장하기 위해 필수적인 구성 요소입니다.드라이버는, 조광이나 리모트 컨트롤등의 기능을 제공할 수 있습니다.LED 드라이버는, 다이오드 어레이와 같은 램프 인클로저에 탑재하거나, 발광 다이오드에서 리모트 마운트 하거나 할 수 있습니다.LED 드라이버는 허용 가능한 AC 라인 고조파 전류에 대한 규정을 충족하기 위해 추가 컴포넌트가 필요할 수 있습니다.

온도 관리

LED의 온도가 높으면 조기 고장 및 광출력 저하가 발생할 수 있습니다.LED 램프는 전기 아크나 텅스텐 필라멘트가 없기 때문에 이전 제품보다 더 차가워지는 경향이 있지만 화상을 입을 수 있습니다.LED 디바이스의 접점 온도를 주위 온도에 가깝게 유지하려면 고전력 LED의 열 관리가 필요합니다.온도가 상승하면 전류, 가열, 전류 등이 증가하기 때문입니다.LED는 소정의 광출력에 훨씬 적은 전력을 사용하지만, 약간의 열을 발생시키고, 매우 작은 반도체 다이에 집중되어 있어 냉각해야 합니다.LED 램프에는 일반적으로 히트 싱크와 냉각 [24]핀이 있습니다.산업용 초고전력 램프에는 냉각 팬[41]장착되는 경우가 많습니다.일부는 LED와 모든 회로를 기존의 백열전구와 마찬가지로 유리 전구에 배치하지만 헬륨 가스를 충전하여 열을 전도하여 LED를 [42]냉각시킵니다.LED를 알루미늄 백이 있는 회로 기판에 배치하는 경우도 있습니다.알루미늄 백은 열 페이스트를 사용하여 램프의 알루미늄 베이스에 열적으로 연결되어 있으며 베이스는 멜라민 플라스틱 쉘에 내장되어 있습니다.

효율의 저하

스위치 모드 전원 회로 기판과 Edison 나사를 갖춘 분해된 LED 전구

효율 저하(Efficiency Drop)란 전류가 수십 밀리암페어(mA) 이상으로 증가함에 따라 LED의 발광효율이 감소하는 것을 말한다.일반적으로 전류 레벨을 높이는 대신 하나의 램프에 여러 개의 LED를 조합하여 휘도를 높입니다.효율 저하 문제를 해결하면 가정용 LED 램프가 더 적은 수의 LED를 필요로 하므로 비용이 크게 절감됩니다.

효율이 떨어질 뿐만 아니라 높은 전류에서 LED를 작동시키면 온도가 높아져 LED의 수명이 저하됩니다.높은 전류에서 가열이 증가하므로 고휘도 LED는 업계 표준인 350mA에서 작동하므로 광출력, 효율성 및 [43][44][45][46]수명이 적절히 조정됩니다.

초기 의심은 LED 강하가 온도 상승에 의한 것이라는 것이었다.과학자들은 LED의 수명이 짧아지겠지만 온도가 올라가면 [47]LED의 효율이 향상된다는 사실을 증명했습니다.효율성 저하를 일으키는 메커니즘은 2007년에 Ouger 재조합으로 확인되었으며,[46] 이는 혼합 반응을 보였다.2013년 연구에서는 Ouger 재조합이 효율성 [48]저하의 원인으로 최종 확인되었습니다.

적용들

LED 램프는 일반 조명과 특수 조명 모두에 사용됩니다.컬러 라이트가 필요한 경우, 본질적으로 단색의 빛을 내는 LED는 에너지 흡수 필터를 필요로 하지 않습니다.LED 램프는 일반적으로 전구 또는 고정 장치의 드롭인 교체로 사용 가능하며, 전체 고정 장치(예: 형광 트랜스포트 패널 또는 유사한 할로겐 고정 장치를 대체하는 LED 스포트라이트 고정 장치) 또는 전구(예: 트로퍼 내부의 형광 튜브 또는 LED HID 교체 램프) 중 하나를 교체합니다.NG HID 기구 내 HID 전구)고정장치 교체와 전구 교체의 차이점은 고정장치(트로퍼 등)를 LED 패널과 같은 것으로 교체할 때 LED 또는 포함된 드라이버에 장애가 발생하면 패널 전체를 교체해야 한다는 것입니다.이는 실제적인 방법으로 개별적으로 교체할 수 없기 때문입니다(드라이버는 종종 분리되지만).램프에 장애가 발생한 경우 램프와 독립적으로 램프를 교체할 수 있습니다.일부 LED 교체 램프는 고정 장치의 밸러스트를 전기적으로 제거하여 LED 램프를 주전원에 직접 연결하는 등 고정 장치를 수정해야 하며,[49] 다른 LED 교체 램프는 고정 장치를 수정하지 않고도 작동할 수 있습니다.

BAPS Shri Swaminarayan Mandir Atlanta Illumination 컬러 믹싱 LED 고정 장치 포함
컴퓨터 주도의 LED 조명은 [50]바르샤바 국립박물관독특한 그림 품질을 향상시킬 수 있습니다.

백색 LED 램프는 적절한 온도에서 사용할 경우 다른 대부분의 조명보다 수명이 길고 효율이 높습니다(같은 전기로도 더 밝음).LED 소스는 콤팩트하여 조명 설비를 유연하게 설계할 수 있으며 작은 반사체 또는 렌즈로 빛의 분배를 잘 제어할 수 있습니다.LED의 크기가 작기 때문에 조명의 공간 분포 제어가 매우 [51]유연하고 LED 어레이의 광출력 및 공간 분포를 효율 손실 없이 제어할 수 있다.

혼색 원리를 이용한 LED는 각 원색에서 발생하는 빛의 비율을 변화시킴으로써 광범위한 색상을 방출할 수 있다.이를 통해 다양한 [52]색상의 LED가 있는 램프에서 풀 컬러 혼합이 가능합니다.다른 조명 기술과는 달리 LED 방출은 지향성(또는 적어도 램버트)인 경향이 있으며, 요건에 따라 유리하거나 불리할 수 있다.무방향광이 필요한 어플리케이션에서는 디퓨저를 사용하거나 여러 개의 개별 LED 이미터를 사용하여 서로 다른 방향으로 발광합니다.

가정용 LED 램프

사이즈와 베이스

나사형 소켓 백열전구의 드롭인 대체품으로 2012년부터 선택 가능한 소비자용 LED 전구

LED 램프는 Edison 나사 베이스, 바이핀 베이스가 있는 MR16 형상 또는 GU5.3(바이핀 캡) 또는 GU10(바요넷 피팅) 등의 표준 램프 연결부 및 형상을 사용하여 소켓에 공급되는 전압에 적합하게 한다.여기에는 AC 전원을 수정하고 전압을 적절한 값(일반적으로 스위치 모드 전원 공급 장치)으로 변환하는 드라이버 회로가 포함됩니다.

2010년 현재 일부 LED 램프는 와트수가 높은 전구를 대체하고 있습니다.예를 들어, 한 제조업체는 16와트 LED 램프가 150W 할로겐 [53]램프만큼 밝다고 주장했습니다.표준 범용 백열전구는 크기와 전압에 따라 약 14~17루멘/W의 효율로 발광한다.유럽연합(EU) 표준에 따르면 60W 텅스텐 램프와 동등하다고 주장하는 에너지 효율적인 램프는 최소 806루멘의 [54]광출력을 가져야 합니다.

고출력 LED "corn cob" 전구

일부 LED 램프 모델은 백열등용[55] 조광기와 호환됩니다(백열등용 조광기는 LED에 적합하지 않습니다).LED 램프는 방향광 특성을 갖는 경우가 많습니다.이 램프는 소형 형광등보다[56][better source needed] 전력 효율이 뛰어나며 지정된 온도보다 높은 온도에서 작동할 경우 수명이 30,000시간 이상 단축됩니다.백열등은 보통 1,000시간,[57][58] 소형 형광등은 약 8,000시간의 수명을 가집니다.램프는 수명에 걸쳐 출력 광도를 유지합니다.Energy Star 사양에서는 일반적으로 6,000시간 이상 작동한 후 램프가 10% 미만으로 떨어지며 최악의 [59]경우 15% 미만으로 떨어집니다.LED 램프는 다양한 색상의 특성을 갖추고 있습니다.구입 가격은 다른 대부분의 램프보다 높지만, 효율이 높기 때문에 일반적으로 총소유비용(구매가격에 전기료 및 전구 교환비)이 [18]낮아집니다.

여러 회사가 일반적인 조명 용도로 LED 램프를 제공하고 있습니다.이 기술은 빠르게 발전하고 있으며 에너지 효율이 뛰어난 새로운 소비자용 LED 램프를 사용할 [60][61]수 있습니다.2016년 현재 미국에서는 LED 램프가 주류 광원으로 채택될 가능성이 높은 것은 가격 하락과 [63]백열등이 점차 폐지되고[62] 있기 때문이다.미국에서는 2007년 에너지 독립안전 보장법이 사실상 대부분의 최신 백열등 제조와 수입을 금지하고 있다.LED 램프는 가격이 상당히 낮아져 많은 품종이 현지 공공사업자로부터 보조금을 받아 판매되고 있다.그러나 2019년 9월 트럼프 행정부는 에너지 효율이 뛰어난 새로운 [64]전구에 대한 요구사항을 철회했습니다.

LED 튜브 램프

45W 형광관과 동일한 강도를 가진 17W LED 튜브

LED 튜브 조명은 형광 튜브용 고정 장치에 물리적으로 맞도록 설계되었습니다.일부 LED 튜브형 램프는 적절한 밸러스트를 사용할 경우 기존 고정 장치를 바로 교체할 수 있습니다.또 다른 경우에는 밸러스트를 제거하기 위해 고정장치를 다시 배선해야 합니다.LED 튜브 램프는 일반적으로 튜브 주변의 모든 방향으로 빛을 방출하는 형광 튜브 램프와 달리 방향성이 있고 설치 중에 적절한 방향이 필요한 많은 개별 표면 장착형 LED를 사용합니다.사용 가능한 대부분의 LED 튜브 조명은 T5, T8, T10 또는 T12 튜브 명칭 대신 사용할 수 있습니다. T8은 D26mm, T10은 D30mm, 길이는 590mm(23인치), 1,200mm(47인치) 및 1,500mm(59인치)입니다.

LED용으로 설계된 조명

LED 벽등

수명이 긴 LED가 내장되거나 LED 램프용으로 설계된 새로운 조명 피팅이 기존 피팅과의 호환성이 감소함에 따라 사용되기 시작했습니다.이러한 조명에서는 주 전압에서 작동하기 위해 각 전구가 회로를 포함할 필요가 없습니다.

식물

실험 결과 LED [65]광원 아래에서 야채와 관상식물의 놀라운 성능과 생산이 밝혀졌습니다.많은 식물 종들은 그러한 식물들의 바이오매스와 생화학적 성분의 품질이 적어도 밭에서 자란 것과 동등하다는 것을 확실히 하기 위해 온실 실험에서 평가되어 왔다.민트, 바질, 렌틸, 양상추, 양배추, 파슬리, 당근의 식물성능은 식물의 건강과 활력, 성장을 촉진하는 LED의 성공 여부를 평가하여 측정하였다.또한 프라이뮬라, 메리골드, [65][66]스톡을 포함한 엄선된 장식품들이 풍부하게 꽃을 피우는 것도 눈에 띄었다.

발광 다이오드(LED)는 최소 시간, 고품질 및 양으로 온실 생산을 지원하는 원하는 파장(빨간색 + 파란색)의 효율적인 조명을 제공합니다.LED가 냉각되어 있기 때문에, 식물은 과열이나 타는 듯한 일 없이 광원에 매우 가까이 배치될 수 있기 때문에, 고온의 조명보다 집약적인 재배에 필요한 공간이 훨씬 적다.

전문

LED 손전등 교체 전구(왼쪽), 텅스텐 등가물 포함(오른쪽)

백색 LED 램프는 저전력 수준에서 고효율성이 중요한 애플리케이션에서 시장 지배력을 확보했습니다.이러한 응용 프로그램 중 일부는 손전등, 태양열 정원 또는 보도 조명, 자전거 조명 등을 포함합니다.현재 컬러 LED 램프는 교통신호등이나 휴일용 라이트에 상용화되어 있습니다.이 램프에서는 필요한 색상의 밝은 빛을 내는 기능이 필수적입니다.LED 자동차 램프는 수명이 길고 크기가 작기 때문에 널리 사용되고 있습니다.1개의 LED에서 사용할 수 있는 것보다 더 많은 양의 광출력이 필요한 애플리케이션에는 여러 개의 LED가 사용됩니다.

옥외 조명

LED 투광 조명

2010년경에는 LED 테크놀로지가 야외 조명 업계를 지배하게 되었습니다.기존 LED는 실외 조명에 충분히 밝지 않았습니다.2014년 완료된 연구에 따르면 LED 조명의 색온도와 정확도는 소비자가 쉽게 인식할 수 있으며, 자연 [67]색온도에서는 LED를 선호합니다.LED는 이제 소비자들이 실외 조명 시스템에서 원하는 밝기와 따뜻한 색온도에 맞출 수 있게 되었습니다.

LED는 낮은 작동 비용과 램프 교체 비용으로 인해 수은 램프와 나트륨 램프를 대체하는 가로등 용도로 점점 더 많이 사용되고 있습니다.그러나 파란색 빛이 주를 이루는 LED 가로등을 사용하면 눈에 손상을 줄 수 있으며 일부 LED는 2배의 주 주파수로 켜졌다 꺼졌다 하며 일부 사람들에게 불편함을 야기하고 스트로보 효과로 인해 회전 기계와 혼동될 수 있다는 우려가 제기되어 왔습니다.이러한 우려는 단순히 [68]비용에 대한 우려보다는 적절한 조명을 사용함으로써 해결할 수 있다.

다른 조명 기술과의 비교

다양한 기술을 비교한 효율성 차트는 광효율을 참조하십시오.

비교표

60와트 등가 백열전구의 비용 비교(미국 가정용 전기 가격)
LED(EcoSmart 클리어)[69] LED(V-TAC)[70] LED(필립)
매우 [71]효율적입니다).
LED(필립)[72] LED(Cree)[73] CFL[74] 할로겐[75] 인칸트[76]
구입 가격 $3.29 $1.79 $15.65 $2.03 $3.50 $0.99 $1.17 $0.41
와트 6.5 9 4 8.5 9.5 14 43 60
루멘(평균) 800 806 840 800 815 775[77] 750 860
내강/내강 123.1 89.6 210 94.1 85.8 55.4 17.4 14.3
색온도 켈빈 2700 2700 3000 2700 2700 2700 2920 2700
불가항력 80 80+ - 80 85 82 100 100
수명(시간) 15,000 20,000 45,000 10,000 25,000 10,000 1,000 1,000
밸브 수명(년) @ 6시간/일 6.8 9.1 20.5 4.6 11.4 4.6 0.46 0.46
20년간 13.7센트/k의 에너지 비용[78] $39 $54 $24 $51 $57 $84 $258 $360
20년 이상 전구의 비용 $10 $5 $16 $10 $7 $3 $51 $18
20년 이상 총 비용 $49 $60 $40 $61 $64 $87 $310 $378
860루멘당 총비용 $53 $63 $41 $66 $68 $97 $355 $378
1일 6시간 사용(20년간 43,800시간)에 근거한 비교

LED 램프의 수명이 길기 때문에 장기 보증이 제공됩니다.그러나 현재 미국 에너지부가 각 [79]제조사의 이러한 주장을 입증하기 위해 정한 표준화된 테스트 절차는 없습니다.일반적인 가정용 LED 램프는 평균 수명이 15,000시간(하루 3시간으로 15년)이며 50,000회의 [80]스위치 사이클을 지원합니다.

백열등이나 할로겐등은 당연히 역률이 1이지만, 콤팩트 형광등이나 LED등은 입력 정류기를 사용하기 때문에 역률이 낮아집니다.역률이 낮으면 상용 에너지 사용자에게 추가 요금이 부과될 수 있습니다. CFL 및 LED 램프는 드라이버 회로와 함께 사용할 수 있으며 원하는 역률을 제공할 수 있습니다. 또는 사이트 전체의 역률 보정을 수행할 수 있습니다.EU의 표준에서는 2와트~5와트 사이의 램프 전력에 대해 0.4 이상의 역률을, 5와트~25와트 범위의 램프 전력에 대해 0.5 이상의 역률을, 더 높은 전력 [81][82]램프에 대해서는 0.9 이상의 역률을 요구합니다.

Energy Star 자격

Energy Star는 에너지 효율이 뛰어난 소비자 [83][84]제품의 국제 표준입니다.Energy Star 서비스 마크를 달고 있는 디바이스는 일반적으로 미국 [85]표준보다 20~30% 적은 전력을 소비합니다.

Energy Star LED 인정:[86]

  • 에너지 비용 절감 – 백열등보다 에너지 소비량이 최소 75% 절감되어 운영 비용을 절감합니다.
  • 유지 보수 비용 절감– 백열등보다 35~50배, 형광등보다 약 2~5배 오래 지속됩니다.램프 교체, 사다리, 지속적인 폐기 프로그램도 없습니다.
  • 냉각 비용 절감– LED는 발열이 거의 없습니다.
  • 업계 표준을 훨씬 웃도는 최소 3년간의 보증이 제공됩니다.
  • 편리한 기능 – 일부 실내 모델에서는 조광 기능을, 일부 실외 모델에서는 자동 일광 차단 및 동작 센서를 사용할 수 있습니다.
  • 내구성이 뛰어나 유리 전구처럼 깨지지 않습니다.

Energy Star 인증을 받으려면 LED 조명 제품은 다양한 테스트를 통과하여 제품이 다음과 같은 특성을 보이는지 확인해야 합니다.

  • 밝기는 기존 조명 기술(백열 또는 형광)과 같거나 더 크며, 빛이 설비가 비추는 영역 전체에 잘 분포되어 있습니다.
  • 광출력은 시간이 지남에 따라 일정하게 유지되며, 정격 수명이 끝날 때에만 감소합니다(하루 8시간 사용을 기준으로 최소 35,000시간 또는 12시간).
  • 뛰어난 색 품질.흰 빛의 그늘은 시간이 지남에 따라 선명하고 일관되게 나타납니다.
  • 효율은 형광등이나 다름없다.
  • 불이 켜지면 바로 켜집니다.
  • 흐리게 해도 깜박거리지 않는다.
  • 오프스테이트 전력은 없습니다.전원이 꺼진 상태에서는 전원이 0.5와트를 넘지 않아야 하는 외부 컨트롤을 제외하고, 고정 장치는 전원을 끄면 전력을 사용하지 않습니다.
  • 5W 이상의 모든 램프에 대해 0.7 이상의 역률.

제한 사항

많은 경우 전력 절약형 [55]백열등용으로 설계된 기존 조광기 스위치에서는 작동하지 않습니다.LED 라이트는 명시적으로 조광 가능하며 조광 스위치 브랜드와 호환되어야 합니다.그렇지 않으면 조명 내부에서 깜박이거나 빛이 납니다.

투광 조명 내 가변 색온도 LED 어레이

연색은 태양과 같은 완벽한 흑체 방사선을 방출하는 백열등과 동일하지 않으며 어떤 눈이 진화했는지도 알 수 없습니다.CRI라고 하는 측정 단위는 8가지 색상의 샘플 칩을 렌더링하는 광원의 능력이 0에서 100까지의 [87]기준과 비교되는 것을 나타내기 위해 사용됩니다. CRI가 75 미만인 LED는 실내 [88]조명에 사용하지 않는 것이 좋습니다.

LED 램프가 깜박일 수 있습니다.이 효과는 이러한 램프의 슬로우 모션 비디오에서 볼 수 있습니다.깜박임 정도는 램프 구조에 내장된 DC 전원 공급 장치의 품질에 따라 결정됩니다. 보통 램프 베이스에 위치합니다.깜박이는 빛에 장기간 노출되면 두통과 눈의 [89][90][91]피로가 유발됩니다.

고온에서는 내강 유지보수의 기능으로서의 LED 수명이 감소하여 기존 필라멘트와 콤팩트한 형광체를 물리적으로 대체하는 램프에 사용할 수 있는 전력을 제한합니다.고출력 LED의 열관리는 솔리드 스테이트 조명기기 설계에서 중요한 요소다.LED 램프는 대부분의 솔리드 스테이트 전자 부품과 마찬가지로 과도한 열에 민감합니다.또한 호환되지 않는 휘발성 유기화합물이 있으면 성능이 저하되어 수명이 [92]단축될 수 있습니다.

LED의 수명이 가장 일반적인 백열등보다 약 50배 길고 형광등보다 상당히 길 것으로 예상되는 것은 사용자에게는 유리하지만 먼 [17]미래의 교체 시장을 축소하기 때문에 제조사에는 영향을 미칠 것이다.

인간의 일주기 리듬은 [93][94]광원의 영향을 받을 수 있다.일광의 유효 색온도는 약 5,700K[95](블루쉬 화이트)이며 텅스텐 램프는 약 2,700K(노란색)[96]입니다.일주기 리듬 수면 장애를 가진 사람들은 때때로[97][98][99]치료와 어두운 치료로 치료된다.

몇몇 단체들은 사람들이 밤에 푸르스름한 흰색 램프를 사용하지 말 것을 권고한다.미국 의학 협회는 도시의 가로등 [100]조명에 푸르스름한 흰색 LED를 사용하는 것을 반대한다.

연구에 따르면 LED 가로등으로의 전환은 HPS 램프보다 48% 더 많은 날아다니는 곤충을 끌어들여 직접적인 생태학적 영향뿐만 아니라 더 많은 집시 나방을 항구 [101]지역으로 끌어들이는 것과 같은 간접적인 영향을 미칠 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

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