L’illuminazione a LED offre molti vantaggi significativi rispetto alle tradizionali fonti di luce a incandescenza. La notevole riduzione del consumo energetico, la maggiore affidabilità, la riduzione del calore radiato e i favorevoli effetti sull’ambiente sono tutti benefici dei moderni sistemi di illuminazione a LED. Di seguito sono illustrate alcune considerazioni fondamentali per la scelta dell’illuminazione a LED nelle applicazioni nautiche per interni ed esterni.

Risparmio energetico a bordo

Il fattore determinante nella scelta della tecnologia a LED sulla maggior parte di yacht e barche a motore è l'elevato risparmio energetico che questa offre rispetto alle lampade ad incandescenza. I sistemi di illuminazione rappresentano una parte importante dell’architettura elettrica di un’imbarcazione, ove il consumo può essere drasticamente ridotto.
L’opportunità di risparmiare centinaia di ampere-ora è ora possibile.

Come è emerso recentemente, l’intero sistema di illuminazione a LED Hella Marine adottato da uno yacht Maritimo di 73 metri necessita di meno di 7 Ampere. Illuminare lo stesso ambiente interno con lampade alogene avrebbe, invece, richiesto oltre 62 Ampere. Tra gli altri vantaggi vi sono, inoltre, la riduzione della dimensioni e del peso dei cavi e gli aspetti legati alla sicurezza data dall’assenza di raggi infrarossi.

La maggior parte delle luci usate per il sistema di Maritimo 73 sono i faretti compatti da incasso a LED serie 'Rakino'. Ogni apparecchio consuma meno di 0,8W, producendo, però, un'emissione luminosa equivalente a quella di una apparecchio alogeno da 10W. Un’efficienza ottimale per questa tipologia.

Confronto tra il consumo di corrente LED vs Alogeno sul Maritimo M73

Affidabilità Hella marine

Grazie alla loro natura di stato solido, i LED non hanno filamenti soggetti alla rottura. Richiedono, tuttavia, una regolazione di corrente precisa e una protezione di tensione per fornire l’affidabilità a lungo termine. Per fabbricare prodotti durevoli con prestazioni continue nelle applicazioni nautiche, ai produttori di illuminazione a LED sono richieste molte fasi di progettazione e ingegneria. I prodotti a LED Hella Marine presentano una serie di vantaggi chiave, come i corpi lampada completamente sigillati, gli
ingressi ai cavi sigillati, componenti resistenti agli urti, alle vibrazioni e agli impatti; tutto ciò contribuisce a ottenere un’eccezionale resistenza. Diversamente dalle lampade a incandescenza, dove un filamento all’interno di una lampadina si può rompere in qualsiasi momento, l’illuminazione a LED Hella marine segue il principio del ‘fit and forget’ (‘monta e dimentica’).

Molti produttori di lampade a LED affermano che la durata di funzionamento oscilla dalle 50.000 alle 100.000 ore, anche se si tratta, in molti casi, di stime generalizzate. I dispositivi LED ad alta potenza sono spesso troppo nuovi per essere stati testati per tali periodi. Queste stime sulla durata si fondano spesso sulle specifiche dei componenti LED da parte del produttore del dispositivo, e non sulla vita completa della apparecchio in un’installazione nautica. Nell’ostile ambiente marino, la corrosione del sale sui circuiti stampati, il deterioramento dell’illuminazione dovuto al calore eccessivo, agli effetti delle vibrazioni, al  peso degli urti, agli sbalzi di tensione e alle basse tensioni contribuiscono a ridurre la vita operativa delle lampade a LED prive di un’ingegneria accurata e di una protezione dell'elettronica. La politica di garanzia del fornitore, l’integrità e il track record sono spesso un criterio più preciso sulla durata e qualità dell’apparecchio a LED in oggetto.

Temperatura di Colore e Resa Cromatica

Fino a poco tempo fa, la mancanza di dispositivi a LED bianchi di alta qualità con intensità sufficiente ha costituito il motivo principale che impediva l’adozione dei LED per l’illuminazione nautica in generale. I LED erano noti per sembrare 'freddi' e 'blu', a causa del rivestimento in fosforo. Tuttavia, gli odierni dispositivi ad alta efficienza sono in grado di competere con le tradizionali fonti di luce a incandescenza in termini di colore e atmosfera.

Quando si sceglie l’illuminazione a LED per gli interni, la temperatura del colore è un elemento importante. Essa viene misurata in gradi Kelvin e descrive l’effetto del riscaldamento di un oggetto fino al rosso incandescente. La radiazione emessa e il colore percepito variano in proporzione alla temperatura; pensiamo a un metallo caldo in una fucina che prima si tinge di rosso, poi diventa arancione e, infine, bianco. Hella marine definisce le temperature di colore più alte (>5.200K o più) come ‘bianco
freddo’, e le temperature di colore più basse (range K) come ‘bianco caldo’. Il ‘bianco neutro’ si colloca nel range di 4.200K. Il bianco freddo è consigliato per le aree di lavoro, per esempio le sale macchine dove la visibilità è importante per svolgere le proprie mansioni, e per l’illuminazione esterna. La luce bianca calda è, invece, indicata per gli spazi interni, dato che conferisce vitalità e brillantezza alle persone e agli oggetti, ravviva il colorito della pelle o dei tessuti, e fa sembrare il cibo fresco e invitante.

Queste scelte di colore dovrebbe, comunque, essere solo delle indicazioni di massima. Il bianco freddo accentuerà le tonalità blu e verdi su alcuni tessuti e superfici, e dove si trovano superfici di rivestimento in acciaio inox o gelcoat.

I lighting designer possono prevedere il bianco freddo per le aree della cambusa e il bianco caldo dove prevale il legno verniciato, invece delle superfici di rivestimento in gelcoat brillante.

Light Output

Per un confronto efficace tra i diversi prodotti a LED destinati all’illuminazione di navigazione occorre considerare molti fattori. Il miglior apparecchio per una data applicazione non è quella che soddisfa unicamente un requisito di stile. Oggi devono essere presi in considerazione il consumo energetico, l’efficienza, l’output e l’angolo di emissione insieme al colore della luce, alla forma, all'estetica e alla rifinitura del corpo lampada.

È utile esaminare i seguenti dati relativi alla performance:

Flusso Luminoso
Misurato in Lumen (lm), il flusso luminoso descrive la quantità totale di luce prodotta da un apparecchio. Più alto è il valore in lumen, più intenso è l’output luminoso.

Intensità Luminoso
Misurata in Candela (cd), l’intensità luminosa è il flusso luminoso in un angolo particolare dalla sorgente luminosa. Il picco di Candela si verifica a 0 gradi, cioè direttamente sotto una apparecchio.

Illuminamento
Misurato in Lux (lx), l’illuminamento è pari al flusso luminoso diviso per l’area illuminata. Un lux equivale a un lumen per metro quadrato.

Flusso luminoso (Lumen) / Area = Illuminamento (Lux).

o

Illuminamento (Lux) x Area = Flusso luminoso (Lumen)

Se si conoscono sia l’area da illuminare sia il livello desiderato di illuminazione, è possibile calcolare il numero totale di lumen richiesti. Basta suddividere i lumen totali per l’output della apparecchio a LED in esame per determinare il numero di apparecchi necessari a fornire il valore desiderato.

Esempio. Se il salone di un motoscafo misura 10 metri quadrati e il livello di illuminazione desiderato è di 120 Lux, occorrono complessivamente 1.200 lumen. Se la luce a LED in oggetto presenta un flusso luminoso di 80 lumen, saranno necessarie 15 lampade (1.200 / 80 = 15).

Per ulteriori confronti, è importante valutare anche l’angolo di emissione di una apparecchio a LED, nonché i livelli di lux disponibili a varie distanze dal dispositivo. Angoli di emissione stretti possono fornire un’intensità efficace direttamente sotto l’apparecchio luminoso, ma potrebbero illuminare in modo non uniforme un interno, poiché la luce potrebbe risultare troppo stretta e con molte ombre tra le aree illuminate in modo efficace.

Efficacia

Come l’efficienza, l’efficacia di una apparecchio a LED è la quantità di luce che produce per ogni unità di potenza elettrica che consuma (lumen per watt). Maggiore è il lumen per watt, maggiore sarà l’efficienza.

Per esempio, un singolo faretto da incasso a LED bianco della serie 9599 Hella Marine consuma meno di 0,8 W e produce circa 80 lumen. 80 / 0,8 = 100 lumen per watt.

Un altro confronto interessante può essere dividere il flusso di una apparecchio per il suo costo, ottenendo così i lumen per dollaro (o euro).

Inoltre, è importante misurare l’efficacia dell’apparecchio a LED in quanto efficacia complessiva dei dispositivi, e non del/i singolo/i LED impiegato/i. L’energia consumata per far funzionare un alimentatore elettronico che alimenta e gestisce il/i LED costituisce sempre un fattore del consumo totale dell’apparecchio.

Faretto da incasso a LED serie 9599 Hella marine confrontato con  il faretto da incasso alogeno serie 8508

Riduzione del calore e thermal management

I vantaggi legati al risparmio energetico degli efficienti dispositivi a LED sono accompagnati dai benefici apportati dalla riduzione di calore. È possibile eliminare il problema delle alte temperature, a volte pericolose, di 10W e 20W delle lampade alogene a bordo grazie alla tecnologia a LED ad alta efficienza. Questo offre ai costruttori e ai progettisti di barche una vasta gamma di possibilità di installazione, in cui non è più necessaria la cavità d’aria posta dietro alle lampade ad incandescenza e tradizionalmente riservata al loro raffreddamento. Le efficienti lampade a LED possono essere montate in superfici solide e in strutture composite, senza il rischio di incendio o di danni dovuti al calore per i materiali circostanti.

Un thermal management ben progettato è essenziale per la durata nel lungo termine di un dispositivo a LED. Un errore comune è pensare che i LED non generino calore. I LED consumano energia e una parte di questo energia è anche convertita in calore, persino nei LED a più alta efficienza energetica. Diversamente dalle lampade ad incandescenza, comunque, i LED 'funzionano a freddo'. Di norma, maggiore è il calore con cui il LED funziona, più velocemente si deteriorerà. Ne risulterà una performance di luce più bassa e, in casi estremi, anche molto più bassa.

I LED ad alta prestazione generano calore, il quale deve essere accompagnato da superfici destinate a trasportare efficientemente il calore via dal LED stesso. Quando i LED si surriscaldano, ovvero quando la temperatura di giunzione del LED supera una determinata soglia, si deterioreranno definitivamente e ridurranno in modo significativo l’efficienza luminosa. 

Quando la superficie esterna di un apparecchio a LED per interni ad alto
rendimento risulta particolarmente 'calda al tatto', significa che l’emissione luminosa
del dispositivo si deteriorerà nel giro di poche centinaia di ore. Le lampade a
LED Hella Marine saranno, invece, 'fredde' o 'leggermente calde' al tatto dopo
molte ore di funzionamento.

L’esperienza di Hella marine nel settore del thermal management, insieme a un’ottica e a una progettazione elettronica comprovate, garantisce una durata a lungo termine con deterioramento minimo per molti anni.

Lenti e Tecnologia ottica

Per massimizzare la sempre crescente efficacia degli avanzati LED, è essenziale una progettazione ottica efficiente che catturi e diffonda la luce disponibile e che illumini in modo uniforme le aree a bordo.

A differenza delle sorgenti luminose a incandescenza, i dispositivi a LED possiedono un flusso luminoso direzionato.

Per i progettisti che lavorano a un’applicazione come i downlights per interni, l’obiettivo è creare ottiche e modelli di lenti che producono una diffusione della luce efficace e omogenea in tutto l’interno. Questa diffusione uniforme della luce è spesso più importante dell’intensità di un apparecchio se guardata direttamente.

Tutte le lampade a LED Hella marine utilizzano ottiche e lenti efficienti o la tecnologia del riflettore Free-Form, per catturare e distribuire con precisione grandi percentuali di luce disponibile dalla o dalle fonti del LED.

Per esempio:
- Le luci di cortesia per scale a LED Oblong con un angolo di emissione verso il basso di 30 gradi illuminano il percorso dei gradini e delle scale senza l’abbagliamento delle luci stesse.

- Le luci di cortesia a LED, disponibili con corpo lampada circolare o quadrato, forniscono modelli di luce piacevoli e uniformi attraverso un’ottica e delle lenti efficienti con sfere di vetro incorporate, per perdite minime di luce.

- Le luci EuroLED impiegano un’ottica finemente progettata e lenti che garantiscono una diffusione uniforme della luce bianca brillante, per perdite minime di luce.

- I faretti da incasso a LED della serie 9599 hanno una distribuzione della luce ‘Spot’ o ‘Diffusa’ senza abbagliamento.

Serie EuroLED

Progettazione ottica e delle lenti

L’ottica e le lenti ad alta precisione delle singole lampade a LED, come le luci delle serie 0630 e 0631 EuroLED, sono fondamentali per una performance efficiente.

L’ottica lavora per catturare e distribuire in modo efficiente la luce da un’unica fonte ad alta intensità e per fornire una luce ampia e uniforme senza abbagliamenti né disturbi per l’occhio.

Lenti, Tecnologia ottica e Sicurezza della vista

Per usufruire della sempre crescente efficacia dei LED più avanzati, un design ottico efficiente è essenziale per catturare e diffondere il flusso luminoso disponibile emesso dal LED e per illuminare le aree uniformemente. Con i significativi progressi della luminosità a LED, si fanno sempre più importanti le considerazioni circa la sicurezza della vista. È essenziale che i LED ad alta potenza siano uniti a disegni ottici che proteggono la retina dell'occhio da possibili danni, qualora vi sia un contatto diretto. È auspicabile che l’intera area della lente di una apparecchio sia illuminata in maniera uniforme attraverso un’ottica efficiente piuttosto che utilizzando molti LED privi di ottica. I LED facilmente visibili all'interno di un apparecchio di illuminazione che sono privi della protezione ottica o delle lenti possono causare un abbassamento o, addirittura, un danno rilevante all’occhio, qualora vi sia un contatto diretto.

Costi

Le luci a LED per interni ed esterni hanno trasformato i sistemi di illuminazione, che si sono evoluti dalle lampade a globo a incandescenza, poste all’interno di un contenitore o di un riflettore, ai dispositivi opto-elettronici ad alta ingegneria. Gli attuali dispositivi incorporano componenti all’avanguardia: circuiti di controllo e di protezione contro i picchi di tensione e le sovratensioni, ottica, lenti, oltre alla stessa sorgente del LED.

Di conseguenza, le caratteristiche aggiuntive e i vantaggi dell’efficace illuminazione a LED comportano costi più elevati rispetto alle lampade a incandescenza. Tuttavia, per molte applicazioni, il notevole risparmio energetico, l’affidabilità sul lungo termine e i maggiori vantaggi legati alla sicurezza costituiscono una proposta di valore convincente per i proprietari e gli operatori più avveduti.