FotonMag

Holandská společnost Signify, majitel značky Philips, oznámila novou řadu LED osvětlení MASTER UltraEfficient s velmi vysokou energetickou účinností. Ta je až o 50 % vyšší ve srovnání s předchozími modely výrobce, jedná se tedy o velmi prudký skok. Dle nových energetických štítků EU (aktualizovaných v roce 2021) řada UltraEfficient dosahuje nejvyšší energetické třídy A (dříve A++).

Podívejme se na konkrétní parametry. Nová řada osvětlení se pyšní velmi vysokou energetickou účinností 210 lm/W, což znamená, že za každý jeden watt dodaného příkonu vydá LED žárovka 210 lumenů světelného toku. Přitom účinnost stávajících průměrných LED světel, zejména těch levnějších, se pohybuje zhruba kolem polovičních hodnot, což v současnosti odpovídá energetické třídě E nebo F. Malé historické okénko: klasické wolframové žárovky měly energetickou účinnost pouhých 10 lm/W, zatímco kompaktní zářivky kolem 60 lm/W.

V portfoliu řady UltraEfficent najdeme celou řadu LED zdrojů pro různé využití v domácnosti i na pracovišti. Ekvivalenty klasických 40 W žárovek mají díky vysoké účinnosti reálný příkon pouhých 2,3 W. U 60 W ekvivalentů jsou to 4 W a u nejvyšších 100 W ekvivalentů 7,3 W. Vybírat lze z různých barevných teplot od velmi teplých 2700 K (srovnatelné s klasickou žárovkou) po chladnou bílou 4000 K (vhodnější pro práci a soustředění). Některé LED zdroje jsou navíc i stmívatelné

V řadě UltraEfficient nalezneme především designová LED světla v čirých baňkách různých tvarů s filamenty (oranžová „vlákna“), objevují se tam ale i obyčejnější produkty s mléčně bílým povrchem.

Ačkoli oficiální oznámení nové řady přišlo teprve nyní, světla jsou již několik měsíců v prodeji. Ve srovnání s průměrnými LED zdroji se pochopitelně jedná o poněkud dražší záležitost, na druhou stranu ale výrobce kromě energetické úspornosti slibuje také nominální životnost 50 000 h, tedy až násobně více než u průměrných produktů (standardem bývá 15 000 h). Na konci životnosti by měla žárovka vydávat alespoň 70 % světelného toku. Index podání barev (CRI) je 80.

Zdroje: ledsmagazine.com, lighting.philips.cz

Dezinfekce pomocí ultrafialového záření (zpravidla jde o krátkovlnné záření UVC) zažila velký boom zejména v souvislosti s globální pandemií covid-19. Od roku 2020 jsme se tak mohli setkat s mnoha zajímavými projekty využívající germicidní UVC LED, například pro dezinfekci vzduchu v místnosti, vlaků metra nebo bankomatů.

Není tedy pochyb o tom, že prodeje takovýchto germicidních UV (GUV) produktů najednou prudce stouply. Jak se teď ale ukazuje, ne všechny produkty označované výrobcem za germicidní splňují náležité technické parametry. Na časté nesrovnalosti upozornil v nové zprávě úřad CALiPER spadající pod americké ministerstvo energetiky, který testoval 13 světel označovaných výrobcem jako GUV.

Dva produkty například místo slibovan ého dezinfekčního UVC ve skutečnosti vyzařovali převážně jen dlouhovlnné UVA záření s minimálními dezinfekčními účinky, zatímco tři další dokonce nevyzařovaly ani to. Jiné produkty zase uváděly netestovatelné, protichůdné či nejednoznačné údaje o výkonu, případně používaly nesprávné jednotky či terminologii. Kromě toho se u produktů velmi lišila efektivita vyzařování, ačkoli někdy používaly ty stejné technologie.

Řešení tohoto problému se tak nabízí zejména ve vytvoření určitých průmyslových standardů ohledně dezinfekčních UVC světel, stejně jako ve vzdělávání výrobců a prodejců ohledně GUV technologií, jejich správného měření a správného uvádění technických parametrů. A ačkoli se tento velký problém momentálně provalil na americkém trhu, bylo by nejspíš zajímavé udělat takovýto průzkum i v EU.

Zdroj: led-professional.com, energy.gov

Rakouská společnost ams OSRAM oznámila vývoj speciálních fóliových LED. Svou technologii nazývá ALIOS™ a primárně s ní míří na designové osvětlení v automobilovém průmyslu. Dalších blíže neupřesněných produktů by se však dle vyjádření společnosti měli dočkat i koncoví zákazníci.

Technologicky se jedná o ohebné průhledné fólie, které jsou osázeny velkým množstvím mini-LED. OSRAM sice zatím neupřesnil žádné konkrétnější parametry, obecně se však mini-LED svou velikostí pohybují mezi mikro-LED a standardními LED v rozmezí 100-200 µm.

Tyto mini-LED jsou ve fólii navzájem propojeny velice úzkými vodiči, které jsou takřka neviditelné a nesnižují tedy znatelně průhlednost fólie. Mini-LED mohou být rozmístěny takřka libovolným způsobem do jakýchkoli tvarů. Díky průhlednosti fólií bude možné je i snadno vrstvit za sebe a vytvářet tak skutečně zajímavé 3D osvětlení.

A proč právě využití v automobilismu? Kromě již zmiňovaného designového využití má fóliové osvětlení umožňovat i animační efekty. Ty by například mohly tvořit specifickou signalizaci zatáčení či zastavení. V podstatě je možné vytvořit i jakékoli světelné vzory, symboly, obrazy nebo dokonce slova.

Na úvodním obrázku je zobrazen prototyp zadního světla, které je tvořeno třemi překrývajícími se ALIYOS™ fóliemi, což utváří zajímavý dojem hloubky. První auta s technologií ALIOYS™ by se mohla začít objevovat ke konci roku 2025, ams OSRAM momentálně čekají kroky schvalování bezpečnostních a kvalitativních standardů pro automobily.

Zdroj: led-professional.com

Pěstování rostlin ve sklenících vyžaduje značnou operační flexibilitu, aby toto rozvíjející se odvětví mohlo efektivně reagovat na rostoucí poptávku po lokálních potravinách, nedostatek pracovních sil či na výdaje spojené s energií. Situaci značně komplikuje i změna klimatu, která přináší nepředvídatelné změny počasí, vlny veder a také různé rostlinné škůdce a nemoci. I proto zde vzniká poptávka po flexibilním LED osvětlení.

Parametry stávající hortikulturních světel zpravidla nelze příliš měnit poté, co už jsou jednou nainstalovány. To může být problém zejména při změně pěstovaných plodin, při enviromentálních změnách a celkově pro vývoj odvětví jako takového.

Podstatnou změnu by však nyní mohla přinést právě umělá inteligence. Kombinace hortikulturního osvětlení s výkonným strojovým učením a analýzou dat může přinést značný posun. Celkový systém by tak mohl zautomatizovat procesy, zvýšit energetickou efektivitu a nabídnout různé „scénáře osvětlování“ plodin.

Umělá inteligence tak například může dynamicky přizpůsobovat intenzitu světla podle stávajícího slunečního záření, které zrovna svítí do skleníku, čímž ušetří energii. Také může přizpůsobit barevné spektrum světel podle biologických požadavků konkrétní vysazené plodiny i podle požadavků samotného pěstitele. Změna vlastností světla totiž výrazně ovlivňuje dozrávání, pigmentaci, chuťový profil a aroma plodin, stejně jako jejich náchylnost k nemocem.

Kromě samotného starání se o plodiny se také světelný systém s AI může do jisté míry postarat i sám o sebe. Rozpozná potenciální chyby nebo vyskytlé problémy a vydá pracovníkům skleníku výzvu k opravě nebo preventivní údržbě. V blízké budoucnosti se také předpokládá vznik uživatelsky přívětivého rozhraní (viz hlavní obrázek), pomocí kterého by šlo chytré osvětlení snadno ovládat a nastavovat.

Zdroj: ledsmagazine.com

Denní světlo a výhled z okna jsou podle zjištění mnoha studií důležité pro psychické zdraví a blahobyt. Bohužel ne vždy toho lze architektonicky dosáhnout, například ve vnitřním nemocničním pokoji nebo v kancelářích. Kdo někdy v takových prostorách bez oken pobýval, nejspíš ví, jak stísněně mohou působit. Alespoň částečnou náhradu může nyní poskytnout nová LED technologie Virtual Sun.

Za projektem stojí mladá společnost Innerscene sídlící v USA a Velké Británii, která byla založena před deseti lety právě za účelem vývoje „umělých oken“. Ačkoli tvůrci původně měli představu jakéhosi 3D displeje, který by promítal libovolnou scenérii, vývoj se nakonec vydal trochu jiným směrem a tvůrci se rozhodli zaměřit čistě na 3D iluzi modré oblohy se sluncem.

Při pohledu do těchto umělých oken má člověk dojem, že se za nimi skutečně rozprostírá široký prostor se sluncem. Při pohybu po místnosti zůstává z pohledu pozorovatele slunce „na místě“, tak jako by se chovalo skutečné slunce. Stejně tak i při kombinaci několika jednotek Virtual Sun vedle sebe má člověk spatřit jen jedno slunce, tak jako v realitě. Této iluze je dosaženo za pomocí tzv. Fresnelova hranolu.

Iluzi virtuálního slunce pak samozřejmě doplňuje náležité LED osvětlení. Jedná se o kombinaci rozptýleného světla (180°) a obdélníkového pruhu „slunečních paprsků“ (30°), který vrhá stíny. Pokud uživatel zapne mód cirkadiánního rytmu, pak virtuální slunce automaticky mění jas a barevnou teplotu světla v průběhu dne. Instalatéři dokonce mohou nastavit skutečnou polohu západu a východu slunce, podle které se jednotky budou řídit. V noci pak jednotky mohou vyzařovat měsíční paprsky se vzdáleným „měsícem“ na obloze.

V současnosti je komerčně dostupný model Virtual Sun A7. Teplota chromatičnosti se může pohybovat v rozmezí 3 000 K (ráno/večer) až 15 000 K (modrá denní obloha). Maximální světelný výstup je 5 624 lumenů. Při nejvyšším jasu jednotka spotřebovává 205 W. Každá z jednotek virtuálního slunce váží 37 kg a má rozměry 104 x 55 x 26 cm. Pro instalaci do stěny nebo stropu je proto zapotřebí patřičné hloubky. Cena je na dotázání přímo u společnosti Innerscene.

Zdroje: ledsmagazine.com, innerscene.com

Astronauti na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) zažijí za jeden pozemský den celkem 16 východů a 16 západů slunce. Jakkoli je tahle představa určitě krásná, velice tím trpí tzv. cirkadiánní rytmus člověka, který řídí nejen střídání spánku a pocitů bdělosti, ale i celou řadu jiných biologických procesů. Až do vynálezu žárovek a zářivek byl cirkadiánní rytmus úzce navázán na přirozené střídání dne a noci. Nejnovější technologie LED nicméně umožňují tento rytmus opět uměle navodit. Na ISS nyní putuje nový systém osvětlení tohoto typu.

Obecně se jedná o koncept human centric light, tedy osvětlení zaměřené na přirozené potřeby člověka. Na ISS už se s takovými světly experimentuje pár let, jedním ze základních nápadů je jednoduše proměnlivost světelných vlastností LED osvětlení na vesmírní stanici. Během „dne“ mají světla vyšší podíl modré složky, která aktivuje patřičné receptory v mozku. K večeru se naopak upřednostní teplejší barvy světla, které nebrání produkci hormonu spánku melatoninu.

Letos v srpnu nicméně z Floridy odstartuje Crew Dragon s nákladem zcela nového systému osvětlení, za kterým tentokrát stojí dánská společnost Saga Space Architects. Základ konstrukce je tvořen třemi facetami, z nichž každá vyzařuje světlo různých vlnových délek pod různými úhly. Jimi použité LED pochází od pekingské společnosti Yujileds, která se na cirkadiánní osvětlení přímo specializuje.

V čem je tato nová dánská jednotka výjimečná? Stávající systémy mají manuálně ovládaný jas a teplotu chromatičnosti. Nová jednotka na to jde trochu jinak. Ráno astronautům poskytne jasný „východ slunce“, bílé světlo se pak v průběhu dne různě proměňuje, aby nakonec večer poskytlo uklidňující „západ slunce“. Každý den se přitom bude světlo chovat trochu jinak, stejně jako i my tady dole na Zemi máme vlivem počasí den ode dne trochu jiné světlo. Alespoň částečně se tak kompenzuje monotónnost prostředí, které poskytuje vesmírná stanice na oběžné dráze.

Zdroje: ledsmagazine.com, saga.dk

Od vynálezu žárovky prošla osvětlovací technika obrovským vývojem. Revoluční změnou bylo především masové rozšíření LED, kterého jsme svědky již od začátku 21. století. Ve výhledu je nyní nová zásadní revoluce – využití umělé inteligence (AI) v ovládání velkých světelných systémů. Slibuje především vyšší úspornost energie i efektivnější využití lidské práce.

Centrální světelné ovládací systémy (lighting control system) mohou ovládat vše možné od venkovního osvětlení přes velké průmyslové haly až po jevištní osvětlení. Dnes už jsou většinou digitální a umožňují primárně plánovat zhasínání, stmívání a vypínání světel v závislosti na předem nastavených časech. Pokročilejí sytémy zahrnují i různé druhy senzorů. Aplikování standardizovaných digitálních kontrolních protokolů jako je DALI-2 D4i pak může poskytnout podpůrný rámec pro přidání umělé inteligence do těchto světelných ovládacích systémů.

Narozdíl od stávajících světelných systémů může AI poskytnout více možností, než je pouhé ovládání světel podle naplánovaných časů. Systémy AI mohou analyzovat obrovské množství dat v reálném čase a uzpůsobovat světelné nastavení v závislosti na obsazenost místností lidmi i na energetické spotřebě. Mnohou tak například mnohem lépe reagovat na časté změny ve využívání prostorů a světel.

Další změnu může AI přinést především v údržbě komplexních světelných systémů. Zatímco u stávajících systémů je třeba mnoho manuálních zásahů, zpravidla při poruchách nebo pravidelných prohlídkách, AI může předvídat potřebnou údržbu nebo náhradu přesně tehdy, kdy to je potřeba, zejména pak u LED driverů (napájecí zdroje konstantního proudu pro LED světla). To může šetřit náklady z hlediska redukce nečekaných poruch, lidské práce potřebné na údržbu a také zvýšením životnosti komponent efektivnějším řízením napájení.

Nicméně, použití AI pro světelné ovládací systémy se podle stávajících názorů vyplatí spíše jen pro skutečně veliké a komplexní světelné systémy. V menších systémech mohou zcela dostačovat stávající ovladače, ačkoli s rozvojem virtuálních asistentů by se něco takového mohlo dostat třeba i do domácností.

Zdroj: ledsmagazine.com

Foto: [1] ledsmagazine.com, [2] Nevada Sales Agency, [3] New Buildings Institute

Jeden z největších výrobců osvětlovací techniky na světě ams OSRAM uvádí na trh dvě nové červené LED určené pro hortikulturu, tedy vnitřní pěstování plodin. Rakouská společnost tak slibuje lepší efektivitu osvětlení v tomto neustále se rozšiřujícím odvětví, které je energeticky poměrně náročné.

Rakouský výrobce nahrazuje své stávající čipy RM5 novou generací 660 nm RM6 Hyper Red. Vyzařovací efektivita (tj. efektivita konverze elektrické energie na energii světelnou) RM6 teď již dosahuje hodnoty 78,8 %. Dominantní vlnová délka je 640 nm s vrcholem na hodnotě 660 nm.

Podle vyjádření mluvčího společnosti tak nová generace RM6 přinese oproti své předchůdkyni až 18 % ušetření nákladů nebo zvýšení výstupu o 21 %. Ohlášená novinka přichází v době, kdy jsou světové ceny energií na vysoké hodnotě. Pěstitelé upouštějí od investic do nového osvětlení a hortikulutrní LED tak nyní zažívají výrazný pokles prodejů. To vede LED průmysl k tomu, aby vzdělával pěstitele a veřejnosti ohledně výhod hortikulturního osvětlení, které v budoucnu může hrát svou roli i v zajištění potravinové bezpečnosti.

Vedle nového čipu RM6 společnost Osram vypustila i novou hortikulturní LED 640 nm Optimal model s dominantní vlnovou délkou 630 nm. Různé vlnové délky mohou mít ve vnitřním pěstování různý efekt na výnosnost, stejně jako na prevenci houbových a bakteriálních infekcí. To je nyní předmětem mnoha výzkumů a testování.

Zdroj: ledsmagazine.com

Jeden z největších výrobců a vývojářů LED na světě, Lumileds sídlící v Kalifornii a Nizozemí, se rozhodl zaměřit na noční osvětlení. Snížením modré složky světla chce redukovat světelný smog, který má negativní účinky nejen pro profesionální a amatérské astronomy, ale zejména pro mnoho živočichů a rostlin. Lumileds svou novou LED technologii nazval NightScape, v překladu „noční scéna“.

Stávající výzkumy naznačují, že za zhoršujícím se světelným znečištěním skutečně stojí zejména stále rostoucí množství modrého světla vyzařovaného z pouličních lamp. Dnešním požadavkem na venkovní osvětlení je tak kromě co nejlepší efektivity právě i snížení modré složky spektra. Takovou vlaštovkou v tomto směru byla iniciativa na druhém největším havajském ostrově Maui (cca 170 000 obyvatel). Zdejší vedení vydalo zvláštní nařízení o ochraně temné noční oblohy. Všechna venkovní světla s výjimkou neonů nyní nesmí vyzařovat více než 2 % modré složky. A právě tuto hranici si za svou zvolili i vývojáři v Lumileds.

Lumileds rozhodně není první, kdo se o takové osvětlení pokouší. Už před lety jsme mohli zaznamenat například noční osvětlení přátelské k netopýrům a vícero výrobců již přišlo se svou řadou LED s nízkým podílem modré složky. Podle Lumileds je však většina z nich stále ještě nevyhovujících. Mohou sice splňovat onu pomyslnou dvouprocentní hranici, v jiných parametrech ale selhávají. Těmi parametry jsou především efektivita, barevná teplota (CCT), index podání barev (CRI), barevný gamut (Rg) a barevná věrnost (Rf).

Podle vyjádření mluvčího Lumileds se produkce nových LED s NightScape optimalizací rozjede už tento rok v září. Budou jimi diody LUXEON 3030 HE Plus a LUXEON 5050 Square LED.

Zdroj: ledsmagazine.com

Výrobci LED dnes mají obrovské pole možností, co se týče navrhování světel. Poměrně svobodně mohou měnit teplotu chromatičnosti či vyvážení modré složky. Lékařští odborníci nyní vydali prohlášení, aby toho vývojáři LED využili a zohlednili tzv. cirkadiánní rytmus člověka.

Cirkadiánní rytmus řídí spoustu našich biologických procesů jako je spánek, bdělost, trávení či regulace krevního tlaku a je tak nezbytný pro dobré zdraví. Tento rytmus byl po tisíce let přirozeně závislý jen na slunci, s umělým osvětlením dnes ale bývá často rozhozený.

Za iniciativou stojí Martin Moore-Ede, bývalý profesor na Harvardu. Provedl dotazníkový průzkum u 248 vědců, kteří dohromady vydali 2 697 recenzovaných studií zabývajících se cirkadiánní rytmem a světlem. Naprostá většina z nich se například shodla na tom, že intenzivní vnitřní světlo v noci narušuje cirkadiánní rytmus a že dlouhodobé narušení tohoto rytmu obecně škodí zdraví (souhlasilo 98,4 % vědců), zvyšuje riziko spánkových poruch (87,7 %) či dokonce riziko obezity a cukrovky (74,7 %).

Obzvláště zajímavé je také tvrzení, na kterém se shodlo 93,2 % vědců: zvyšování energetické efektivity světel je žádoucí, avšak jen pokud nezvyšuje riziko narušení cirkadiánního rytmu a vážného onemocnění.

Moore-Ede k tomu řekl, že „méně než 0,5 % prodávaných světel dnes chrání cirkadiánní zdraví změnou modré složky v průběhu dne a noci. Mnoho lidí ve světelném průmyslu tvrdí, že cirkadiánní věda není dostatečně vyzrálá na to, aby ji šlo začlenit do výroby. Proto jsme oslovili vedoucí vědce zabývající se cirkadiánními rytmy a světly.“

Vědec se domnívá, že stomiliardový světelný průmysl potká podobný osud, který už potkal mnoho jiných potenciálně škodlivých průmyslových odvětví – vznik standardů, kontrola klamavých tvrzení výrobců, případně i regulace.

Zdroje: ledsmagazine.com, researchsquare.com

Foto: [1] public domain, [2] YassineMrabet