LEDs instalados permanentemente em lâmpadas - quanto tempo duram?

A vida útil dos LEDs: comparação e progresso

A vida útil é geralmente expressa em horas de funcionamento, que é um método comum para determinar a longevidade das fontes de luz. Os LED duram significativamente mais do que as lâmpadas incandescentes ou de halogéneo convencionais.

Os fabricantes indicam normalmente uma vida útil de cerca de 20.000 a 50.000 horas. Estes números impressionantes são o resultado dos avanços tecnológicos registados no desenvolvimento dos LED. Para compreender o significado destas horas de funcionamento num contexto quotidiano, pode utilizar-se uma simples

exemplo de cálculo simples: A lâmpada LED, que é utilizada durante uma média de 3 horas por dia duraria cerca de 18 anos, com uma vida útil de 20 000 horas. Se a mesma lâmpada for utilizada durante 50 000 horas, pode durar até 45 anos. Esta é uma enorme vantagem em relação às lâmpadas convencionais lâmpadas incandescentes convencionaisque duram apenas cerca de 1.000 horas em média e as lâmpadas de halogéneo, que duram cerca de 2.000 a 4.000 horas.

Comparação com as fontes de luz convencionais

A longa vida útil dos LEDs é uma das principais razões pelas quais estão cada vez mais a substituir as lâmpadas incandescentes e de halogéneo. lâmpadas de halogéneo lâmpadas de halogéneo. Enquanto uma lâmpada convencional se queima relativamente depressa e tem de ser substituída com frequência, a utilização de LEDs reduz significativamente a quantidade de manutenção necessária. Esta redução da frequência de substituição não só é prática, como também permite poupar custos a longo prazo.

Avanços tecnológicos e eficiência

A impressionante duração de vida dos LEDs é o resultado de numerosos avanços tecnológicos. Os LED utilizam tecnologia de semicondutores, que permite uma conversão mais eficiente da eletricidade em luz, em comparação com os métodos tradicionais de emissão de luz com as lâmpadas incandescentes. Enquanto uma lâmpada incandescente produz luz através do efeito de aquecimento de um filamento de tungsténio e perde muita energia sob a forma de calor, os LEDs funcionam de forma mais fria e eficiente.

Fiabilidade a longo prazo

Para além da sua longa vida útil, os LEDs também oferecem uma qualidade de luz consistente durante todo o seu tempo de funcionamento. Com muitas lâmpadas convencionais, a eficácia luminosa ao longo do tempo, enquanto os LEDs tendem a manter o seu brilho durante um período muito mais longo.

A taxa de falhas também é mais baixa com os LED, o que os torna uma escolha fiável para aplicações em que a iluminação contínua é crucial, como em ambientes industriais ou instalações públicas.

Vantagens económicas e ecológicas

A longa vida útil dos LEDs instalados permanentemente não só traz benefícios económicos através da redução dos custos de manutenção e substituição, mas também vantagens ecológicas. Substituições menos frequentes significam menos desperdício e menor consumo de recursos. Isto faz dos LEDs uma opção mais amiga do ambiente que pode contribuir para uma estratégia de iluminação sustentável.

"Para prolongar a vida útil dos LEDs instalados permanentemente, certifique-se de que não sobreaquecem. Os LEDs instalados permanentemente são sensíveis ao calor e as temperaturas elevadas podem reduzir drasticamente a sua vida útil. Por isso, é importante que os LEDs sejam arrefecidos corretamente, por exemplo, utilizando dissipadores de calor ou ventoinhas."

Degradação dos LEDs: causas, efeitos e contramedidas

A degradação é um termo utilizado em muitos domínios técnicos e científicos e descreve geralmente o processo de deterioração ou degradação gradual das propriedades, do desempenho ou da eficiência dos materiais. 

Relativamente à tecnologia LED degradação refere-se à redução da emissão de luz e da eficiência dos LEDs ao longo do tempo. Este processo é inevitável, mas a sua velocidade e extensão podem ser influenciadas por vários factores.

Degradação dos LEDs

Nos LEDs, a degradação ocorre principalmente sob a forma de uma diminuição da eficácia luminosa. Esta diminuição é frequentemente designada por manutenção do fluxo luminoso ou manutenção do lúmen e é expressa como uma percentagem da eficácia luminosa original. Por exemplo, um valor de degradação típico pode ser 70% do brilho original após 50.000 horas de funcionamento, frequentemente expresso como L70. Isto significa que o LED ainda fornece 70% do seu brilho original após este tempo de funcionamento.

Causas da degradação

1. Stress térmico: O calor excessivo é uma das principais razões para a degradação dos LEDs. Embora os LEDs sejam mais eficientes do que as fontes de luz tradicionais, continuam a gerar calor que precisa de ser dissipado. Uma má dissipação do calor pode levar a um sobreaquecimento, que danifica os materiais do LED e reduz a emissão de luz.
2. Carga eléctrica: Cargas de corrente pesadas ou flutuantes podem afetar a vida útil e a eficiência dos LEDs. Uma fonte de alimentação constante e estável é crucial para minimizar a degradação.
3. Condições ambientais: A humidade, as temperaturas extremas e as influências químicas podem atacar os materiais do LED e os componentes associados e levar a uma degradação mais rápida.
4. Qualidade dos materiais: A qualidade dos materiais utilizados tem uma influência significativa na taxa de degradação. Os LED de alta qualidade com materiais robustos apresentam geralmente uma degradação mais lenta do que os produtos inferiores.

Efeitos da degradação 

A degradação tem um impacto direto no seu desempenho e eficiência. À medida que a degradação aumenta, não só o brilho diminui, como também podem ocorrer mudanças de cor, afectando a qualidade da luz. Isto pode ser particularmente crítico em aplicações onde são necessárias condições de iluminação constantes, como em ambientes industriais, instalações médicas ou galerias de arte.

Medidas para reduzir a degradação

1. Boa gestão térmica: A implementação de sistemas ou técnicas de arrefecimento eficazes pode manter a temperatura dos LEDs baixa e, assim, abrandar a degradação.
2. Materiais de alta qualidade: A utilização de LEDs e componentes de alta qualidade pode reduzir significativamente a taxa de degradação.
3. Fonte de alimentação estável: Uma fonte de alimentação constante e limpa evita sobrecargas eléctricas e protege os componentes dos LED.
4. Proteção contra influências ambientais: As caixas adequadas e os revestimentos de proteção podem proteger os LEDs das influências ambientais nocivas e prolongar a sua vida útil.

Factores e métodos para calcular a vida útil dos LED

A vida útil do LED é normalmente especificada em horas de funcionamento e descreve o período durante o qual o LED pode manter uma determinada potência ou brilho. Este cálculo baseia-se em vários factores e testes para garantir que os LEDs funcionam de forma fiável em condições reais. Eis os passos e factores mais importantes que são tidos em conta no cálculo da vida útil do LED:

1. manutenção do lúmen (manutenção do fluxo luminoso): A vida útil de um LED é frequentemente definida como o tempo até que o eficácia luminosa ter caído para uma determinada percentagem do valor original. Os valores medidos típicos são

1. L70: O tempo até o LED atingir 70% da sua eficácia luminosa original.
2. L80: O tempo até o LED atingir 80% da sua eficácia luminosa original.

Por exemplo, L70=50.000 horas significa que o LED ainda fornece 70% da sua luminosidade original após 50.000 horas de funcionamento.

2. condições de teste: Os LEDs são testados em condições normalizadas para obter resultados consistentes e comparáveis. Estes testes incluem:

1. Temperatura: Os LEDs são testados a diferentes temperaturas para medir o seu desempenho em condições de funcionamento realistas.
2. Corrente de funcionamento: A corrente a que os LEDs funcionam é mantida constante durante os testes.
3. Condições ambientais: Os testes têm em conta as condições ambientais, como a humidade e a pressão atmosférica.

3. Ensaios acelerados de vida útil: Uma vez que é impraticável testar os LED durante toda a sua vida útil, são utilizados ensaios acelerados. Estes ensaios aumentam a temperatura e a corrente de funcionamento para acelerar o processo de envelhecimento. Os resultados destes ensaios são depois extrapolados para estimar o tempo de vida em condições normais.

4. Taxa de avarias e fiabilidade: Para além da eficácia luminosa, é também considerada a taxa de falha dos LEDs. Esta refere-se à probabilidade de um LED falhar completamente devido a um defeito técnico. São utilizados métodos estatísticos, como a distribuição de Weibull, para modelar a taxa de falha ao longo do tempo.

5. especificações e certificações do fabricante: Os fabricantes fornecem frequentemente tempos de vida garantidos com base nos seus testes e modelos internos. As certificações de organizações de ensaio independentes podem fornecer uma garantia adicional de que os tempos de vida declarados são fiáveis.

Exemplo de um cálculo 

Um fabricante pode fazer funcionar um LED a 25°C de temperatura ambiente com uma corrente de funcionamento de 350 mA e descobrir que o LED mantém 95% do seu brilho original após 10.000 horas. 

Utilizando modelos matemáticos e testes acelerados a temperaturas mais elevadas, pode extrapolar-se que o LED ainda tem 70% do seu brilho após 50.000 horas em condições normais (L70).

Factores que influenciam a vida útil real dos LEDs

A vida útil real pode ser influenciada por uma variedade de factores que vão para além da simples especificação das horas de funcionamento. Os ciclos de comutação, o número de horas de funcionamento e a temperatura ambiente desempenham aqui um papel significativo. Estes factores podem influenciar significativamente o desempenho e a longevidade dos LEDs e devem ser tidos em conta na seleção e instalação da iluminação LED.

1. ciclos de comutação

Definição e influênciaOs ciclos de comutação referem-se ao número de vezes que um LED é ligado e desligado. Cada LED tem um número limitado de ciclos de comutação que pode suportar antes de o seu desempenho ser afetado.

Influência na vida útilLigar e desligar frequentemente pode levar a tensões térmicas no LED, uma vez que este aquece e arrefece de cada vez. Estes ciclos térmicos podem provocar tensões nos componentes internos e levar a uma falha prematura. Os LED são geralmente mais resistentes aos ciclos de comutação do que as lâmpadas eléctricas convencionais. No entanto, o ligar e desligar extremamente frequentes, por exemplo em aplicações como detectores de movimento ou luzes intermitentes, pode encurtar a vida útil.

Informações do fabricanteMuitos fabricantes declaram que os seus LEDs são concebidos para um determinado número de ciclos de comutação. Este número pode variar entre alguns milhares e vários milhões de ciclos, consoante a qualidade e a conceção do LED.

2. Número de horas de funcionamento

Definição e influênciaO número de horas de funcionamento refere-se ao tempo total que um LED passa ligado. Este é o principal fator que determina a vida útil dos LEDs e é normalmente especificado pelos fabricantes.

Influência na vida útilA vida útil de um LED é frequentemente descrita em termos de lúmen -por exemplo, L70 (o tempo até o LED atingir 70% da sua eficácia luminosa original). Um tempo de funcionamento mais longo significa uma carga cumulativa mais elevada nos componentes do LED. Os LEDs que funcionam constantemente durante períodos mais longos têm geralmente uma vida útil mais longa em comparação com os que são ligados e desligados frequentemente.

Exemplo práticoUm LED que é utilizado durante uma média de 3 horas por dia tem uma vida útil significativamente mais longa do que um que é utilizado 24 horas por dia. Isto significa que o mesmo LED durará mais tempo numa casa do que numa aplicação industrial, onde pode estar ligado 24 horas por dia.

3. temperatura ambiente

Definição e influênciaA temperatura ambiente é a temperatura do ar à volta do LED durante o funcionamento. Os LEDs são sensíveis a temperaturas elevadas, uma vez que estas podem afetar diretamente o desempenho e a vida útil.

Influência na vida útil:

Altas temperaturasSe os LEDs forem utilizados a temperaturas ambiente elevadas, isso pode levar a um sobreaquecimento. O sobreaquecimento acelera a degradação dos materiais LED e reduz mais rapidamente a eficácia luminosa.

Baixas temperaturas: As baixas temperaturas são geralmente menos prejudiciais para os LEDs e podem mesmo prolongar a sua vida útil. Os LEDs funcionam de forma mais eficiente e com menor produção de calor a temperaturas mais baixas.

Gestão térmicaA dissipação eficaz do calor é crucial para maximizar a vida útil dos LEDs. Isto pode ser conseguido através da conceção da luminária LED, dos dissipadores de calor e de outros métodos de arrefecimento passivos ou activos.

Especificações do fabricanteA maioria dos fabricantes testa os seus LEDs a temperaturas normalizadas, normalmente 25°C. Estes testes fornecem dados de base, mas o tempo de vida efetivo pode variar se os LEDs forem utilizados em ambientes mais quentes ou mais frios.

Razões para as falhas dos LED e formas de substituir as lâmpadas LED

Os LEDs podem avariar, apesar de terem uma vida útil muito mais longa em comparação com as lâmpadas incandescentes e de halogéneo convencionais. Vários factores podem causar a avaria de um LED:

SobreaquecimentoUma das causas mais comuns de avaria do LED é o sobreaquecimento. Se o calor não for dissipado de forma eficaz, os componentes internos do LED podem ser danificados. Isto pode ser causado por uma gestão térmica inadequada, falta de ventilação ou temperaturas ambiente elevadas.

Sobrecarga eléctricaOs picos de tensão ou as flutuações de corrente podem danificar os componentes electrónicos do LED. Isto pode ser causado por fontes de alimentação defeituosas, cablagem inadequada ou falhas eléctricas na rede de alimentação.

Problemas de qualidadeOs LEDs de qualidade inferior ou o mau acabamento também podem levar a uma falha prematura. Os LEDs de alta qualidade de fabricantes conceituados têm geralmente uma vida útil mais longa e são menos susceptíveis a defeitos.

Danos mecânicosImpactos físicos como choques, vibrações ou manuseamento incorreto podem danificar os LEDs. As ligações e as juntas soldadas no interior do LED são particularmente susceptíveis.

DegradaçãoMesmo que os LEDs funcionem de forma fiável durante longos períodos de tempo, estão sujeitos a um processo natural de envelhecimento. A emissão de luz diminui gradualmente e podem ocorrer alterações de cor. Com o tempo, isto pode levar a que o LED seja considerado "avariado", mesmo que ainda esteja a funcionar.

As lâmpadas LED podem ser substituídas? 

Se e como as lâmpadas LED podem ser substituídas depende do design da luminária e do tipo de LED. Existem basicamente dois tipos principais de lâmpadas LED: lâmpadas LED substituíveis e lâmpadas LED instaladas permanentemente.

Fontes de luz LED substituíveis

1. Fácil substituição: Muitas lâmpadas LED são concebidas de forma a poderem substituir diretamente as lâmpadas incandescentes ou de halogéneo convencionais. Estas lâmpadas LED têm um design normalizado bases (por exemplo, E27, GU10) e podem ser facilmente substituídas aparafusando-as ou ligando-as ao casquilho existente.
2. Vantagens: A substituição é simples e não requer ferramentas especiais ou conhecimentos especializados. Além disso, os LEDs defeituosos ou obsoletos podem ser substituídos de forma rápida e económica.

Luzes LED instaladas permanentemente

1. Complexidade: A substituição de LEDs instalados permanentemente é normalmente mais difícil, uma vez que os LEDs estão integrados na luminária. Isto significa frequentemente que toda a luminária tem de ser substituída se os LEDs falharem.
2. Vantagens: Os LEDs instalados permanentemente permitem designs mais compactos e eficientes. Oferecem frequentemente uma melhor dissipação de calor e uma vida útil mais longa, uma vez que são especialmente optimizados para a respectiva luminária.

Cinco dicas para prolongar a vida útil das suas fontes de luz LED

1. garantir uma boa dissipação de calor

Porquê importante: O sobreaquecimento é uma das principais causas de falha prematura dos LED. Uma dissipação de calor eficaz pode manter a temperatura das fontes de luz LED baixa e prolongar a sua vida útil.

Como implementar: Utilize luminárias que tenham sido especialmente desenvolvidas para LEDs e que tenham bons dissipadores de calor ou sistemas de ventilação. Certifique-se de que as lâmpadas LED são instaladas em áreas bem ventiladas para facilitar a dissipação do calor. Limpar regularmente o pó e a sujidade dos dissipadores de calor e das ranhuras de ventilação para manter a eficiência da dissipação de calor.

2. assegurar uma fonte de alimentação estável

Porque é importante: As flutuações de tensão e as sobrecargas eléctricas podem danificar os componentes internos dos LEDs e reduzir a sua vida útil.

Como implementar: Utilizar lâmpadas LED compatíveis com reguladores de intensidade que garantam um fornecimento de energia uniforme e não afectem a vida útil dos LEDs. Instale dispositivos de proteção contra picos de tensão para proteger os LEDs de picos de tensão súbitos. Certifique-se de que as instalações eléctricas da sua casa ou empresa são adequadas e seguras.

3. evite ligar e desligar frequentemente

Porquê importante: Sempre que um LED é ligado ou desligado, é exposto a tensões térmicas que podem afetar a sua vida útil.

Como implementar: Evite ligar e desligar os LEDs com frequência desnecessária. Deixe-os ligados se só sair da divisão durante um curto período de tempo. Utilize detectores de movimento e temporizadores para otimizar o ligar e desligar dos LED e reduzir o número de ciclos de comutação. Para áreas onde é inevitável ligar e desligar frequentemente, escolha LEDs concebidos para muitos ciclos de comutação.

4. ter em conta as condições ambientais

Porque é importante: Temperaturas extremas, humidade elevada e condições ambientais agressivas podem afetar o desempenho e a vida útil dos LEDs.

Como implementar: Instale os LEDs em ambientes que estejam dentro da gama de temperaturas recomendada pelo fabricante. Evite utilizar LEDs em ambientes húmidos ou corrosivos, a menos que tenham sido especificamente concebidos para tal (por exemplo, LEDs com proteção IP para áreas exteriores ). Proteja os LEDs da luz solar direta e de outras condições meteorológicas extremas.

5. selecionar LEDs e acessórios de alta qualidade

Porquê importante: Os LEDs e componentes de alta qualidade oferecem geralmente um melhor desempenho e uma vida útil mais longa.

Como implementar: Invista em LEDs de fabricantes conceituados, conhecidos pela sua qualidade e fiabilidade. Procure certificações e selos de aprovação que confirmem a qualidade e a vida útil dos LEDs. Utilize apenas fontes de alimentação e controladores compatíveis, especialmente concebidos para os respectivos LEDs.

Conclusão - Como fazer tudo corretamente!

A vida útil das fontes de luz LED pode ser consideravelmente prolongada através da adoção de medidas simples. Uma boa dissipação de calor, uma fonte de alimentação estável, evitar ciclos de comutação frequentes, condições ambientais adequadas e a seleção de produtos de alta qualidade são cruciais. Se seguir estas dicas, beneficiará de uma iluminação LED duradoura, eficiente e fiável, que poupa custos e protege o ambiente a longo prazo

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