El Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), ha decidido relanzado la competición “L Prize”, que busca una luminaria eficiente para el reemplazo de halógenos del tipo PAR38, tras ser suspendida a comienzos de 2011. En este post voy a hablar sobre esta interesante competición fomentada por el gobierno de los Estados Unidos.

La “L Prize”, es una competición lanzada por el DOE, con el objetivo de espolear a los fabricantes de luminarias, para que desarrollen productos basados en la tecnología SSL (Solid-state lighting), que tengan una alta calidad y una elevada eficiencia y que por lo tanto puedan reemplazar a las menos eficientes luminarias de iluminación convencional.

Esta competición tiene dos categorías y en cada una de ellas ofrece un premio económico de una cuantía nada desdeñable. Una de las categorías es la de luminarias LED para sustitución de  bombillas incandescentes de 60W, y la otra es la luminarias LED para el reemplazo de halógenos de tipo PAR38. Las cuantías de los premios ofrecidos por el DOE, son de un máximo de 10 millones de dólares para el ganador de la luminaria de reemplazo para la bombilla de 60W, y de hasta 5 millones de dólares para el ganador de la luminaria que reemplace a el halógeno PAR38. Hay otra tercera categoría, todavía por definir, llamada “the 21st century lamp” (la luminaria del siglo 21).

Los requisitos para poder optar al premio son muy exigentes, lo que hace que solo los mejores fabricantes del mundo sean capaces de satisfacer todas las exigencias del concurso.

Los requisitos para la luminaria de sustitución para bombilla incandescente de 60W, son:

• Un rendimiento luminoso de mas de 90lm/W
• Un consumo de menos de 10W de potencia.
• Más de 900 lm de flujo luminoso.
• Más de 25.000 horas de vida.
• Un CRI de más de 90.
• Una temperatura de color (CCT) de entre 2700K y 3000K.

Los requisitos para el apartado de luminaria de sustitución de halógeno tipo PAR38, son:

• Un rendimiento superior a 123lm/W
• Un consumo de menos de 11W.
• Un flujo de más de 1.350 lm.
• Una vida superior a las 25.000 horas.
• Un CRI de al menos 90.
• Una temperatura de color de entre 2700K y 3000K.

El premio de una de las categorías del concurso ya está adjudicado desde hace unos meses.  El 3 de Agosto del 2011, Philips fue anunciado como el vencedor de la competición, en la categoría de reemplazo de bombilla incandescente de 60W. La luminaria ganadora, diseñada por el gigante holandés, consume menos de 10W, y emite una cantidad de luz que equivale a la ofrecida por la tradicional bombilla incandescente de 60W. Esto supone que esta bombilla de sustitución LED, logre nada más y nada menos que un ahorro de energía del 83%.

La bombilla LED de Philips se empezó ya a comercializar en febrero de 2012 a través de varios distribuidores online, sin embargo el lanzamiento en masa de esta bombilla en las tiendas de todo el mundo, no se espera hasta el próximo 22 de Abril (el “Earth Day”).

Las impresionantes cifras de la bombilla LED ganadora son:

• Rendimiento lumínico de 93,4 lm/W
• Consumo de 9,7W
• Flujo lumínico de 910 lm.
• 99,3% de mantenimiento del flujo (lumen mintenance) a las 25.000 horas de vida.
• Un CRI de 93.
• Una temperatura de color de 2727K.

A pesar de que uno de los premios ya está adjudicado, aún queda en juego la categoría de la luminaria de reemplazo para halógeno PAR83, por lo que habrá que estar atento en los próximos meses, para ver quien se hace con el deseado premio. Aunque a la vista de los requisitos exigidos para esta categoría, está claro que va a ser una tarea complicada para todo aquel que se anime a participar.

Posted by Carlos Obón.

Tenemos varias explicaciones para el efecto Droop, efecto responsable de la no-linealidad entre corriente y luminosidad: la recombinación Auger y al transporte phonon-asistido de portadores. Entonces, ¿quién tiene la razón?

La familia de uplights-downlights de exterior GAP se caracteriza por su reducida altura, lo que le permite empotrarse en suelos, techos o paredes de poca profundidad. En función de la superficie donde se quiera instalar, debemos colocar previamente o una caja de empotramiento para hormigón o un aro para falsos techos.

Existen tres versiones, todas ellas IP67 e IK10, disponibles en clase I y en clase II:

 Los modelos orientables y basculantes, están disponibles para lámparas de descarga HIT-G12, CDM-tm y LEDs blanco cálido y neutro; todos ellos con ópticas Spot y Flood.

 Los modelos asimétricos están diseñados para lámparas de descarga HIT-G12 y CDM-tm e incorporan un buffer antideslumbrante.

 Los modelos fijos, a diferencia de los otros, tienen cristal opal y están disponibles para las lámparas fluorescentes de 18W.

Como accesorios, destaca su kit zona accesible, su buffer antideslumbrante para HIT-G12 y su aro embellecedor sin tornillos. Además existe la posibilidad de elegir otras tipologías de ópticas para los modelos con LEDs.

Por sus prestaciones técnicas, variedad de modelos, ópticas, fuentes de luz y accesorios, se integra perfectamente tanto en espacios interiores como exteriores y es ideal tanto para iluminación general como puntual de fachadas, arcos, porches, monumentos, rotondas, plazas, parques, escaleras, etc.

Design by LAMP

“LAMP es una empresa de iluminación técnica arquitectónica, experta en asesorar y diseñar soluciones eficientes adaptables a cualquier proyecto, mediante productos y servicios innovadores y competitivos. Fundada hace 40 años, tiene su sede central en Terrassa (Barcelona), en un espacio de más de 15.000m2. Su Departamento de I+D+i, conjuntamente con el Laboratorio y el Departamento de Proyectos, actúan como motores de creación e innovación continua, ofreciendo un servicio integral personalizado para cada proyecto. LAMP tiene una política de proximidad hacia sus clientes, y por ello posee una amplia red de delegaciones en todo el territorio español.  Internacionalmente, LAMP quiere mantener este espíritu de cercanía y es por este motivo que dispone de diversas filiales productivas-comerciales y partners en todo el mundo.”

Hace unos días, ojeando una de las famosas redes sociales, puede ver el link que un amigo mío había puesto a una noticia que me dejo perplejo, el titular de la noticia decía: “Ya han amenazado de muerte al español que inventó la bombilla que apenas gasta y dura toda la vida”.  De primeras pensé (ignorante de mí) que un gran inventor español había logrado dar con una fuente de luz incluso mas duradera que la ofrecida por los LEDs. Pero solo tardé en darme cuenta en que esto no era lo que había pensado, lo que tardó en abrirse el link a la noticia. Cual fue mi asombro cuando al comenzar a leer vi claramente que la bombilla mágica ideada por este supuesto “inventor”, no era mas que una bombilla LED de dudosa procedencia, fabricada con LEDs de muy baja calidad y de muy baja eficiencia, y por lo tanto posiblemente traída desde un conocido país oriental.

Resulta que tras ver esta rocambolesca noticia me asaltó la curiosidad y empece a investigar sobre el asunto. Al poco rato de haber buceado sobre el tema, con una simple búsqueda en Internet, aparecieron un montón de páginas de periódicos, blogs, radios, etc.. que se habían hecho eco de esta noticia, incluyendo incluso entrevistas donde el supuesto “inventor”,  explicaba que era el abanderado de un movimiento en contra de la obsolescencia programada y que sus bombillas estaban diseñadas para luchar contra este concepto y por eso duraban toda la vida.

Desde luego, os invito a leáis algunas de las noticias sobre este tema que hay por internet, ya que lo que dice este hombre no tiene desperdicio. Por ejemplo, comenta que le han amenazado de muerte para que no saque la bombilla al mercado, o que su inspiración para “inventar” esta bombilla le vino al visitar el parque de bomberos de California donde se encuentra la bombilla que más tiempo lleva encendida (siendo que se trata de una bombilla incandescente que nada tiene que ver con los LEDs), o que le ha costado 10 años de investigación a el y a su equipo de ingenieros, lograr “inventar” esta bombilla. En fin una buena serie de declaraciones cuanto menos cuestionables por la gente que tenga un mínimo conocimiento de la iluminación. Aún así sorprendente mente ha sido capaz de que medios tan serios como La Razón, se hayan hecho eco de la noticia.

Os dejo una serie de links para que podáis ver algunos de los medios han divulgado la noticia,  y así podais sacar vuestras propias conclusiones:

• En el periódico la razón:

http://www.larazon.es/noticia/6118-podra-dejar-la-bombilla-eterna-en-herencia

• En la radio:

http://www.eitb.com/es/audios/detalle/856067/audio-magazine–benito-muros-bombilla-eterna/

• En diferentes blogs y webs:

http://www.iluminaciondeled.com/blog/oep-electrics-verdad-o-engano/

http://energiaslibres.wordpress.com/2012/04/12/ya-han-amenazado-de-muerte-al-espanol-que-invento-la-bombilla-que-apenas-gasta-y-dura-toda-la-vida/

http://xombit.com/2012/04/amenazas-muerte-inventor-bombilla-eterna

Como conclusión, en mi opinión hay varias cosas claras respecto a este asunto (sin entrar a valorar si este hombre es un farsante o no):

1. Las bombillas LED de sustitución directa,  no las ha inventado este hombre y su equipo, de hecho hay muchísimas bombillas y luminarias LED en el mercado desde hace varios años, no iguales, si no muchísimo mejores a las que ofrece este “inventor”.
2. El LED, como sabemos, nos permite realizar luminarias con expectativas de vida muy largas en comparación con las fuentes de luz tradicional,  pero es de locos afirmar que una luminaria con tecnología LED es eterna.
3. Todo indica a que este asunto, no es mas que una campaña de marketing que ha conseguido justo lo que pretendía, que se hable bien o mal, pero que se hable al fin y al cabo de esta empresa (la cual no pienso nombrar ni hacer referencia), para intentar vender todas las bombillas LEDs de dudosa procedencia a un precio muy elevado. Lo cual me parece muy poco ético y moral, y además un problema para los que nos dedicamos al LED lighting ya que este tipo de bombillas no hacen más que desprestigiar una excepcional tecnología en auge como es el LED.

Posted by Carlos Obón.

El efecto Droop parece estar producido por la recombinación Auger, y combatido mediante técnicas de dimensionamiento de los pozos cuánticos de la región activa. Sin embargo, algo se escapa a esta teoría puesto que los ledes comerciales disponen de de pozos más anchos, lo que supondría una drástica reducción de este efecto.

Schubert se inclina por el equilibrio en  la polarización.
El equipo de RPI, que ha estado trabajando con Samsung ElectroMecanic Corporation, Corea, también ha estado utilizando mediciones ópticas para buscar los orígenes del Droop. Sin embargo, han llegado a una conclusión diferente: que los el efecto proviene de la recombinación de portadores  fuera de los multipozos cuánticos de la región activa en polarización directa.

Este equipo llevó a cabo simulaciones que coinciden exactamente con los resultados de sus dispositivos en un rango de corrientes, antes de realizar cálculos adicionales para ledes con polarización realizada mediante el uso de capas blocantes de electrones y múltiples pozos cuánticos

“Estamos proponiendo un diseño revolucionario de la región activa”, explicó Schubert. De acuerdo con los cálculos, el Droop puede ser eliminado mediante la sustitución de los multipozos cuánticos de GaN / InGaN  y las capas de bloqueo de electrones de AlGaN por las barreras cuánticas de polarizacion balanceada y capas de bloqueo hechas de AlGaInN.

Los científicos ahora están tratando de producir esta estructura, pero estodo un reto, ya que las barreras y las capas de bloqueo requieren de un buen control del contenido de aluminio e indio.
El grupo de Schubert también ha estado trabajando con los Sandia National Labs en un estudio que examina la relación entre los defectos y el Droop.
Las mediciones muestran que los ledes convencionales de 440 nm InGaN, con alta densidad de defectos no sufren del Droop que afecta a los que poseen menores densidades de defectos equivalentes. Sin embargo, el resultado es una baja eficiencia global. ”Obviamente, esa no es la manera correcta de resolver el problema de caída”, dijo Schubert.

Mientras tanto, Bo Linköping Monemar respalda otra explicación para el Droop: la localización en el vehículo defectos (Phys. Lett Appl. 91 181 103,de 2007..). En particular, señala con el dedo al transporte phonon-asistido de huecos, vía túneles a través de defectos y dislocaciones, que pueden inducir corrientes parásitas.

(Continuará)

Posted by Valerio Ramírez

Hablando el otro día con un amigo que se está iniciando en el diseño de luminarias, me comentaba que no había utilizado aún el LED como fuente luminosa, debido a que creía que el LED solo emitía una luz fría y poco confortable y no encajaba con el tipo de luminaria que estaba diseñando. Yo, por supuesto, me apresuré a desmentir ese hecho y le expliqué que los LEDs en la actualidad son una fuente de luz capaz de emitir una luz de alta calidad en un amplio rango de temperaturas de color. Para dejar claro la calidad de la luz emitida por los LEDs, este post tratará sobre este tema desconocido para mucha gente ajena al mundo del LED lighting.

Para producir luz blanca, la mayoría de los LEDs disponibles en el mercado, parten de un die que emite luz azul cercana al UV, y emplean una cubierta de fósforo que transforma la emisión de luz en una luz blanca, más o menos cálida dependiendo de la cantidad de fósforo usada. Estos LEDs blancos son conocidos como “phosphor-coated blue LEDs“. Por otro lado hay otras luminarias LED que usan varias combinaciones de LEDs  rojos, verdes y azules (RGB) para obtener diferentes tonalidades de blancos, aunque estas luminarias son menos usadas, ya que sobre todo se emplean como luminarias decorativas, debido a que esta forma de obtener blancos es menos eficiente lumínicamente hablando.

Los LEDs blancos están disponibles en un amplio rango de temperaturas de color (CCT), permitiendo a las luminarias LED integrarse con las luminarias convencionales, o bien sustituirlas. Por ejemplo, el estándar ANSI C78.377-2008 establece ocho temperaturas del color aceptables para productos LED, desde los 2700K (similar a la incandescencia), hasta 6500K (similar a los fluorescentes de luz de día).

Los “Phosphor-converted LEDs” normalmente ofrecen un indice de reproducción del color (CRI), más elevado que los sistemas LED RGB, y comparable o incluso superior que el ofrecido por las fuentes de luz tradicional. Sin embargo la actual forma de medición del CRI diseñada para medir el indice de reproducción cromática de las viejas luminarias incandescentes, se ha visto que es muy mala y poco fiable para los sistemas de iluminación basados en LEDs RGB, los cuales pueden proporcionar un buena reproducción del color,  a pesar de tener bajos valores de CRI.

Los Phosphor-converted LEDs con temperaturas de color elevadas (blancos fríos), tienden a tener mayores eficacias que los LEDs con menores CCT (blancos cálidos), debido a que a los LEDs cálidos necesitan una mayor capa de fósforo para lograr ese color, lo que hace que haya una mayor pérdida de luz emitida. Algunos fabricantes de LEDs destacan el alto rendimiento de sus LEDs de blancos cálidos en sus anuncios.

Con este post, espero haber dejado claro que los LEDs no solo emiten luz fría y desapacible, si no que también son capaces de lograr luces blancas cálidas igual de agradables que la de las luminarias tradicionales. Eso si con mucha más eficiencia y durabilidad que las ya obsoletas bombillas incandescentes.

Posted by Carlos Obón.

Tratando de identificar el culpable del efecto Droop, el equipo de Krames había descartado Defectos estructurales, fuga de portadores de la región activa o por cuestiones de temperatura, teniendo muchas pistas que apuntan a la recombinación Auger como la culplabe. 

Armado con este conocimiento, el equipo de Krames pasó a fabricar una gama de LEDs que son menos susceptibles a la recombinación Auger, que cuentan con pozos más gruesos para reducir la densidad de portadores en la región activa. Específicamente fueron utilizados pozos con espesores  de 9 y 13 nm y composiciones de  In0.14Ga0.86N // In0.16Ga0.84N  para la región activa.

Luego, los investigadores compararon el rendimiento de estos dispositivos con los diseños convencionales que ofrecen dos o más pozos cuánticos de InGaN con 2,5nm de espesor.  Mediciones pulsadas con un factor de servicio del 1% mostraron que los dispositivos estándar producen una eficiencia pico a los 10 A/cm2, con una disminución lenta en la medida en que aumentó corriente. Por el contrario, los LEDs con la región activa más gruesa alcanzaron un máximo de más de 200 A/cm2, certificando la teoría de la recombinacion de Auger.
Los nuevos diseños emiten a 430-445 nm y producen 20% más luz en el 1,8 A que las más modernas estructuras de pozos cuánticos   . También puede entregar 2,3 W a 2 A.

El punto de vista de Krames de que los pozos más gruesos pueden luchar contra el efecto Droop está respaldada por la investigación de Charles Li Yun-Li y sus colaboradores de la Universidad Nacional de Taiwan.
Estos científicos han medido la caída de la eficiencia en ledes de InGaN a 460 nm   y se han centrado en pozos cuánticos que van desde 0,6 a 1,5 nm de espesor. el Droop es virtualmente eliminado ya que el espesor de pozo cuántico se incrementa a 1,5 nm, pero esta mejora viene penalizada por una menor eficiencia cuántica interna.
La eliminación del Droop es de extrañar en los pozos con este espesor, ya que los ledes comerciales sufren de caída y tienen típicamente 2-3 nm de espesor. Li también está intrigado por esto, pero él dice que el Droop podría depender del proceso de crecimiento de la capa de electrones de bloqueo, o la tasa de crecimiento global.

(Continuará)

Posted by Valerio Ramírez

Cada vez el mundo del LED lighting atrae a más personas y empresas debido a su más que prometedor futuro. Muestra de ello son los múltiples eventos que se realizan cada año sobre esta temática. En este post, vamos a hablar sobre uno de los eventos mas importantes, que es el conocido como “The LED Show”.

“The LED Show” es una conferencia y una exhibición centrada en el mundo del LED lighting. El evento atrae anualmente a los principales fabricantes de LEDs del mundo, que muestran su última tecnología y los últimos productos desarrollados. Por su parte los asistentes pueden ver, comparar y evaluar, si los productos expuestos son de su agrado o no. Además de los fabricantes de LEDs, también acuden fabricantes de luminarias LED, que muestran sus últimos diseños, permitiendo a los asistentes la realización de detallados informes de cara a poder incluir estas luminarias en sus próximos proyectos, o tomar decisiones de qué producto comprar.

Como ya hemos comentado, este evento no solo es una exhibición, si no que además en el  también se celebran una serie de interesantes conferencias sobre la lo último en tecnología LED, impartidas por auténticos especialistas en los diferentes ámbitos tratados.

Para que os hagáis una idea del elevado nivel de las conferencias, estas son las programadas para el evento de este año:

• Quality Lighting – You know it when you see it but how do you quantify it? Cree – Richie Richards, Manager of Application Engineering
• Solid State Lighting Delivers Efficiency, Design Flexibility, and Enables Innovation in Retail Lighting Applications: Bridgelux - Jason Posselt, VP Channel Marketing
• Advancements in LEDs, Brightens Path for Lighting Industry: Rambus – John Langevin, Director of Strategic Development
• How are LED Products REALLY Performing? D & R International / Lighting Facts – Marci Sanders, Program Manager
• LED Certification – LED performance testing and the advantages of working with a Nationally Recognized Testing Laboratory: Intertek – Carl Bloomfield, Global Director of Business Services
• LEDs, “The White Light, The Future is Bright”: Nichia – Abdul Aslami, Regional Sales Manager
• Design of a System-Level Solution for Narrow-Beam Specialty Applications in General Lighting:Luminus Devices – Chuck DeMilo, Director of Global Product Marketing
• Changing the World with LED Lighting: Switch Lighting – Tracy Bilbrough, CEO
• Re-defining light sources: Fixed and Free Form Factors: Philips Lighting – Lindsay Stefans, Sr. Product Manager
• Methods of Achieving High CRI with LEDs: OSRAM – Kimberly Peiler, Applications Engineering Manager
• Leveraging Intelligent, Open Wireless Controls for Greater Savings: Daintree Networks – Josh Slobin, Director of Solution Marketing
• LED Retrofitting in 2012: SHARP – Al Near, VP of Sales and Marketing

Este evento está dirigido a un amplio espectro de profesionales del LED lighting, tales como arquitectos, ingenieros de I+D+i, diseñadores, etc…

La ultima edición de este popular evento celebrada en 2011, acogió a nada menos que 87 expositores, y atrajo una asistencia de más de 3.000 visitantes provenientes de lugares tan diversos como: Estados Unidos, Canada, Méjico, España, Italia, Corea, Japón, China, Inglaterra, Holanda, Australia y Grecia.

Por si os interesa acudir a este gran evento (aunque queda algo lejos de España), el próximo “the LED Show” se celebrará entre los días 31 de julio y 1 de agosto de 2012, en el “Rio Pavilion Convention Center” de Las Vegas (Estados Unidos).

Posted by Carlos Obón.

Lumileds respalda gruesos pozos cuánticos.
Antes de que Krames Mike y sus colegas de Lumileds identificaran la recombinación Auger como la causa dominante para la caída, se trató de descartar varias explicaciones alternativas.
Los efectos relacionados con la temperatura fueron los primeros en descartarse: “si usted toma un diodo y lo somete a una corriente elevada durante poco tiempo (relación de servicio baja) en una operación operación pulsada, todavía observamos esta característica”, explicóKrames.

El equipo examinó a continuación si el efecto podría ser causado por la fuga de portadores de la región activa, que estaría impulsado por el campo eléctrico a través del dispositivo.
Los primeros resultados sugieren que éste podría ser el caso, por lo que Krames y cía. trataron de verificar los resultados con medidas resonantes de foto-excitación en una estructura muy simple, una gruesa capa de InGaN. Con este experimento se esperaba mostrar un aumento lineal de la producción de luz por encima del umbral del efecto.

“Para nuestra sorpresa, no vimos este aumento lineal, vimos la caída”, comentó Krames.” Por esto, inmediatamente se descarta cualquier especie de efecto de portadores, cualquier efecto interfacial, o cualquier efecto de pozo cuántico que puede ser causada por la presencia de campos intrínsecos.”

Según Krames, estos resultados mostraron que en realidad el Droop es un efecto que se produce a discreción para epicapas cultivadas en cualquier orientación.
El equipo de Lumileds pasó a considerar si los defectos estructurales eran los responsables del Droop, probando dos muestras con una densidad de dislocaciones significativamente diferentes. Sin embargo, la diferencia de alta y baja densidad de dislocaciones en las muestras con características muy similares de fotoluminiscencia, descartando la teoría de defectos tan extendida.
Krames dice que esto significaba que la causa más probable del Droop era de orden superior, relacionado con algún fenómeno físico dependiente de la densidad de portadores, específicamente de la recombinación Auger. Este proceso no radiativo, implica la transferencia de energía a partir de la recombinación de electrones y huecos  hacia un tercer portador.

(Continuará)

Posted By Valerio Ramírez