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Les diodes électroluminescentes

 

Les diodes électroluminescentes

Ces diodes ( inventée par Nick Holonayk) ont la particularité de devenir des sources lumineuses lorsqu'elles sont alimentées. Si au début de leur commercialisation leur efficacité lumineuse était très faible (2-3 [lm/W] à la fin des années 70) elles ont atteint au début du troisième millénaire des valeurs respéctables (jusqu'à 45 [lm/W]) dépassant ainsi les lampes à incandescence "normales" ou halogènes.

Ces lampes ont déjà beaucoup d'applications d'éclairage par exemple elles équipent déjà des feux de voiture (inutile de placer un filtre rouge qui retient 80% de la lumière émise car la diode émet une lumière rouge) ou de circulation.
Elle sont aussi des applications particulières telles que l'éclairage sous-marin pour filmer des animaux sans les faire fuir ( diode proche de l'infra-rouge) ou l'utilisation en médecine chirurgicale.

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Fonctionnement de la puce à semi-conducteur

Par rapport à la diode normale, on intercale une couche "active" entre celle de type P et celle de type N. Lorsqu'une différence de potentiel est présente aux bornes de la diode, les "trous" ( charges positives)  de la couche P  se déplace vers la couche active; dans la couche de type N, ce sont les électrons qui se déplacent vers la couche active. Lorsqu'ils se rencontrent, il y a une émission de photons.  Leur longueur d'onde dépend de la constitution de la couche active. On peut ainsi obtenir des couleurs émises  tels que rouge, jaune, vert, bleu.

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La couleur blanche étant un ensemble des autres couleurs (la mélange de toutes les longueurs d'onde du domaine visible) ne sont apparue que très tard.  On peut jouer sur la quantité de diodes rouges, bleues, ou vertes allumées pour changer le température de couleur d'une source.

Une diode "blanche est souvent constituée de 3 diodes  (rouge, bleu, vert ou 2 bleu et une jaune) ou alors d'une diode ultraviolette (UV  et une couche fluorescente sur le boîtier.

Aujourd'hui on trouve déjà des ampoules  munies de plusieurs diodes électroluminescentes ( 230 V de 0,85 à 2,4W)

durée de vie : 100 000 heures

température d'utilisation : 20 °C

Utilisation :

  • lumière de secours
  • lumière de sécurité
  • lumière d'ambiance
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comparaison financière LED - Halogène

Tableau comparitif de prix achat / d'utilisation  de diverses sources lumineuses:

 

Exemple : on veut  installer 30 luminaires dans un magasin. Nous étudions une variante avec des lampes LED ou avec des lampes Halogène basse tension. L'éclairage est utilisé 10 heures par jours et 6 jours par semaine soit 3120 heures par année. Le prix de kwh est de 0.24 CHF / kWh.

type de lampe puissance installée prix d'achat y compris les transformateurs durée de vie des ampoules prix total des ampoules consomation annuelle
LED 30 spots 3 * 2W 9300 .-- 70 000 heures 22 ans -.-- 18,72 kWh
Halogène 30 spots 50 W 2100.-- 2 000 heures  8 mois 345 .-- 4 680 kWh

 

tableau des coûts

au bout de :

1 année

2 ans

5 ans

10 ans

22 ans

consomation + ampoules  + PA = dépense totale
LED 4.49      +     0.00      +     9300  =      9304.-- 8.98 + 0.00+ 9300=
9309.--
22.45 + 0.00 + 9300=
9322.--
44.90 + 0.00 + 9300=
9345.--
98.78 + 0.00 + 9300=
9400.--
Halogène 1 123        +      345        +      2100     =     3568.-- 2246 + 1035 + 2100=
5 381.--
5616 + 2 415 + 2100 =
10 130.--
11 232 + 5 175 + 2100 =
18 507.--
24 710 + 11 730 + 2100 =
38 540.--
économie réailisée :

Halogène  monis cher de  5 736.--

3 928 LED moins cher de 808.-- 9 162.-- 29 140.--

note : dans ce tableau le prix du kWh et le prix des ampoules est constant durant 22 ans. Il est plus probable que ces deux prix augmentent et favorise encore plus l'emploi de lampe LED.

 

Autres avantage des lampes LED :

  • dégagement de chaleur moins important
  • moins de pertes dans les lignes d'alimentation
  • moins d'intervention pour l'échange des ampoules
  • moins de puissance installée

 

 

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