Una lámpara de led^[1]​ es una lámpara de estado sólido que usa ledes^[2]​ (Light-Emitting Diode, diodos emisores de luz) como fuente lumínica. Debido a que la luz capaz de emitir un led no es muy intensa, para alcanzar la intensidad luminosa similar a las otras lámparas existentes como las incandescentes o las fluorescentes compactas las lámparas LED están compuestas por agrupaciones de ledes, en mayor o menor número, según la intensidad luminosa deseada.

Actualmente las lámparas de led se pueden usar para cualquier aplicación comercial, desde el alumbrado decorativo hasta el de viales y jardines, presentado ciertas ventajas, entre las que destacan su considerable ahorro energético, arranque instantáneo, aguante a los encendidos y apagados continuos y su mayor vida útil, pero también con ciertos inconvenientes como su elevado costo inicial.

Los diodos funcionan con energía eléctrica de corriente continua (CC), de modo que las lámparas de led deben incluir circuitos internos para operar desde la corriente alterna normal. Los ledes se dañan a altas temperaturas, por lo que las lámparas de led tienen elementos de gestión del calor, tales como disipadores y aletas de refrigeración. Las lámparas de led tienen una vida útil larga y una gran eficiencia energética, pero los costos iniciales son más altos que los de las lámparas fluorescentes.

Descripción de la tecnología Suministrada

La iluminación para usos normales necesita luz blanca. Los ledes emiten luz en una banda de longitudes de onda muy estrecha, fuertemente coloreada. El color es característico de la banda prohibida de energía del material semiconductor usado para fabricar cada led. Para emitir luz blanca es preciso combinar ledes de luz roja, verde y azul, o usar fósforo para convertir parte de la luz a otros colores.

El primer método (LED RGB), usa múltiples chips de ledes, cada uno emitiendo una longitud de onda diferente en las proximidades, para formar el amplio espectro de luz blanca. La ventaja de este método es que la intensidad de cada led puede ser ajustada para "afinar" el carácter de la luz emitida. La mayor desventaja es su alto costo de producción.

El segundo método, led de fósforo convertido (pcLED), usa un led de corta longitud de onda (usualmente azul o ultravioleta) en combinación con el fósforo que absorbe una porción de la luz azul y emite un espectro más amplio de luz blanca (el mecanismo es similar a la forma de una lámpara fluorescente que emite luz blanca de un sistema de iluminación UV de fósforo). La mayor ventaja aquí es el costo de producción bajo, alto IRC (índice de reproducción cromática), mientras la desventaja es la incapacidad para cambiar dinámicamente el carácter de la luz y el hecho de que la conversión de fósforo reduce la eficiencia del dispositivo. El bajo costo y el desempeño adecuado lo hacen la tecnología más utilizada para la iluminación general hoy en día.

Un solo led es un dispositivo de estado sólido de baja tensión (voltaje) y no puede funcionar directamente en una corriente alterna estándar sin algún tipo de circuito para controlar el voltaje aplicado y el flujo de corriente a través de la lámpara. Una serie de diodos y resistores (resistencias) podrían ser usadas para controlar la polaridad del voltaje y limitar la corriente, pero esto es ineficiente, ya que la mayor parte de la tensión aplicada se desperdicia en forma de calor en la resistencia. Una cadena única de ledes en serie podrían minimizar la pérdida de la caída de tensión, pero la falla de un sólo led podría extinguir toda la cadena. El uso de cadenas en paralelo redundantes incrementa la fiabilidad, usándose comúnmente tres o más cadenas. Pueden ser útiles para la iluminación del hogar o en espacios de trabajo, un número de ledes deben ser colocados juntos en una lámpara para combinar sus efectos de iluminación. Esto es porque cada led emite solamente una fracción de la luz de las fuentes de luz tradicionales.

Cuando se utiliza el método de la mezcla de colores, puede ser difícil lograr una distribución de color uniforme, mientras que la adaptación de ledes blancos no es crítica para el equilibrio de color. Además, la degradación de ledes diferentes en varios momentos en una lámpara de colores combinados puede producir una salida de color uniforme. Las lámparas de LED usualmente consisten en grupos de ledes en una cubierta con dispositivos electrónicos, un disipador y óptica.

No se han descrito las temperaturas óptimas ambientales de funcionamiento, sin embargo, se ha demostrado que pueden trabajar entre -40º y +50º.

Las lámparas LED sacan ventaja del hecho de que se deban colocar muchos ledes para lograr una iluminación uniforme al conectarlos en serie, el número de ledes que se pueden conectar depende del voltaje de la red eléctrica. Por ejemplo si tenemos 120 voltios de entrada y consideramos que cada led funciona con aproximadamente 3 voltios, entonces podemos conectar hasta 40 ledes y dado que la conexión es en serie la lámpara entera consumirá la misma corriente que si conectamos un solo led a una fuente de 3 voltios.

Si el voltaje es mayor, por ejemplo 240 voltios, entonces se podrían conectar hasta 80 ledes en serie y seguiría circulando la misma corriente, sin embargo el consumo total de la lámpara seria del doble, pues misma corriente multiplicada por el doble de voltaje igual al doble de vatios.

Cabe mencionar que cualquiera que sea el voltaje total y el número de ledes siempre es necesario conectar una (o varias) resistencia(s) en serie con los ledes para limitar la cantidad de corriente que circule por ellos y evitar que se quemen o desgasten prematuramente por exceso de corriente.

Iluminación de color

El campo en que las lámparas led ofrecen mejores prestaciones es en el de la iluminación de color, como es el caso de los semáforos o de los pilotos de los vehículos automóviles. Hasta ahora el color se conseguía mediante un filtro que solamente dejaba pasar la luz del color deseado (rojo, verde, ambar,...) reteniendo el resto del espectro de emisión de la lámpara, por lo que era obligado poner una lámpara más potente para conseguir el flujo luminoso necesario, lo que reducía mucho el rendimiento y aumentaba el consumo de energía. Pero como el color es característico de la banda prohibida de energía del material semiconductor usado para fabricar cada led, utilizando directamente una lámpara led del color adecuado, no es necesario el filtro, de modo que se aprovecha integramente el flujo luminoso de la lámpara. Si se suma el mayor rendimiento de las lámparas led, tratado más arriba, respecto a las antiguas lámparas de incandescencia, son razones suficientes para que se use cada vez más en estos dispositivos que requieren luz coloreada.^[3]​

nPola LED

El 5 de julio de 2012 Seoul Semiconductors presentó el nPola LED - 5 veces más brillante que el LED estándar. El nuevo LED consigue 500 lumen/w contra los 100 lumen/w obtenidos hasta aquel momento. Un adelanto muy importante que permite sustituir con ventaja las CFL. Para la producción de una lámpara LED que reemplaza a una bombilla de 60 W para el hogar, en general se utilizaban unos 10-20 LED antiguos. Para dar una idea, la misma intensidad lumínica a partir del nPola LED se podrá conseguir con sólo uno o dos LEDs nPola.^[4]​

Equivalentes para las diferentes tecnologías de iluminación

El kilovatio-hora es la unidad utilizada para medir el consumo de energía eléctrica en la mayoría de los países (entre ellos España). Suponiendo un coste de la electricidad de 0,09 por cada kilovatio-hora. Según la unidad sin dimensiones,^[6]​ la fórmula para el cálculo del coste de la energía es: ${\displaystyle \left(m\,\mathrm {W} \right)\times \left(n\,\mathrm {h} \right)\times \left({\frac {k\;EU\!R}{1000\,\mathrm {W} \cdot \mathrm {h} }}\right)=x\;EU\!R}$

INCANDESCENTE	${\displaystyle (75\,\mathrm {W} )\times (8.000\,\mathrm {h} )\times \left({\frac {0,09\;EU\!R}{1000\,\mathrm {W} \cdot \mathrm {h} }}\right)=54\;EU\!R}$
CFL	${\displaystyle \left(20\,\mathrm {W} \right)\times \left(8.000\,\mathrm {h} \right)\times \left({\frac {0,09\;EU\!R}{1000\,\mathrm {W} \cdot \mathrm {h} }}\right)=14,4\;EU\!R}$
LED	${\displaystyle \left(10\,\mathrm {W} \right)\times \left(8.000\,\mathrm {h} \right)\times \left({\frac {0,09\;EU\!R}{1000\,\mathrm {W} \cdot \mathrm {h} }}\right)=7,2\;EU\!R}$

Galería

Comparación de coste con otras tecnologías de iluminación

Véase

• LED
• Lámpara incandescente
• Lámpara fluorescente compacta
• Lámpara halógena
• Lámpara LED Video
• Fotometría (óptica)
• Fuente de luz