Laboratuvarda LED Aydınlatma Kullanımı

Işık yayan diyot (LED) şu anda enerji açısından en verimli ve en hızlı gelişen aydınlatma teknolojisidir. Yüksek kaliteli LED ampuller daha uzun süre dayanır, daha dayanıklıdır ve diğer aydınlatma türlerine kıyasla karşılaştırılabilir veya daha iyi ışık kalitesi sağlar.

Endüstri bir standart geliştirmeden önce, pazar hızla ve şiddetli bir şekilde değişti ve erken arıza, titreme ve düşük renk kalitesi gibi sorunlara yol açtı. Endüstri, hepsi olmasa da çoğu üretici tarafından benimsenen yeni standartlar geliştirerek bu duruma yanıt verdi. Endüstriyel Güvenlik (UL) ve Performans Standartlarına (IES) göre test edilmiş ürünleri belirlemek önemlidir. Bu makalenin amacı, laboratuvar yöneticilerine, ekipman üreticilerine ve tasarımcılara aydınlatmayı laboratuvar ortamına entegre ederken göz önünde bulundurulması gereken bazı kriterleri anlamalarında yardımcı olmaktır.

Neden LED?
LED, enerji açısından oldukça verimli bir aydınlatma teknolojisidir ve aydınlatmanın geleceğini temelden değiştirme potansiyeline sahiptir. Led aydınlatmalar (özellikle ENERGY STAR dereceli ürünler) akkor ampullerden yaklaşık olarak %75 daha az enerji tüketir ve 25 kata kadar daha uzun ömürlüdür.

Bu enerji tasarrufu potansiyeli ve azalan bakım maliyetleri, tesis ve bina tasarım çalışmalarında LED lambaları ön plana çıkardı. ABD Enerji Bakanlığı’nın bir raporuna göre, LED aydınlatmanın yaygın kullanımı ABD’deki enerji tasarrufu üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

LED’lerin yaygın kullanımı, LED’lerin kullanılmamasına kıyasla 2027 yılına kadar yaklaşık 348 TWh (terawatt saat) elektrik tasarrufu sağlayabilir. Bu, her yıl 1.000 MW üreten 44 büyük elektrik santralinin bugünkü elektrik fiyatlarıyla 30 milyar dolardan fazla tasarruf sağlamasına eşdeğer.” (www.energy.gov). Bu kadar çok potansiyel enerji tasarrufuyla, mülk sahiplerinin ve yöneticilerinin işletme maliyetlerini ve ilişkili fosil yakıt tüketimini azaltmak için neden LED teknolojisine geçtiğini anlamak kolaydır.

LED’ler Neden Farklıdır?

LED aydınlatma, akkor ve kompakt gibi diğer aydınlatma türlerinden farklıdır. Ana farklar şunlardır:

• Işık kaynağı: LED’ler biber büyüklüğündedir ve farklı renklerde ışık yayabilir. Bazen beyaz ışık üretmek için kırmızı, yeşil ve mavi LED’lerin bir karışımı kullanılır.
• Yönlülük: LED’ler, ışığı yakalayan reflektörlere ve difüzörlere olan ihtiyacı azaltan belirli bir yönde ışık yayar. Bu özellik, gömme tavan aydınlatması ve çalışma alanı aydınlatması gibi birçok uygulamada LED’leri daha verimli hale getirir. Diğer aydınlatma türleri için ışığın istenilen yönde yansıtılması ve ışığın yarısından fazlasının lambadan hiç çıkmaması gerekir.
• Isı: LED’ler çok az ısı yayar. Buna karşılık, akkor ampuller enerjilerinin %90’ını ısı olarak, CFL’ler ise enerjilerinin yaklaşık %80’ini ısı olarak yayarlar.
• Kullanım Ömrü: LED ışıklar genellikle diğer ışık türlerinden çok daha uzun ömürlüdür. Kaliteli bir LED ampul, bir CFL ampulden 3-5 kat ve akkor ampulden 30 kat daha uzun süre dayanabilir.

Laboratuvarınızda uygun aydınlatma çok önemlidir. Doğru ışık, vücudunuzun iç saatinin düzenleyicisi olarak işlev görür ve zinde ve uyanık kalmanıza yardımcı olur. Bu nedenle, tüm araştırma, endüstri veya okul laboratuvarlarının iyi bir aydınlatmaya sahip olmasını sağlamak önemlidir. Aydınlatmanın laboratuvarın ve binaların ayrılmaz bir parçası olmasının nedenlerine daha yakından bakalım.

Daha net ve daha doğal ışık, laboratuvar hatası riskini azaltır;
Net ve iyi aydınlatılmış bir laboratuvar, pratik deneylerde hata riskini en aza indirmeye yardımcı olabilir. Talimatları net bir şekilde okumayı ve takip etmeyi ve testin her adımını tamamlamayı kolaylaştırarak, iyi aydınlatılmış bir laboratuvarda test yapılırken doğru ve tekrarlanabilir sonuçların elde edilmesi daha olasıdır.

Analiz sonuçlarının güvenilirliğini artırır;
İyi aydınlatılmış bir laboratuvarda sonuçların okunması daha kolaydır. Bu, özellikle ince renk değişiklikleri veya desenlerde küçük değişiklikler arıyorsanız önemlidir. Sonuçların yorumlanması zorsa ve bilimsel anlamı anlamak için kullanılamıyorsa, araştırma yapmak ve sonucun doğruluğundan tamamen emin olmak zordur. Görsel olarak zorlu laboratuvar çalışmaları, binalarda tavsiye edilen en yüksek ışık seviyesini gerektirir. Laboratuvarda genel aydınlatma 500 lux olmalıdır ancak bu, düşük aydınlatma ve gölgesiz aydınlatma koşulları gerektirir.

Doğru aydınlatma maliyetleri düşürür;
LED ışıklara geçiş, maliyetleri azaltan ve paradan tasarruf sağlayan akıllı bir teknolojidir. Çünkü bu ışıklar daha uzun süre dayanır ve daha az enerji kullanır. LED’ler, halojen lambalara kıyasla ½’ye kadar daha az enerji tüketir. LED ışıklar 50.000 saate kadar dayanırken, standart halojen ampuller yaklaşık 4.000 saat dayanır. Led aydınlatmalarda aralarından seçim yapabileceğiniz çok çeşitli parlaklık seçenekleri vardır. Kaliteli LED ışıklara yatırım yaparak, uzun vadede daha iyi getiri elde edeceksiniz.

Çalışanların üretkenliği artar;
American Society of Interior Design tarafından yürütülen bir araştırma, çalışanların yaklaşık %68’inin çalışma alanlarındaki yetersiz aydınlatma seçeneklerinden şikayet ettiğini ortaya koydu. Çok parlak veya loş aydınlatma, laboratuvar çalışanlarının konforunu azaltabilir. Çok sert veya parlak ışık iş verimini düşürür. Örneğin, flüoresan lambalar gibi güçlü, parlak ışıklar migrene ve göz yorgunluğuna neden olabilir. Loş aydınlatma ayrıca çalışanların uykusunu getirebilir ve bu da üretkenliği azaltır. Aydınlatma koşulları uygun değilse bir laboratuvar çalışanının konsantre olması zordur. Bu sorunları göz önünde bulunduran işverenler, işyerlerinde aydınlatmayı iyileştirmenin yollarını aramalıdır. Ne de olsa mutlu ve motive olmuş bir ekip üyesi, laboratuvarın başarısı için çok önemlidir.

LED Performansına Daha Yakından Bakalım
Fotoğrafik insan görüşü, renk değişimlerine karşı çok hassastır. Yan yana bir karşılaştırmada gözün yaklaşık 10 milyon rengi ayırt edebildiği tahmin edilmektedir. İnsan görsel renk değerlendirmesi, ışığın spektral dağılımına bağlıdır. Erken dönem lamba teknolojisinin aksine, LED ürünlerinin spektral dağılım eğrileri çok farklıdır. Laboratuvar ortamında (tezgah üstü ve çeker ocak arasında) tutarlı ve doğru renk reprodüksiyonu, özellikle test şeritlerini ve numuneleri renk puanlarına göre değerlendirirken araştırma süreci için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte doğru aydınlatmanın laboratuvar çalışanlarının performansı ve sağlığı üzerinde de çeşitli etkileri vardır. Bu açıdan laboratuvar aydınlatmalarını tasarlarken hangi tür aydınlatma teknolojisinin kullanılacağnı, aydınlatmanın renk kalitesini ve renk bütünlüğünü göz önünde bulundurmak önemlidir. 

Renk Kalitesi
LED’ler tarafından üretilen renk kalitesindeki geniş çeşitlilik, aydınlatma endüstrisindeki geleneksel kolorimetrinin sınırlamalarını ortaya çıkarmıştır.

Renk Sıcaklığı (Kelvin derece cinsinden ölçülür) ve Renk İşleme İndeksi (CRI);

CRI, aynı renk sıcaklığına sahip bir referans kaynağına dayalı olarak renk ayrımlarının doğruluğunu değerlendirmek için kullanılır. Bu nedenle, renk üretimini daha iyi tanımlamak için iki yeni renk üretimi ölçümü, renk doğruluğu (Rf) ve renk gamı ​​(Rg) geliştirildi. Renk doğruluğu CRI’ye çok benzer, ancak ortalama olarak 8 yerine 100’den fazla renk farkı vardır. Renk seçimi, renklerin canlılığını veya doygunluğunu test eder ve aydınlatmanın belirli renkleri geliştirmek için yapay olarak kullanıldığını gösterebilir. IES (Illuminating Engineering Society) standardı TM30, bu ölçümleri tanımlar ve IES LM80, LM84 ve LM86 standartları, test ve ölçüm gereksinimlerini tanımlar. Tüm LED ürünleri bu standartlara göre test edilmeli ve belirtilmelidir. Doğru ve tutarlı renk üretimi sağlamanın tek yolu budur.

Renk Tutarlılığı
LED modüllerinin üretimi, farklı üretim partilerinde üretilen LED’lerin renk özelliklerinin tekdüzeliğini garanti edemez. Buna yanıt olarak endüstri, LED modüllerini tanımlanmış sapma toleransı standartlarına ve kolorimetrik testlere göre ayıran “binning” adlı bir süreci benimsemiştir. Üreticiler kolorimetrik değerleri yayınlarken tolerans değerlerini de yayınlamak zorundadır. Laboratuvar ekipmanı üreticileri onaylı aydınlatma bileşenleri satın alır ve kendi mesleki ve güvenlik denetimlerini gerçekleştirir veya satıştan önce bu denetimi yapan kaliteli üreticilerden onaylı aydınlatma ekipmanı satın alır. Bu, aynı kalitede ve standart renklerde ve şiddetlerde aydınlatmayı sağlamak için önemlidir.

Kullanıcı Konforu
LED modülü, doğrudan bakıldığında çok dikkat dağıtıcı olan çok küçük, çok parlak bir nokta ışık kaynağıdır. LED modülü doğrudan görünüyorsa, lamba merceğinin beyaz cam, akrilik veya polikarbonattan yapılmış olması önemlidir. Çevresel koşullar optimum malzemeyi belirler. Malzeme ne olursa olsun, kirli beyaz olmalıdır.

LED Aydınlatmanın Laboratuvar Uygulamaları

Genel Laboratuvar
Laboratuvar aydınlatması, enerji tasarruflu LED lambalardan daha fazlasını içerir. Laboratuar tezgahları için gereken aydınlatma seviyesi, bitişik hizmet koridorları için genellikle ek aydınlatma olmadan yeterli aydınlatma sağlayabilir. Aydınlatma tasarımcıları bu tasarım yaklaşımını görevi çevreleyen tasarım olarak adlandırırlar. Bu tasarım yöntemi, genellikle düşük aydınlatmalı koridor bölgelerine bitişik, belirli tanımlanmış alanlarda yüksek aydınlatmanın gerekli olduğu laboratuvarlarda çok etkilidir. Daha az armatür enerji tasarrufu sağlar, ancak aynı zamanda başlangıç ​​ve bakım maliyetlerini de düşürür. Tezgâhın yatay aydınlatması ve raflardaki dikey lambaların şirket standartlarına ve IES tarafından tavsiye edilen uygulamalara uygun olup olmadığı da aydınlatma tasarım uzmanları tarafından belirlenir.

Enerji tasarrufu ayrıca hareket algılama sensörleri ile algılama kontrolleri gerektirir, ancak bu teknoloji laboratuvar ortamlarında kullanılırken özel dikkat gösterilmelidir. Doğru algılama önemlidir çünkü laboratuvarda küçük motor hareketleri yaygındır. Laboratuvar ortamına aşina olan aydınlatma uzmanları, uygun kontrol çözümlerini belirlemek için müşteri, laboratuvar tasarımcıları ve makine tasarımcılarıyla birlikte çalışmalıdır. Aydınlatma tasarımcıları ayrıca, tüm odada tekdüze bir görünüm ve yüksek kalitede renk reprodüksiyonu sağlamak için cihazların renk özelliklerini tanımlamalıdır (“Renk Kalitesi” bölümünde ele alınan yeni önlemlere bakın).

Tamamlayıcı Çalışma Alanı Aydınlatması
Yeterli genel aydınlatma, genellikle ek aydınlatma ihtiyacını ortadan kaldırabilir. Bazı durumlarda tezgah üstü ve altı raf ve dolap içlerine ek aydınlatma gereklidir. Çalışma alanı aydınlatmasına ihtiyaç duyulduğunda LED teknolojisi, rafların altına iyi oturan çok ince profil lambaların kullanılmasını sağlar. Tüm çalışma lambaları ilgili mevzuata göre onaylı olmalıdır. Onaylı bileşenler, bileşen kullanımı için test edilmiştir ve gerekli kriterleri sunar. Renk şiddetlerinin genel aydınlatmaya uygun olmasına ve açma-kapama düğmelerinin kullanılmadığı zamanlarda ışıkların açık bırakılmamasına dikkat edilmelidir. Bunun için senser teknolojisi kullanılabilir. Bu calışma alanı ışığı kasa veya raf tedarikçisi tarafından sağlanıyorsa belirtilen renk kriterlerini ve kontrol yöntemlerini karşılamalıdır. Laboratuvar ürünleri tedarikçileri, endüstri standartlarına göre test edilmiş geniş bir ürün yelpazesi sunan saygın aydınlatma üreticilerini kullanarak armatürleri kendilerinin test etme zamanını ve masrafını azaltır.

Teknik Ekipmanların Aydınlatılması
Çeker ocaklar ve biyogüvenlik kabinleri gibi laboratuvarlardaki teknik ekipmanlar genellikle aydınlatma ile donatılmıştır. Bazı laboratuvarlar ayrıca CTCH odaları gibi büyük ekipmanlara sahip olabilir. Bir önceki başlıkta ele alınan tamamlayıcı çalışma alanı aydınlatmasında olduğu gibi, ekipman üreticileri proje şartnamesindeki UL listelerine ve renk ölçümü ve inceleme yöntemlerine uymakla yükümlüdür. Entegre aydınlatmanın uygunluğu mevcut değilse bu durum külfetli hale gelebilir.

Laboratuvar Ekipmanları
LED ışığın laboratuvar ekipmanına fiziksel entegrasyonu önemlidir. Havalandırma ve ısı emiciler, ısıyı LED modülünden uzaklaştırmak için önemlidir. Tipik olarak, cihazın entegre LED ışığına dışarıdan erişim veya müdahale olmaz. Gerekirse kişisel güvenlik göz önünde bulundurularak ekipman teknik bakım mühendislerinden ve erişim planlamasından destek alınmalıdır. Çalışan bir ışık olmadan küçük bir kasada küçük bağlantılar yapma ihtiyacını ortadan kaldırmak için LED sürücüleri ve modülleri için hızlı bağlantı kablosu bileşenleri kullanmayı düşünün.
Ankraj çerçeveleri, olası titreşim kaynakları dikkate alınarak ünite içinde yapısal olarak desteklenmelidir. Açıkça görülebilen fabrika parça numarası onay resimleri, sahiplerin sipariş vermesine ve üreticilerin ışık servis için kaldırılmadan önce yedek parçalar sağlamasına yardımcı olur.

Soğuk Ortamlar
LED teknolojisi soğuk koşullarda iyi çalışır, bu nedenle özellikle soğutucular, dondurucular ve soğuk havalar için uygundur. LED teknolojisi çok sıcak ortamlarda iyi performans göstermez ve çok sıcak koşullarda erken yanar. Bu, çok sıcak olmayan ortamlarda da olabilir, ancak LED modülleri doğru sıcaklık senkronizasyonuna sahip değildir. Üreticiler, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak fotometrik performansı belirlemek için IES LM82 standardını kullanmalıdır. LED teknolojisi için, garantiyi geçersiz kılacak ortam çalışma sıcaklıklarının tanımlanması ve yayınlanması önemlidir. Laboratuvar sahipleri, LED lambalar için her zaman en az 5 yıl ürün garantisi talep etmelidir.

LED’lerin Değiştirilmesi
Çoğu insan, bir LED ürününün kullanım ömrünün, üretilen ışığın yüzde 30 oranında azalması için geçen süre olduğunun farkında değil. Bu, yayın ömrü 50.000 saat olan LED’ler 100 fc sağlamak için kullanılırsa, 50.000 saatte yalnızca 70 fc üretecekleri anlamına gelir. 50.000 saat sonunda da çalışmalarına rağmen yeterli ışık sağlamazlar ve değiştirilmeleri gerekir. Tesis ve bakım teknisyenleri, ışık seviyelerini korumak için halen kullanımda olan LED modüllerini değiştirmelidir. Yüzde 30 ışık kaybı kabul edilebilir ise, 50.000 saat sürekli kullanımda olan bir LED ışığın 5 yıl içinde değiştirilmesi gerekir. Günde 10 saat, haftada 5 gün, yılda 52 hafta kullanılırsa 19 yıl sonra değiştirilmesi gerekecektir. Ekipman üreticilerinin, kullanım ömürlerinin sonunda yedek LED modülleri sağlamaları gerektiğini bilmeleri önemlidir. Herhangi bir bayiden satın alınabilen ve herhangi bir aydınlatma armatürü ile çalışabilen akkor ve flüoresan lambaların aksine, LED modülleri, sürücüleri ve kontrol yöntemleri farklıdır. Yedek parçanın lamba üreticisinden temin edilmesi önemlidir. 10 yıl sonra üretilen LED modülleri muhtemelen bugünküyle aynı olmayacak, ancak üretici mevcut bileşenlerin fiziksel bağlantılarını ve işlevsel özelliklerini biliyor ve uygun bir değişim sunabilmelidir. Değiştirilen modüllerin orijinal LED modüllerinin renk kalitesi ve lümenleriyle eşleştiğinden emin olmak için kayıt tutmaları gerekir.

Özet;
LED teknolojisinin bu kadar kısa sürede etkili ve önemli bir hale geldi. Yıllar geçtikçe, enerji verimliliğine ilişkin etkisi giderek artacaktır. Bu led teknoloji aynı zamanda yeni ışık ölçümü ve bakım protokollerini de beraberinde getirdi.

Led teknolojisinin sunduğu enerji tasarrufu, verimlilik, analiz güvenliği, çalışan sağlığı ve performans artışı gibi etkenler göz önünde bulundurularak öncelikle LED aydınlatma sistemleri değerlendirilmelidir. Tüm bunlar aynı zamanda sürdürülebilirlik ve karbon ayak izinin azaltılması için önemli bir girişim olacaktır.

Ürün çeşitliliği artmaya devam ettikçe, standardizasyona devam eden vurgu, laboratuvarın misyonunu ilerleten tutarlı aydınlatma stratejilerine sahip ortamlara yol açacaktır.
Laboratuvar kurulumlarında yöneticilerin, LED paradigma değişimini anlayan aydınlatma uzmanlarıyla çalışması önemlidir. Bu profesyoneller, kuruluşunuzun ileriye dönük yararına olacak akılcı kararları almanıza yardımcı olabilir. Laboratuvar aydınlatma ihtiyaçlarınız için Lab Akademi uzmanlarıyla iletişime geçerek doğru ve akılcı çözümlerle destek alabilirsiniz. Bizimle info@labakademi.com adresinden iletişime geçebilirsiniz.

Kaynaklar;

energy.gov/energysaver/led-lighting

evolveltd.eu/good-lighting-in-the-science-lab

labdesignnews.com/content/uxkjaa3owuem5ixwd516i1puwd4pz5