El Departamento de Energía de EE.UU (DOE) ha publicado un informe final de una serie que documenta el rendimiento de la iluminación LED de alto flujo en un entorno de altas temperaturas durante un período de casi cuatro años. Las aplicaciones de iluminación de alto flujo incluyen iluminación exterior de alta seguridad (como instalaciones penitenciarias y bases militares), así como iluminación de calles y áreas. En ambientes de alta temperatura, tales aplicaciones presentan un desafío formidable para los LED.

Para obtener más información sobre cómo este tipo de ambiente afecta el flujo del LED, al mantenimiento del color, a la eficacia del alumbrado y a la vida útil de los componentes de la luminaria, el programa GATEWAY del DOE documentó la actualización del LED del área de iluminación de Yuma, Arizona, Área de la Patrulla Fronteriza del Sector entre los EE. UU. Y México, donde las temperaturas al atardecer pueden exceder los 100 ° F (38ºC)

Tomando temperatura

En febrero de 2014, se instalaron dos luminarias LED en cada uno de los tres polos secuenciales como  instalación de prueba de la solución de diseño propuesta. Las mediciones de iluminancia se registraron inicialmente al momento de la instalación, luego en septiembre de 2014 a las 2,500 horas de operación, en marzo de 2015 a 5,000 horas de operación, en septiembre de 2015 a 7,000 horas de operación y en septiembre de 2016 a 11,000 horas de operación. Además, cuatro luminarias LED de segunda generación instaladas como parte de la instalación completa en septiembre de 2016 se evaluaron inicialmente y nuevamente en agosto de 2017 después de 4,000 horas de operación.

Los sistemas de iluminación LED instalados en Yuma proporcionaron beneficios sustanciales en lo que se refiere a reducción de energía, uniformidad de iluminación y ahorros de mantenimiento en comparación con el sistema antiguo. Las reducciones en el rendimiento de luz debido a la depreciación durante el período de operación inicial (7.000 horas para las luminarias de primera generación y 4.000 horas para la segunda generación) fueron similares a las predichas utilizando métodos de estimación de la depreciación de luminarias de Illuminating Engineering Society e igualmente similares para otros sistemas LED evaluados por el programa GATEWAY.

Los niveles de iluminancia producidos por las luminarias de primera generación disminuyeron drásticamente entre 7.000 y 11.000 horas de funcionamiento. Se encontró que la iluminancia medida de estas luminarias a las 11,000 horas disminuyó en más del 50% en comparación con las mediciones iniciales después de la instalación. La causa de esto todavía no se conoce y puede estar relacionada con las condiciones únicas de la instalación de prueba de las luminarias de primera generación, pero el entorno de alta temperatura también puede haber contribuido.

La segunda generación

 Más de 4.000 horas de funcionamiento, las distribuciones de potencia espectral (SPD) medidas y las características de color relacionadas para las luminarias de segunda generación cambiaron en mayor medida de lo esperado. El ambiente de alta temperatura en Yuma puede haber causado, o al menos contribuir a, estos efectos, aunque las características de diseño de la luminaria también pueden contribuir a cambios acelerados en SPD.

Las luminarias de segunda generación exhibieron una variabilidad de color sobre el ángulo que producía diferencias de color notables en la arena iluminada debajo del sistema. La determinación de SPD y métricas de color relacionadas en diferentes ángulos no se incluye actualmente en las pruebas fotométricas de luminarias estandarizadas. Este tipo de variabilidad puede no ser tan notable en otras aplicaciones, pero el resultado de Yuma demuestra que a medida que la tecnología de iluminación de estado sólido (SSL) continúa evolucionando, la naturaleza y el alcance de los datos que los desarrolladores de productos, fabricantes y especificadores necesitan para evaluar el rendimiento de los productos y sistemas también están cambiando. El desarrollo de procedimientos relevantes de prueba e informe y las métricas de aceptabilidad necesariamente van a la zaga de la identificación de la necesidad de ciertos tipos de datos.

 Una brecha entre el laboratorio y el rendimiento en el campo

Los resultados de la evaluación YATE GATEWAY resaltan la brecha que aún existe entre las pruebas de rendimiento basadas en laboratorio de los productos y sistemas de iluminación LED, y su desempeño en el campo, es decir el rendimiento de la luminaria una vez instaladas y con las condiciones del entorno real.  Mientras que los métodos de prueba estándar como LM-80 y las técnicas de cálculo definidas, como TM-21 y TM-28, proporcionan una parte crítica de la información necesaria para SSL, los resultados de este proyecto muestran que las condiciones de aplicación del sistema y campo pueden hacerlo difícil de predecir el rendimiento instalado en el tiempo. Estas predicciones son probablemente más difíciles en condiciones extremas, como las que se encuentran en la evaluación de Yuma.

Si bien los beneficios iniciales de energía, iluminación y mantenimiento en relación con el sistema actual fueron bien documentados y produjeron resultados muy satisfactorios para Aduanas y Protección Fronteriza, la evaluación genera dudas sobre el rendimiento a largo plazo de los sistemas de iluminación LED en entornos de alta temperatura. Se necesitan mejoras continuas de los métodos y estándares de prueba actuales para luminarias LED, así como nuevos enfoques para el desarrollo de productos y sistemas, para mejorar el rendimiento de los sistemas de iluminación LED.