Tecnologia Led per abbattere i consumi energetici in Europa

Di recente, l’Unione Europea (EU) ha assunto iniziative significative volte alla diffusione dell’utilizzo di lampade a risparmio energetico. Secondo Euronews, l’illuminazione rappresenta attualmente un quarto del consumo totale di energia in Europa. Pertanto, lo sviluppo di sistemi di illuminazione alternativi a maggiore efficienza energetica avrà un effetto importante sui consumi europei.
Nel marzo 2009 è stata adottata una decisione che prevede la graduale eliminazione delle lampade a incandescenza entro il 2012 e delle lampade alogene a bassa efficienza entro il 2016. La misura ha lo scopo di spingere i consumatori a passare a soluzioni di illuminazione che permettano un risparmio energetico.
Questa manovra ridurrà del 30% il consumo di energia per l'illuminazione domestica, che attualmente ammonta al 14% dell’energia totale consumata in Europa: un aumento dell’illuminazione ad alta efficienza energetica potrebbe permettere un risparmio di oltre l’80% dell’energia utilizzata dalle tradizionali lampadine a incandescenza.
Le attuali lampadine a basso consumo e a lunga durata, pur offrendo un risparmio energetico rispetto alle lampadine a incandescenza, presentano dei difetti: in particolare, contenendo materiali pericolosi come il mercurio, non possono costituire soluzioni praticabili a lungo termine. A seguito di lunghe ricerche nel settore dell’illuminazione a basso consumo sono state però prodotte nuove tecnologie che potrebbero rivoluzionare il settore.

[tit:Il progetto OLED100.eu]Gli OLED, diodi organici a emissione di luce, hanno le potenzialità per accrescere notevolmente l’efficienza energetica dell’illuminazione. Il progetto OLED100.eu, progetto finanziato dall’UE e che coinvolge università e aziende di sei paesi, è all’opera per realizzare un sistema di illuminazione basato sulla tecnologia OLED, che risulterebbe due volte più efficiente delle lampade fluorescenti compatte e ben otto volte più delle lampadine a incandescenza.
I normali LED sono già ampiamente in uso, ma formando punti di luce piccoli, seppur intensi, sono adatti più che altro a un’illuminazione localizzata. Al contrario, gli OLED producono ampie superfici di luce calda, e sono così in grado di illuminare ambienti più grandi. Le tradizionali lampadine a incandescenza producono luce con il passaggio della corrente attraverso un filo a spirale, mentre le lampade fluorescenti grazie al passaggio della corrente attraverso un gas. Gli OLED funzionano invece in modo piuttosto diverso: la corrente elettrica viene fatta passare attraverso uno o più strati estremamente sottili di polimeri organici semiconduttori racchiusi da due elettrodi, il tutto unito a un materiale trasparente di substrato. Quando dagli elettrodi viene applicata una corrente, questa attraversa la pellicola, che emette la luce. Modificando il materiale della pellicola, si possono ottenere colori diversi.  

[tit:Dopo il 2011]Entro l’estate del 2011, quando il progetto OLED100.eu si concluderà, i partecipanti si propongono di sviluppare un pannello OLED pienamente operativo, due volte più efficiente e con una durata più lunga rispetto ai tubi fluorescenti. Gli obiettivi sono: un’efficienza energetica di 100 lumen/W, una durata di oltre 100.000 ore di vita utile, una superficie unitaria di 1 m2 e un costo pari o inferiore a 100 euro al metro quadrato.
Il principale ostacolo alla sua diffusa commercializzazione consiste nella capacità dell’attuale tecnologia, che consente soltanto la produzione di OLED ridotti. La realizzazione di pannelli estesi è ancora impraticabile, dal momento che è sufficiente una minuscola particella di polvere per guastare un OLED. Inoltre, la loro produzione, anche su scala ridotta, è piuttosto costosa. Se, tuttavia, gli OLED consentono davvero un risparmio del 50% sulle bollette elettriche nell’UE, come ritengono i coordinatori del progetto, allora questa forma di tecnologia merita senza dubbio un investimento di tempo e denaro.
Se bisognerà attendere ancora qualche tempo per poter realizzare OLED a buon mercato, gli studiosi dell’Università di Cambridge, nel Regno Unito, hanno già ottenuto ottimi risultati nella riduzione del costo dei LED al nitruro di gallio (GaN). Fino a oggi, gli elevati costi di produzione rendevano l’illuminazione al GaN troppo costosa per un utilizzo su vasta scala, impedendone la diffusione come prodotto domestico e commerciale. Nel gennaio 2009, gli studiosi del Centro per il nitruro di gallio dell’ateneo inglese hanno annunciato che il loro nuovo metodo di produzione dei LED al GaN potrebbe ridurre le bollette elettriche delle famiglie del 75% in cinque anni.
Il nitruro di gallio è un semiconduttore artificiale che si è dimostrato troppo costoso per la produzione su vasta scala, a causa della sua bassa resa. Il nuovo metodo dell’Università di Cambridge potrebbe tuttavia ridurre i costi a un decimo dei livelli attuali. Con questa nuova tecnica, il GaN si deposita su wafer di silicio anziché su quelli di zaffiro utilizzati in precedenza, comportando, secondo le previsioni, un miglioramento del 50% in termini di costi ed efficienza.
I vantaggi dei LED al GaN sono sia economici che ambientali: possono restare accesi per 100.000 ore e non contengono sostanze dannose, come il mercurio. Inoltre: si spengono immediatamente e hanno un’intensità regolabile. Gli studiosi dell’Università di Cambridge ritengono che utilizzando le lampade al GaN in tutte le case e gli uffici del Regno Unito si ridurrebbe la percentuale di elettricità utilizzata di una quantità corrispondente all’energia prodotta da otto centrali elettriche.

[tit:Tecnologia LED, oltre l'illuminazione]Le potenzialità dei LED al GaN non sono limitate all’illuminazione: i raggi ultravioletti prodotti da questo tipo di luci potrebbero avere un ruolo nella depurazione idrica e nel controllo delle malattie nei paesi in via di sviluppo, oltre che essere utilizzati per identificare la diffusione del cancro e combattere i superbatteri tipici degli ospedali.  
I LED possono aumentare in misura significativa l’efficienza energetica anche in prodotti diversi dalle lampade. La tecnologia dei LED ha ad esempio già accresciuto notevolmente l’efficienza dei display per computer, telefoni cellulari e dispositivi portatili. Inoltre, si tratta di una tecnologia che consente la produzione di display più sottili con prestazioni e qualità delle immagini più elevate. E oltre a richiedere un minor numero di passaggi produttivi rispetto ai display a cristalli liquidi (LCD) o al plasma, i display a LED presentano anche una maggiore efficienza energetica, poiché non richiedono retroilluminazione.  
Samsung, il maggior produttore mondiale di televisori LCD, ha annunciato nel gennaio 2009 che aumenterà la quota di apparecchi prodotti utilizzando la tecnologia LED. Questi televisori di terza generazione utilizzeranno i LED come fonte primaria di illuminazione: in questo modo, afferma Samsung, potranno ridurre il proprio consumo energetico del 40% rispetto ai modelli tradizionali con schermo a LCD.

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