La Tecnologia LED in Acquario

Led BluL'idea di sostituire le tradizionali tecnologie per la produzione di luce con quelle a tecnologia LED sta diventando una realtà sempre più conveniente ed a basso impatto ambientale, tanto che, già da qualche anno, qualcuno ha pensato bene di estendere questa rivoluzione anche al mondo dell'illuminazione degli acquari.

Il CIR dopo aver deciso di approfondire l'argomento dedicandovi la serata tematica del 24/4/2010 ('LED "Salati" in acqua "Dolce') ha pensato di lanciarsi in una ragionata sperimentazione pur non prima di aver approntato un'analisi di fattibilità ed aver verificato le valutazioni costi/benefici risultanti.

Aggiornamento del 10-12-2010

 

La città di Raleigh, nel Carolina del Nord (U.S.A.), sembra essere stata la prima città al mondo che dal 2006 ha avviato una sperimentazione su larga scala sull'illuminazione pubblica affidata alla tecnologia LED. Ha iniziato con illuminare un parcheggio sotterraneo e, ottenuto un risparmio energetico del 40%, ha seguitato procedendo alla progressiva estensione di questa sperimentazione (vedi: http://www.ledcity.org/)

In Italia, invece, pare essere la città di Torraca (SA) a vantare questo primato fregiando a ragione del titolo di "LED City"! La cittadina di poco più di 1.200 anime è la prima città al mondo illuminata completamente con la tecnologia LED. Grazie a un coraggioso investimento di 280 mila euro, la vecchia rete di illuminazione pubblica è stata interamente sostituita con una a LED con l'installazione di circa 700 punti luce. Secondo l’amministrazione comunale di Torraca, i nuovi impianti comportano un risparmio energetico di circa il 65% e una riduzione dei costi di manutenzione pari a circa il 50% nonché il 90% in meno dell’inquinamento luminoso.

 

Ecco alcuni interessanti link:
http://www.comuneditorraca.it/
http://www.ecowiki.it/torraca-la-citta-dei-led.html
http://www.ansa.it/ecoenergia/notizie/fdg/200711091338296424/200711091338296424.html

 

A chi andrà in futuro questo primato? Chi lo può dire! Fatto sta che l'idea di sostituire le tradizionali tecnologie per la produzione di luce con quelle a tecnologia LED sta diventando una realtà sempre più conveniente ed a basso impatto ambientale, tanto che, già da qualche anno, qualcuno ha pensato bene di estendere questa rivoluzione anche al mondo dell'illuminazione degli acquari.

 

Ci chiediamo, al di là di ogni enfasi e risonanza, la tecnologia LED offerta oggi dal mercato (metà anno 2010) è già pronta a rendere conveniente questo passo?

Come si è letto nella premessa, a questo delicato quesito il CIR ha voluto dedicare la serata tematica ("LED "Salati" in acqua "Dolce").
In quest'ambito abbiamo approfondito alcuni aspetti che legano l'uso della tecnologia LED al mondo degli "acquari" (in particolare agli acquari d'acqua dolce); si è tentato di sviscerare sia gli aspetti più generali riguardanti l'uso della luce in acquario d'acqua dolce (allestiti con con piante o senza), che altri elementi più generali relativi all'uso delle tecnologie tradizionali (già ampiamente sperimentate nel contesto acquariofilo) mettendo in evidenza quei parametri di valutazione utili per confrontare, anche dal punto di vista economico oltre che prestazionale, le varie soluzioni a tecnologia LED oggi offerte dal mercato, rispetto a quelle affidate a tecnologie più tradizionali (T8, T5, PL, HQI). 

Questo il programma della serata articolato in 9 punti:

1 - I termini per capire la luce
2 - Cos’è il LED
3 - La luce in acquario: esigenze e peculiarità
4 - Le fonti di luce tradizionali per acquario
5 - Tecnologie a confronto
6 - I LED – conosciamoli meglio
7 - LED VS Lampade Fluorescenti
8 - Casi di test
9 - Soluzioni LED: alcune proposte!

Non vogliamo in questo articolo riproporre i contenuti della serata (per i quali si rimanda alla documentazione tecnica a disposizione dei soci dell'Associazione), quanto invece evidenziare alcune considerazioni e documentare le successive attività che l'argomento ha stimolato.

 

Le prime valutazioni economiche/prestazionali hanno dimostrato che l'investimento iniziale (certamente più oneroso rispetto a quello su altre tecnologie più datate) è recuperabile non prima di alcuni anni di funzionamento a regime del nuovo impianto LED! Questo "recupero" risulterà più rapido e vantaggioso, proporzionalmente, in relazione al:

  • più lungo tempo di vita dei LED (20.000 - 50.000/100.000 ore),
  • più bassi consumi energetici (efficienza) a parità di luce prodotta (Lumen/Watt) e
  • più bassi costi sull'investimento iniziale e sulla manutenzione nel tempo.

 

D'altro canto l'investimento su un impianto LED oggi non è cosa da poco, dato che si può arrivare a spendere anche circa 10 volte di più rispetto all'acquisto (iniziale) di soluzioni a tecnologia "tradizionale"!

Ovviamente il LED proposto oggi dal mercato paga lo scotto di una tecnologia giovane, ancora in evoluzione, con costi di ricerca che devono essere ammortizzati ai quali andranno sommati i futuri costi della ricerca ancora in corso.

Nell'esempio, che riportiamo a titolo puramente esemplificativo, presentiamo la simulazione grafica dei possibili benefici economici che si possono avere applicando la tecnologia LED (strisce LED 12V - 11W 920lm - 71€) in sostituzione alle lampade fluorescenti "PL" (11W - adatte all'illuminazione di acquari di piccole dimensioni, tutto sommato economiche e con discreti rendimenti prestazinali).

 

Output grafico del modello di calcolo dinamico per l'elaborazione della simulazione a tendere dei benefici economici LED vs PL...

 Dai grafici è evidente il momento in cui ha inizio il recupero economico che corrisponde al punto in cui la curva nera si interseca con quella blu (nell'esempio con il confronto con la tecnologia PL - che è abbastanza competitiva - questo momento avviene dopo circa ben 7 anni. Per una più chiara valutazione sono state evidenziate separatamente le analisi della due principali componenti sui costi: quella relativa alla spesa per l'acquisto iniziale (vedi il grafico in basso a sinistra) e quella riferita ai soli costi energetici (vedi il grafico in basso a destra. La simulazione prende in cosiderazione tutto o quasi:

  • i tempi di vita teorici delle due tecnologie,
  • i costi di acquisto per la sostituzione ogni 4000 ore delle lampade PL,
  • i costi energentici,
  • l'incremento medio dell'indice ISTAT negli anni e la relativa ricaduta su tutti i costi,
  • i rendimenti dei diversi impianti di pilotaggio delle lampade (PL=ballast / LED=alimentatore).

Non si tiene conto di eventuali costi straordinari per riparare (nel tempo) eventuali avarie, sempre possibili, ai circuiti di alimentazione.

 

Anche se non direttamente riferibile alla sperimentazione oggetto di questo articolo, può essere interessante condividere, invece, i risultati (ben più ottimistici) della simulazione di confronto tra una barra LED da 50cm (12V - 12W - 970 lumen - €48.00) ed un classico ed economico tubo fluorescente (T8) da 21W (in grado di erogare circa la stessa quantità di luce).

Output grafico del modello di calcolo dinamico per l'elaborazione della simulazione a tendere dei benefici economici LED vs T8...

Grafico della simulazione a tendere della sola componente economica derivante dai costi d'investimento...

Vediamo subito come qui le cose cambiano: si inizia ad avere un risparmio già dopo circa il primo anno e mezzo di gestione della vasca.

L'idea che abbiamo consolidato già dopo le prime valutazioni è che, al momento attuale, gli spazi ragionevolmente convenienti per la sostituzione delle tecnologie tradizionali con quelle a LED sono quelli relegati a sistemi molto datati, impostati su lambade T8 con ballast elettromagnetici o, meglio ancora (visto i costi di acquisto più elevati), alle lampade HQI (vapori alogenuri) - più usati nel mondo degli acquari marini.

Per il resto il mercato, inteso come:

  • costi di acquisto,
  • chiarezza sulle caratteristiche delle varie soluzioni a tecnologia LED proposte
  • effettivo rendimento (efficacia: lm/w - quantità di lumen erogabili con un watt di energia elettrica),

deve ancora consolidarsi e crescere ... e nel giro di pochi anni lo farà senz'altro!

Quindi, al momento, restando nell'ambito degli acquari d'acqua dolce, la ragionevolezza ci invita a limitarci ad

  • abbinare la tecnologia LED ai fotoperiodi garantiti principalmente dai tubi T5, o
  • impiegare il LED per la luce blu (effetto lunare), o al massimo
  • valutare una sperimentazione Full-LED su vasche a cubatura limitata (per ridurre l'impatto sui costi iniziali, certamente più rilevanti di qualsiasi altra soluzione oggi disponibile a parità di luce prodotta).

 

Investimenti su vasche più grandi sono certamente già oggi convenienti, ma solo nei lunghi periodi. Infatti, calcolatrice alla mano, già oggi lampade a tecnologia fluorescente T5 o PL presentano valori di efficienza luminosa (Lumen / watt) spesso ragguardevoli ed a volte decisamente più elevati e convenienti delle tecnologie LED mediamente disponibili sul mercato.
L'unico vantaggio la tecnologia LED lo mantiene sul tempo di vita: prima infatti che la luce prodotta da LED subisca una riduzione di circa il 30%, se ben alimentati, questi possono lavorare anche sino a 100.000 ore (anche se la forbice di oscillazione media delle soluzioni analizzate, proposte dal mercato, variano prevalentemente tra 20.000 e 50.000 ore.

 

Come già detto, questo vantaggio, rende convenienti i LED solo nel lungo periodo a fronte di un non indifferente investimento iniziale!

Inoltre, come è stato sottolineato da alcuni soci, l'allestimento di un acquario di acqua dolce può essere soggetto a revisioni più frequenti rispetto ad un acquario marino, richiedendo la necessità di rivedere l'impostazione del parco luci in relazione alla nuova impostazione della vasca.
E' pur vero che le soluzioni LED sono certamente quelle che, rispetto ad altre tecnologie, offrono il maggior potenziale di scalabilità e modularità necessari per questi cambiamenti, ma questo dipende molto dalla specifica soluzione LED acquistata!

 

Nonostante queste premesse di fondo, in definitiva poco rassicuranti, alcuni soci del CIR hanno deciso di avviare una progettazione finalizzata alla sperimentazione di illuminazione LED su vasche con volumi decisamente contenuti:

 

- La Tecnologia LED in Acquario (Parte Prima)

Raccolta strutturata delle esigenze, analisi delle offerte del mercato e individuazione delle soluzioni che valuteremo essere più adatte (anche sotto l'aspetto tecnico/pratico oltre che quello prestazionale), sviluppo di un modello di progettazione con preventivi di spesa individuali, approfondimenti sulle Componenti Fitostimolanti, la temperatura della luce, LED per "Attinico", sistemi di alimentazione. Seguino le valutazione dei preventivi di spesa e la scelta definitiva dei componenti, quindi l'acquisto collettivo del materiale.

 

- La Tecnologia LED in Acquario (Parte Seconda)

Progettazione pratica, realizzazione, installazione, osservazione e rilevazione strutturata dei dati.

 

Seguite gli sviluppi della sperimentazione su quest'ultimo articolo work in progress...

By ValerioSub

 

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