No todos los LED son iguales.
Elegir el LED adecuado para el desarrollo y la producción de una luminaria para plantas que sea eficiente y duradera implica considerar muchos aspectos y criterios de selección. Aunque la mayoría de los LED parecen iguales a primera vista, la verdad es que existen enormes diferencias cuando los analizamos en más detalle.
La clasificación de los LED
En general suele distinguirse entre las siguientes tecnologías LED:
LED de alta potencia
- Corriente de servicio típica de 350 mA y superior
- Potencia de 1 W a 5 W
- 1 chip de hasta 2 mm2
LED de paquete de escala de chip
- Corriente de servicio típica de 350 mA y superior
- Potencia de 1 W a 5 W
- 1 chip de hasta 2 mm2
LED de potencia media
- Corriente de servicio típica de 65 mA
- Potencia de 0,2 W a 1 W
- 1 chip de hasta 0,64 mm2
LED de chip en placa (CoB)
- Corriente de servicio típica en función del tamaño y la conexión del CoB
- Potencia de 5 W a 100 W
- Varios chips LED con un área de hasta 0,64 mm2 por chip
LED de matriz de chips (CA)
- Corriente de servicio típica en función del tamaño y la conexión de la CA
- De 1 W a 5 W
- Hasta 6 chips con un área máx. de 0,64 mm2 por chip
Los LED de alta potencia y los LED de paquete de escala de chip
Los LED de alta potencia
Los LED de alta potencia se caracterizan por una elevada densidad de potencia. Esto explica que un LED de 3 mm x 3 mm con una corriente de servicio de 700 mA pueda llegar a emitir un máximo de 6,2 µmol/s de luz. El chip LED finísimo suele instalarse sobre un sustrato cerámico y, después, se encapsula con una óptica primaria de silicona. El mejor LED de alta potencia que existe en la actualidad no incluye reflectores ni hilos de soldadura. Por eso, estos LED son extremadamente robustos contra influencias externas como el azufre, la humedad y las distintas temperaturas.
Ventajas del LED de alta potencia
- La mejor eficiencia con el LED rojo
- Hasta 4,4 µmol/J
- Hasta un rendimiento del 79 %
- Extremadamente robusto y duradero
- LM90 > 100 000 h
Inconvenientes del LED de alta potencia
- Coste elevado
- Solo eficiencia media con el LED blanco
Paquete de escala de chip
En el fondo, los LED de la clase de escala de chip son idénticos a los LED de alta potencia, pero con la diferencia de que el empaquetado es significativamente más pequeño. Además, en la mayoría de los casos se suprime la óptica primaria. Los costes de producción disminuyen con estas dos medidas. Sin embargo, reducir el tamaño también afecta a la eficiencia y a la vida útil.
Ventajas del LED de escala de chip
- Robusto y duradero
- Más económico que un LED de alta potencia convencional
- Ahorra espacio en la instalación
Inconvenientes del LED de escala de chip
- Coste elevado
- Poca eficiencia del LED blanco
- Selección reducida en los LED de color
LED de potencia media
Los LED de potencia media están disponibles en distintas categorías de precios y rendimiento. El elemento en común es su estructura, que se caracteriza por un paquete de plástico, y el encapsulado del chip LED en silicona.
La estructura
El LED de potencia media consta principalmente de una carcasa de plástico. La carcasa aloja el chip LED, que está encapsulado en una mezcla de silicona y material de conversión del color. El contacto eléctrico del chip se efectúa mediante hilos de soldadura o por tecnología flip-chip.
Dependiendo de la calidad y, como no, del precio, la carcasa puede incluir reflectores para dirigir la luz generada por el chip LED desde el empaquetado. Los LED de potencia media más económicos no incorporan reflectores o los que incluyen son insuficientes, por lo que solo se obtiene un rendimiento pésimo.
En los LED de potencia media que son de mejor calidad, los reflectores recubiertos de plata o de óxido de titanio están integrados en el empaquetado. El recubrimiento del reflector influye en el rendimiento y la vida útil del LED. El gran inconveniente de los reflectores recubiertos de plata es que reaccionan con varios productos químicos y con la humedad. La consecuencia es que el reflector se oxida y, por tanto, el rendimiento también disminuye. Una solución para evitar o ralentizar la oxidación consiste en aplicar un recubrimiento protector a los reflectores en el interior del LED. El método más seguro para conservar el rendimiento del LED de potencia media durante mucho tiempo pasa por utilizar el óxido de titanio como material reflector. La vida útil (LM90) de este tipo de LED es de más del doble.
Actualmente solo Samsung (LM301) y Seoul Semiconductor (3030-C12C) ofrecen los LED con reflectores de óxido de titanio. En nuestra opinión, usar los LED de este tipo junto con una buena encapsulación del propio LED es la única solución para mantener el rendimiento del sistema de iluminación a largo plazo.
Cabe señalar que los mejores LED de potencia media para uso en horticultura pueden llegar a cuadruplicar el precio de los LED más económicos. La eficiencia de estas luminarias LED apenas se distingue al principio, pero con tan solo 1000 horas de funcionamiento, las prestaciones de los LED económicos se reducen y, por consiguiente, el rendimiento de la cosecha disminuye significativamente. Por convicción, SANlight opta por la vía duradera y sostenible y apuesta por los LED de gran calidad con reflector de óxido de titanio.
Los LED de chip en placa (CoB)
Hace unos años, este tipo de LED aún se utilizaba mucho en las luminarias de fabricación propia. Con un solo LED pueden alcanzarse los 100 W de potencia. En la actualidad, los LED CoB siguen siendo válidos para proyectos de fabricación propia, en los que la durabilidad y las eficiencias más elevadas no son una prioridad.
La estructura y las características
Un material altamente reflectante (la plata) se aplica sobre un sustrato cerámico o de aluminio. Se adhieren varios chips conectados en serie y en paralelo que después se encapsulan con una mezcla de silicona y material de conversión del color. El tamaño máximo de estos LED es de 50 mm x 50 mm.
Si bien los CoB necesitan muy poca corriente, también es cierto que apenas llegan a la eficiencia de los LED de potencia media modernos. Para ser más exactos, la relación rendimiento/precio está desequilibrada. De forma similar a lo que ocurre con los LED de potencia media, también existe un problema de envejecimiento causado por la oxidación del material reflector. Además, los chips se calientan mucho más debido a la elevada densidad de empaquetado, lo que también influye negativamente en la vida útil.
Los LED de matriz de chips (chip array o CA)
Aparte de las tecnologías LED habituales, el LED de matriz de chips plantea algo relativamente nuevo en el mercado: una combinación de los LED de potencia media con los LED CoB.
La estructura y las características
Varios chips se disponen en una carcasa de plástico con reflector interno. Estos LED también se encapsulan con una mezcla de silicona y material de conversión del color. Las dimensiones suelen ser de 5 mm x 5 mm. Los LED de este tipo destacan por una eficiencia excelente, cuando funcionan por debajo de su potencia nominal. El problema es que siguen siendo muy caros y que su durabilidad aún está por demostrar.
