Mänskligheten står inför stora utmaningar, troligen större än någonsin tidigare. Befolkningsökningen är en av dem. I dag är vi nära 7 miljarder människor och innan seklet är halvt troligen 9 miljarder. Redan i dag använder vi mera resurser än vad som egentligen är tillgängliga på vår jord. Den andra stora utmaningen är hur vi hanterar klimatförändringen som med största sannolikhet är en effekt av den rika världens vana att använda fossila bränslen i stället för förnyelsebara energikällor.
Stora ansträngningar görs på olika håll för att finna lösningar på problemen. Detta främst genom att finna metoder att minska resursanvändningen utan att sänka levnadsstandarden. En sådan lösning är att förbättra och öka användningen av förnyelsebar energi. En annan lösning är att finna effektivare sätt att använda energin.
Ett av de områden där det finns stor effektiviseringspotential är byggnader. Byggnader står för nära hälften av världens energianvändning; mer än samfärdsel och industri. I byggnader står ofta belysningen för 35–40 procent av den elektriska energianvändningen; i skolor och sjukhus ofta 50 procent eller mer. För att inte nämna butiker av olika slag där användningen är ännu större.
Enligt IEA (International Energy Agency) är användningen av elenergi för belysning 19 procent av världens totala elenergianvändning. Mot denna bakgrund är det inte märkligt att belysning blivit ett uppmärksammat område, både inom och utomhus, för energieffektivisering. Sedan den förra energikrisen har ljuskällor av olika slag förbättrats och blivit effektivare, men inte tillräckligt. Lyckligtvis har under de senaste åren den helt ny typ av ljuskälla utvecklats som är både ljuseffektivare än vanliga lysrör eller CFL, ”energispar-lampor” och dessutom kvicksilverfria. Det är Light Emitting Diodes, eller som de vanligen benämns LED.
I grunden är dioden en likriktare för elektrisk ström, men under vissa förutsättningar kan den också utstråla ljus.
Regeringen har aviserat sin ambition att EU bör minska sina koldioxidutsläpp med minst 30 procent fram till år 2020, räknat från basåret 1990. Om Sverige tar sig an samma utmaning skulle det innebära att utsläppen måste minska med 15 miljoner ton. Byte av svenska belysningssystem skulle motsvara minst en femtedel av den minskning Sverige bör göra för att nå detta mål.
En modern belysningsanläggning använder bara använder bara en fjärdedel så mycket el och 30-40 procent så mycket energi som en 10-15 år gammal anläggning. Utbytestakten är dock låg, cirka 3 procent per år. Om vi ska våga oss på en framtidsspaning så ser vi några tydliga trender framför oss. För det första tror och hoppas vi att fler företag och offentliga verksamheter slutar att slösa pengar på dyra elräkningar och i stället byter ut sin belysning mot energisnålare alternativ.
Det finns oerhört mycket energi att spara på den moderna belysningstekniken speciellt genom att utnyttja LED som ljuskälla. På senare tid har man också insett belysningens inverkan på individens hälsa och denna forskning accelererar. Man har konstaterat att de flesta av våra vanligaste ljuskällor saknar de spektrala egenskaper som har en positiv hälsoaspekt än ny ljuskälla med hög utvecklingspotential (energieffektiv och hållbar) är LED, som ger ett betydligt mera hälsosamt ljus med bättre färgåtergivning än till exempel lysrör med samma märkeffekt
Utvecklingen på senare tid har varit enorm. Dagens LED ger mer än 1 000 gånger mera ljus än de från 1960-talet vilket är mer än 100 lumen/watt. Inom något år kommer det att finnas LED för vitt ljus med ett ljusflöde över 150 lumen/watt. De bästa lysrören ger cirka 100 lumen/watt och de bästa urladdningslamporna som högtrycksnatriumlampan ger cirka 140 lumen/watt, men med ett betydligt sämre ljusspektrum än LED.
Ofta hör man att LED är framtidens ljuskälla men att teknologin inte är mogen. Den måste utvecklas och utprovas mera innan den kan användas allmänt är en vanlig kommentar.
Faktum är att LED är en äldre ljuskälla än exempelvis lysrör eller högtrycksnatrium (HPS) lampan som i dag är den vanligaste ljuskällan för gatubelysning.
Att teknologin inte är mogen är ett av de vanligaste missförstånden. Anledningen är helt enkelt att belysningsindustrin hitintills inte har lärt sig tillräckligt om hur LED ska användas och därför ofta gör misstag som påverkar framför allt LED:s livslängd.
50 års erfarenhet av hur LED skall användas finns däremot inom den optoelektroniska branschen, varifrån olika företag nu börjat expandera in i belysningsbranschen för att fylla det kunskapsvakuum som existerar där.
LED har större energieffektivitet än andra ljuskällor. Detta gäller inte enbart ljusutbytet per watt utan också att LED i en belysningsarmatur har en bättre optisk verkningsgrad om armaturen är rätt utformad.
Oavsett ljuskällans effektivitet är den (i slutändan) huvuddelen i ett system där den också är beroende av hur effektivt belysningsarmaturen (den monteras i) distribuerar det avgivna ljuset.
För gatuarmaturer för urladdningslampor är systemverkningsgraden vanligtvis mellan 60-70 procent. För en gatuarmatur för LED är systemverkningsgraden i allmänhet 85-90 procent. Eftersom allt ljusflöde från en LED-armatur dessutom kan riktas och kontrolleras bättre kan ljusflödet effektivare riktas mot vägbanan och de ytor som skall belysas, inte mot trädgårdar eller in i lägenheter efter gatan.
Av ljusflödet från en LED-armatur kan 70-80 procent riktas mot vägbanan mot 50-60 procent för vanliga armaturer. Därigenom kan med LED samma väg- och gatubelysningskrav uppfyllas med 30-40 procent lägre energianvändning än med vanliga urladdningslampor.
Lars Bylund
professor, Ljus & Energi, Bergen Arkitekthögskola
gästprofessor Universitetet i Ljubljana
Nils Svendenius
professor, Belysningsteknik
Jönköpings Tekniska Högskola
Ali Moulavi
marknadsdirektör Uppsala
Jan Kans
vd, RFAB
UNT 7/3 2012