Con la loro evoluzione tecnologica e la diffusione capillare in tutti i contesti installativi, le sorgenti luminose – insieme alla relativa componentistica ausiliaria – hanno assunto un ruolo centrale tra i carichi elettrici da alimentare. Dal filamento di cotone carbonizzato della lampadina di Edison alla giunzione a semiconduttore degli attuali LED, continuano a illuminare il percorso del progresso all’insegna dell’efficienza e della sostenibilità
Già dalla famosa “Guerra delle correnti” di fine XIX secolo, tra gli utilizzatori elettrici, le sorgenti luminose, insieme agli organi illuminanti che le ospitano, si sono ritagliate uno spazio importante in termini di indiscussa utilità e di sviluppo tecnologico. Una sorgente luminosa converte potenza elettrica (P, in Watt [W], assorbita) in flusso luminoso (φ, in lumen [lm], resa) e il suo parametro di riferimento è l’efficienza luminosa:
L’evoluzione tecnologica ha comportato la profonda trasformazione di questo tipo di apparecchiature, sia come utilizzatori sia come carichi elettrici, sia in termini di prestazioni sia di efficienza energetica e di compatibilità ambientale.
La diffusione sul mercato di circa 20 anni fa vedeva la prevalenza delle sorgenti a incandescenza (45%) su quelle fluorescenti lineari a tubo (32%), quelle alogene (11%), quelle fluorescenti compatte o CFL (9%) e quelle a scarica (3%). Dal 2011 cominciò la diffusione delle lampade a Led che, con la messa fuori produzione in UE delle sorgenti a incandescenza, fluorescenti e a scarica, sono all’attualità dominatrici incontrastate del mercato in quasi tutti i contesti illuminotecnici.
Le sorgenti a incandescenza e alogene – scarsamente efficienti a causa dell’elevata dissipazione di potenza per effetto Joule – sono carichi puramente resistivi (cosφ = 1), ovvero non necessitano di circuiti di correzione, hanno comportamento lineare e non distorcono la forma d’onda della corrente.
Le sorgenti fluorescenti, invece, hanno bisogno di dispositivi ausiliari come reattori o ballast – ferromagnetici o elettronici – per avere l’accensione della lampada e il mantenimento della scarica in gas con correnti controllate. I primi sono costituiti da un’induttanza e da uno starter esterno per generare il picco di tensione che innesca il tubo; sono pesanti e possono causare sfarfallio o ronzio (flickering). I secondi, leggeri ed esenti da flickering, utilizzano componenti elettronici per convertire la frequenza di rete (50 Hz) ad alta frequenza (>20 kHz) e non necessitano di starter esterno.
Le sorgenti a scarica (sodio ad alta pressione o ioduri metallici) richiedono invece accenditori ad alta tensione e sono caratterizzate da elevati tempi di (ri)accensione.
Le sorgenti a Led, basandosi su componenti a semiconduttore, necessitano di alimentazione elettrica in corrente continua – filtrata e stabilizzata – che viene garantita da alimentatori (driver) “a commutazione” (switching); essi forniscono uscite a tensione costante (CV – collegamento di più led in parallelo) oppure a corrente costante (CC – alimentazione di più led di potenza in serie).
Tutte le sorgenti diverse da quelle a incandescenza, a causa dei dispositivi ausiliari associati, non si comportano come resistenze pure ma, generalmente, come impedenze ohmico-induttive (tabella).
Un organo illuminante attualmente disponibile sul mercato, configurandosi come carico elettrico monofase, assorbe le potenze:
con UFN = 230 V (valore efficace della tensione fase-neutro @50 Hz).
Il valore efficace della corrente assorbita quindi è pari a:
In impianti estesi con un’elevata potenza elettrica installata per l’illuminazione con sorgenti Led è importante tenere in conto la corrente di spunto dei driver che, all’accensione, può generare picchi di corrente decine di volte superiori alla corrente nominale per frazioni di millisecondo.
