LEDs en aplicaciones de iluminación ¿cuanto tardará en tener éxito frente a otras soluciones?

En el marco de LEDs Conference 2010 Tom Pearsall de EPIC (European Photonics Industry Consortium) presentó un panorama general del mercado de los LEDs en el mundo. El consorcio europeo de la industria fotónica, EPIC, enfoca sus acciones en LEDs y OLEDs para iluminación, fibra óptica para telecomunicaciones, manufactura de láser, sensores, fotovoltaje y fotónica.  El especialista inició con  pregunas como: ¿estamos listos para los LEDs?, ¿cuánto falta para que el mercado esté preparado para cambiar?, ¿cuanto falta para que la tecnología sea accesible?, ¿es la verdadera solución y forma de alumbrado que requerimos? Para responder a estas interrogantes, Pearsall presentó información relevante dando un panorama bastante competo sobre la stuación actual de los LEDs en  la industria de la iluminación. A continuación presentamos un resumen de los principales conceptos de la presentación.

Datos de mercado en 2009

De la  Producción Fotónica europea en el 2009 (52 mil millones de euros) el mercado de iluminación ocupa el 13 % de la producción (6 mil millones); solamente el 3% es para “flat panel displays”; en comparación con Asia que es del es del 35%.

Productores en el sector de iluminación con mayores utilidades en 2009 (en un mercado de $6 mil millones):

  • Nichia 20%
  • CREE 11%
  • Osram Opto 10%
  • Philips 9%
  • Showa Denko 7%
  • Epistar 7%
  • Stanley 5%
  • Citizen 4%

El  volumen de producción se está incrementando  y la tendencia en el 2012 es que la producción será mayor, especialmente para:

  • Displays para exteriores
  • Backlight para televisores LCD
  • Automotriz y  Backlight para Laptops
  • Backlight para teléfonos
  • Señalización.

Lámparas incandescentes

Volumen del mercado:

  • 12 billones en el Mundo
  • 2.1 billones en Europa

Base Instalada (soquets):

  • 15 billones en el resto del Mundo
  • 4 Billones en Europa

En el  2008 el mercado se contrajo un 5%  debido a los reemplazos de fluorescentes:

Iluminación general, hechos:

  • Pocos consumidores compran basados en la tecnología, les interesa más el ¿cómo se ve? y el ¿cuánto cuesta?
  • Prefieren las lámparas incandescentes por el costo inicial que es por lo menos 5 veces más económico que otros tipos de iluminación. Aunque el costo total de utilizar lámparas incandescentes en un cálculo a 10 años es aproximadamente 2 veces más alto que utilizar fluorescentes compactas.
  • La conclusión es que el consumidor no ha sido informado adecuadamente, un gran error del marketing de las compañías. “The purchasing public has not been properly educated.  – A major marketing failure”

El modelo de negocio de las lámparas es:

Incandescentes y Fluorescentes: con un crecimiento del 5% anual, los mayores ingresos se originan de vender los reemplazos.

Philips y Osram ahora están vendiendo “nuevas” incandescentes, casi todas con tecnologías halógenas.

Fluorescentes compactas e Iluminación en Estado Solido

Como las fluorescentes compactas reemplazan a las incandescentes, el mercado de reemplazos se reduce.

Los LEDs no se  funden, se pueden tener de por vida.

La utilidades vienen de fabricar nuevos luminarios no por la venta de LEDs, la obsolescencia planeada es muy importante, por lo tanto los luminarios de los autos son el ideal, así como los proyectos arquitectónicos.

Modelo de negocio para los LEDs

Aparentemente no hay un mercado para usar los LEDs como simple reemplazo de lámparas. (lightbulb)

Lamparas de LEDs comerciales ya se están vendiendo,  cuestan de 4 a 6 veces más que las fluorescentes compactas , que cuestan 4 veces más que las incandescentes.

El LED debe fabricarse de maneras especiales diseñadas para aplicaciones específicas: automotriz, Iluminación Arquitectónica y LCD Backlighting

 

Comparativo de recuperación de inversión

En una comparación del costo de un incandescente, un CFL y un LED  (con esos lúmenes por watt) Tenemos el costo inicial… y a 10 años… utilizar un LED sigue siendo mas caro que reemplazar con un CFL por lo tanto, el precio debe de bajar hasta unas 4 veces para que sea competitivo.  (como se ve en la linea inferior)

Recuperación de la inversión

 

Cuales son las mejoras necesarias en el desarrollo de los LEDs?

La tendencia conocida como la Ley de Haitz (predicciones-observaciones acerca de las tendencias  de los LEDs en el desempeño y costo, a través del tiempo) nos dice que:

  • -El costo por lumen está baja aproximadamente  un  10% anual
  • -Podríamos esperar hasta una reducción de un 40% en el costo total en 5 años

Algunas mejoras podrían ser:

  • Procesarlos en sustratos mas grandes.
  • Incrementar el tamaño del chip
  • Menor costo,
  • Mejoras en la eficacia
  • Innovaciones en el manejo térmico
  • Simplificación de la interfase eléctrica

La ley de Haitz nos dice que para romper ciertos conceptos es necesario:

  • Proceso continuo de los LEDs
  • Nuevos sustratos sintéticos
  • Alternativas a los fósforos para la conversión de longitud de onda para que se mantenga repetidamente la temperatura de color.

Otra clave para reducir el costo viene de la generación de ESTÁNDARES  pues trae reducciones importantes en le costo a los fabricantes y atraerá más a los consumidores…

Eficacia: el esfuerzo por los 200 lúmenes por watt

Para Llegar a los 200 lúmenes por watt, se requieren las siguientes mejoras: mejor electrónica en los drivers y controladores, mejorar los materiales y la óptica y el punto más importante: Manejo térmico  (o disipación de calor)

Eficacia: los 200 lúmenes por watt


 

Manejo térmico de los LEDs:

Actualmente los LEDs generaun un 70 a 85% de calor; al igual que los incandescentes, generan más calor que luz, (aunque generan de 5 a 8 veces más luz),  pero hay que considerar  que las lámparas incandescentes son generadores eficientes  de calor radiante, factor importante y reductor de costos al momento de pensar en la calefacción, cosa que no ocurre con los LEDS pues el calor se disipa de manera diferente.

Iluminación automotriz: Un buen asunto para los LEDs

 

Ventajas de los LEDs:

  • Fuente de alto brillo que puede ser proyectada y afocada.
  • Fuente de alta luminosidad
  • Encendido y apagado rápido  ( > 1 mSec)
  • Luces rojas naranjas y blancas
  • Las lámpara  fluorescentes compactas no tienen cabida en la luz automotriz.

Datos:

  • 200 billones de litros de petróleo por día son necesarios para la iluminación en los automóviles, la mitad puede ser ahorrado con luces altamente eficientes, aun así Honda Accord ha abandonado el plan de usar LEDS en la luz trasera.
  • Hay que pensar en que el automóvil como  un Luminario “high end”
  • El automóvil es descartado cada 5 años.
  • Considerando que se utilizan 300 LEDs por automóvil y se producen 50 millones de nuevas unidades al año, el mercado para la iluminación automotriz con LEDs tiene mucho potencial.

Iluminación Arquitectónica:  Otro mercado muy redituable para los LEDs

Ventajas de los LEDs:

  • RGB es posible y ampliamente utilizado
  • No requiere instalaciones mecánicas para los cambios de color
  • Es posible cambiar rápidamente de color
  • Ahorrador de energía
  • Larga vida, que es muy importante cuando el mantenimiento de la lampara es difícil.

Retos:

  • La homogeneidad de la luz especialmente para los baños de pared
  • Tendencia  a sellar o encapsular los Módulos para usos en exterior

Punto de vista de Philips:

La iluminación con leds tendrá el 50% del mercado en el 2013

El mercado de iluminación se habrá duplicado para el 2020 y los LEDs tendrán el 85% de ese mercado

El 70% de las utilidades serán de la venta de luminarios.

Conclusiones

La iluminación con LEDs sigue siendo muy cara para iluminación en general

Las “bombillas” de leds son 4 o 5 veces mas caras que los fluorescentes compactos.

La sustitución de los T8 por leds aun no es competitiva

Los LEDs son la mejor elección en ciertas aplicaciones especificas:

  • Automotriz
  • Iluminación arquitectónica
  • Señalización
  • Backlight displays.

Aun se necesita que los LEDs reduzcan su costo unas 4 o 5 veces.

Recordemos que  este estudio de mercado lo proporciona una agencia europea.  Las cifras económicas son muy diferentes a la situación en Latinoamércia, substituir sistemas de iluminación fluorescente de última generación por LEDs, tal vez no sea la “gran” solución ahorradora.  La industria de los LEDs se está moviendo rápidamente y el escenario está evolucionando. La tecnología que se requiere para producir buenos productos con LEDs requiere una enorme capacitación y los fabricantes deben de saber comunicar al mercado los pros y contras de esta enorme sustitución tecnológica en la iluminación.

Para mayor información visiten http://www.epic-assoc.com donde podrán encontra un estudio detallado de las Tecnologias de Fabricación de LEDs

EPIC

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