Lampade al sodio: varietà, parametri tecnici, campo di applicazione + regole di scelta

Le lampade al sodio economiche sono una fonte luminosa pratica per grandi spazi, dove l'obiettivo principale non è la precisione della resa cromatica, ma un'emissione economica, intensa, altamente efficiente e brillante.

I moduli sono affidabili, poco esigenti riguardo alle condizioni ambientali e robusti nell'utilizzo. Con il loro aiuto è possibile ridurre i costi energetici senza compromettere la qualità e la densità del flusso luminoso in uscita.

Tuttavia, affinché le lampade svolgano il loro compito nel modo più efficiente possibile, è necessario selezionarle correttamente in base alle condizioni d'uso previste. Per non perdersi nella varietà, proponiamo di familiarizzare con la classificazione degli apparecchi al sodio, di conoscerne vantaggi e svantaggi, il campo di applicazione e le regole di scelta.

Descrizione generale degli apparecchi di illuminazione

I dispositivi al sodio appartengono ad apparecchiature innovative, moderne ed economiche. L'elemento di lavoro principale in essi sono i vapori di sodio.

Caratteristiche costruttive dei moduli

Tutto il processo avviene in un apposito tubo bruciatore di forma cilindrica, costituito da ossido di alluminio.

Gli elementi che emettono radiazione sono collocati in un bulbo di vetro resistente, dotato dei più diffusi attacchi a vite E27 o E40.

Negli ambienti produttivi interni di grande superficie, le lampade a base di sodio vengono utilizzate solo quando è necessario organizzare un sistema di illuminazione economico che non richieda elevati indici di resa cromatica della sorgente luminosa.

La radiazione risonante che si forma nel processo ha un colore giallo-arancio specifico, chiamato monocromatico.

Ciò significa che, nonostante la luminosità, la densità e la saturazione, il flusso luminoso non offre una buona resa cromatica.

Inoltre, operando a una frequenza doppia rispetto a quella della rete di alimentazione, i moduli sfarfallano notevolmente, rendendoli assolutamente inadatti per l'illuminazione residenziale.

Possedendo uno spettro di luce caldo, i prodotti al sodio si comportano egregiamente nei sistemi di illuminazione stradale utilitaria, decorativa e architettonica. Mostrano un'elevata efficacia in condizioni di nebbia su autostrade, superstrade e strade.

Le sorgenti luminose al sodio sono costituite da un bulbo di vetro termoresistente di forma ellittica o cilindrica. All'interno si trova un bruciatore in alluminio, dotato di elettrodi su entrambi i lati.

Nel gas di riempimento per lampadine al sodio viene spesso incluso lo xeno. Esso contribuisce a migliorare lo spettro cromatico della radiazione.

Questo materiale possiede elevate caratteristiche fisiche e una buona resistenza operativa.

Interagisce correttamente con i vapori di sodio e possiede l'unica capacità di trasmettere circa il 90% dell'energia luminosa prodotta senza subire danni.

Oltre ai composti di sodio, all'interno del tubo a scarica si trovano mercurio e argon.

Al fine di aumentare il livello di ecocompatibilità, i marchi più progressisti nella produzione di prodotti al sodio rinunciano al mercurio.

Il bulbo è dotato di guarnizioni speciali. Queste assicurano il mantenimento del vuoto all'interno della lampadina e impediscono all'ossigeno di penetrare nel bruciatore.

Ciò aumenta il livello di sicurezza operativa dei dispositivi, poiché durante il funzionamento il tubo a scarica si riscalda fortemente e raggiunge valori quasi fantastici di 1300°C.

In tal caso, l'ingresso anche di una quantità d'aria molto piccola può compromettere l'integrità del modulo e provocare una situazione pericolosa per le persone vicine.

Principio di funzionamento dei dispositivi

Alla base del principio di funzionamento del dispositivo al sodio ci sono le scariche ad arco. A seguito della tensione impulsiva che si genera nel tubo interno, esse producono un'intensa luminescenza visibile.

Durante il funzionamento, l'involucro esterno del bulbo della lampadina al sodio si riscalda fino a una temperatura non superiore a 100 °C.

Nei vapori di sodio, responsabili della formazione del mezzo a scarica di gas all'interno del bulbo, predomina la luminescenza spettrale rossa.

Grazie a questa caratteristica, gli aggregati lampada producono una luce uscente di tonalità come:

• giallo;
• arancione;
• rosso nelle sue più svariate tonalità.

Subito dopo l'attivazione, i dispositivi al sodio bruciano debolmente e fiocamente, perché la maggior parte delle risorse energetiche viene spesa per riscaldare adeguatamente il bruciatore di lavoro.

Il flusso luminoso acquisisce la luminosità, la saturazione e la potenza necessarie solo dopo 5-10 minuti, quando la temperatura del bruciatore interno raggiunge il livello necessario per un corretto funzionamento.

Particolarità del sistema di avviamento dei dispositivi

Tutti i prodotti di tipo sodio necessitano di un sistema di avvio. Esso è destinato a realizzare un'accensione ottimale e una comoda regolazione del flusso di corrente. Attualmente sul mercato sono presenti elementi di regolazione dell'avviamento di due tipi.

I produttori di apparecchiature di illuminazione accessorie fabbricano i regolatori di avviamento sotto forma di un unico aggregato integrale o di diversi moduli separati.

Opzione n. 1. Si tratta di un aggregato PRA, progettato per funzionare a un livello di tensione di rete di 220 V. Ha una costruzione semplificata, viene venduto a un prezzo ragionevole e appartiene alle opzioni economiche delle apparecchiature accessorie.

Opzione n. 2. Si tratta di un aggregato elettronico più moderno e progressivo, l'EPRA, che non ha un dispositivo di accensione nella sua costruzione.

Stabilizza la potenza, aumenta significativamente l'efficienza della resa luminosa, elimina lo sfarfallio sgradevole per gli occhi e prolunga la durata operativa del dispositivo al sodio.

I regolatori di avviamento elettronici consentono di ridurre il consumo di risorse energetiche nel sistema di quasi il 30%.

L'unico svantaggio del prodotto è il prezzo più elevato rispetto al PRA. Tuttavia, gli esperti affermano che il dispositivo elettronico si ammortizza rapidamente e aumenta significativamente il comfort di gestione del sistema di illuminazione.

Classificazione degli apparecchi al sodio

Secondo la classificazione principale, le lampade differiscono tra loro per il livello di pressione parziale interna dei vapori di sodio.

I prodotti con valori bassi sono chiamati moduli a bassa pressione (LPS). I dispositivi che mostrano valori elevati appartengono ai dispositivi ad alta pressione.

Ogni categoria ha i suoi pro e contro. Facendo riferimento a questi, l'utente può facilmente scegliere l'apparecchio di illuminazione più adatto e ottimale per i propri parametri.

Caratteristiche distintive dei moduli a bassa pressione

I prodotti a bassa pressione (LPS) hanno diverse caratteristiche specifiche che li distinguono dalla gamma di dispositivi analoghi.

Sono dotati non di un semplice bulbo di vetro, ma di un bulbo di borosilicato ad alta resistenza. Ciò è dovuto all'azione aggressiva dei vapori di sodio sulle superfici di vetro.

In tutte le sorgenti luminose al sodio l'indice di resa cromatica è lo stesso. Solo alla fine del periodo operativo dichiarato dal produttore, l'emissione migra completamente verso tonalità spettrali rosse.

Il funzionamento efficace della lampada al sodio a bassa pressione (NLND) dipende direttamente dalla temperatura ambiente. Pertanto, per garantire condizioni operative ottimali, la lampada viene posta in un bulbo di vetro esterno, che funge da termo e protegge la sorgente luminosa da effetti negativi.

Cosa rende interessanti le lampade ad alta pressione

I moduli al sodio ad alta pressione (NLVD) sono noti per una migliore resa cromatica e un'efficienza fenomenale. Il loro flusso luminoso con potenza da 30 a 1000 W arriva fino a 160 lm/W, e la durata spesso supera le 25 000 ore.

Grazie alle dimensioni compatte del corpo luminoso e alla luminosità senza precedenti del flusso luminoso emesso, il campo di applicazione dei prodotti è molto ampio.

Per le NLVD, durante l'intero periodo di funzionamento, la diminuzione dell'intensità del flusso luminoso per moduli da 400 W non supera il 20% a condizione di un ciclo di combustione giornaliero di 10 ore in diverse condizioni meteorologiche.

I prodotti vengono utilizzati obbligatoriamente con un ballast di tipo induttivo o elettronico. L'accensione viene effettuata tramite un dispositivo speciale (IZU) che fornisce impulsi fino a 6 kW.

Dall'attivazione fino alla comparsa di una piena luce della luminosità necessaria passano da 3 a 5 minuti.

Suddivisione per nomenclatura dei dispositivi

La nomenclatura nazionale comunemente accettata delle sorgenti luminose distingue quattro tipi di apparecchi al sodio. Sono prodotti in diverse modifiche e sono destinati a compiti specifici. Per capire dove utilizzare un particolare tipo di lampada, è necessario conoscerne le caratteristiche distintive.

Cosa sono i DNAT

I DNaT sono moduli tubolari ad arco con attacco a vite e bulbo in vetro di quarzo trasparente. Hanno forma cilindrica e si differenziano dagli analoghi per un'ampia gamma di potenze.

Mostrano un buon livello di efficienza e rientrano nella categoria delle sorgenti luminose economiche.

Gli apparecchi al sodio sono prodotti con attacchi di diverse dimensioni e questo dipende direttamente dalla potenza della sorgente luminosa. Con lo standard E27 sono dotati i prodotti fino a 70 W, mentre gli apparecchi più potenti da 100 W in su sono dotati di elemento di attacco E40.

I prodotti garantiscono un'illuminazione stradale di qualità con una visibilità contrastata marcata in diverse condizioni meteorologiche.

Sono adatti per l'installazione su autostrade extraurbane, in gallerie, aeroporti, ecc. Mostrano ottimi risultati se utilizzati in serre, orti e tunnel.

Il flusso luminoso del DNaT ha un effetto benefico sulle piante, coprendo quasi completamente la mancanza di sole e di illuminazione naturale.

Le DNaMT hanno gli stessi parametri, ma sono prodotte in forma ellissoidale e sono dotate di un bulbo in vetro smerigliato per creare un'illuminazione diffusa più morbida.

Come funzionano i DNAZ

Le DNaZ sono una fonte di luce dotata di un bulbo con un riflettore integrato in pellicola di alluminio specchiante, posizionata ermeticamente sulle pareti interne dell'apparecchio. Sono prodotte in forma ellittica e dotate di attacco a vite classico.

Grazie al riflettore, le DNaZ forniscono un alto livello di illuminazione e durano più a lungo. Il rivestimento specchiante impedisce alla luce di raggiungere il bruciatore, resiste facilmente al riscaldamento a temperature elevate, non si deteriora né si danneggia durante l'uso.

Sono ampiamente utilizzate nell'agroindustria. Imitano con successo la luce naturale e garantiscono la crescita attiva e lo sviluppo di colture orticole e ornamentali coltivate in serra.

In cosa differiscono i DNAS

Le DNaS si differenziano da tutte le altre lampade per la presenza, sulla superficie interna del bulbo, di un rivestimento di materiale diffusore della luce. Questa soluzione tecnica consente di utilizzare il modulo per la sostituzione diretta di obsolete e pericolose lampade a scarica di mercurio.

I moduli DNaS sono ampiamente utilizzati nei laboratori di ricerca, in ambito medico, nell'industria chimica e in altri settori affini.

Principali vantaggi degli apparecchi al sodio

Le caratteristiche più interessanti, importanti e degne di nota delle fonti luminose al sodio sono le seguenti:

• un livello di efficienza luminosa senza precedenti – fino a 150 lm/W per i moduli ad alta pressione e circa 200 lm/W per le lampade a bassa pressione;
• un lungo periodo di funzionamento – da 12.000 a 32.000 ore senza perdita di qualità e saturazione del flusso luminoso;
• economicità di funzionamento – riduzione del consumo energetico di base e diminuzione dei costi di manutenzione dell'impianto di illuminazione di 1,5-2 volte;
• ampio intervallo di temperature operative – i prodotti funzionano perfettamente in un intervallo da -60°C a +40°C.

Le fonti luminose al sodio sono due volte più efficienti delle normali lampade diurne di potenza analoga.

Le lampade al sodio sono in grado di garantire un'ottima illuminazione degli spazi con un consumo minimo di energia elettrica, generando un flusso luminoso morbido e piacevole.

Ciò è dovuto alle caratteristiche costruttive dei prodotti e al compatto emettitore di piccole dimensioni, in grado di dirigere i raggi luminosi nelle direzioni necessarie in modo molto facile e senza ritardo.

Principali svantaggi del prodotto

Oltre all'impressionante elenco di vantaggi e qualità positive, le fonti luminose al sodio presentano alcune caratteristiche specifiche con il segno 'meno'.

Tra queste si evidenziano voci come:

• gamma cromatica specifica, che cambia durante il funzionamento prolungato – non consente l'uso dei moduli in ambienti con elevati requisiti di resa cromatica;
• dipendenza dalle condizioni meteorologiche della qualità e dell'intensità del flusso luminoso – con basse temperature, l'emissione diminuisce notevolmente e perde intensità;
• elevato livello di sensibilità ai parametri della rete elettrica – in caso di forti fluttuazioni sistemiche, l'uso degli apparecchi non è consigliato; il funzionamento è consentito solo in reti con tensione stabile, dove si verificano solo occasionalmente lievi variazioni;
• necessità di elementi di sicurezza aggiuntivi – durante la combustione si verifica una perdita di atomi di sodio; per evitare ciò, insieme alla lampada viene utilizzato un tubo moncristallino a scarica;
• durata dell'accensione iniziale – quando viene attivata, la lampada non si accende immediatamente e produce un flusso luminoso stabile solo dopo 6-10 minuti;
• connessione problematica e successiva manutenzione del reattore, che ha dimensioni imponenti ed è soggetto a una perdita di potenza fino al 60%;
• pulsazione del flusso luminoso con frequenza di rete di 50 Hz;
• aumento stabile del consumo energetico per tutta la durata di esercizio – a volte i valori superano i dati iniziali del 35-40%.

Considerando tutti questi aspetti, gli esperti sconsigliano l'uso di queste lampade per gli impianti di illuminazione domestica. In ambiente domestico, le sorgenti luminose al sodio non riescono a dare il meglio di sé.

Le lampade al sodio sono ottime per l'illuminazione di strade principali, autostrade e strade carrabili. Forniscono un flusso luminoso di qualità con un buon livello di diffusione e consentono di ridurre il consumo energetico di quasi il 50%.

Invece, dove è necessaria una luce economica, potente e intensa, senza pretese di resa cromatica chiara e corretta, i moduli funzionano al massimo e svolgono perfettamente i compiti assegnati.

Pericolo per l'uomo e l'atmosfera

Poiché le sorgenti luminose al sodio, a causa della loro bassa resa cromatica, non vengono utilizzate in ambienti dove le persone trascorrono molto tempo, non hanno un impatto negativo eccessivo sulla salute umana.

Tuttavia, non possono essere definite completamente sicure ed ecologiche a causa del mercurio tossico presente nella loro composizione.

La distruzione dei vecchi moduli al sodio non funzionanti e di altri elementi luminosi pericolosi è effettuata da organizzazioni specializzate. Queste ricevono i moduli da privati e aziende, e poi li smaltiscono con uno dei metodi previsti dalla legge.

È severamente vietato gettare nei contenitori dei rifiuti i prodotti scaduti. In caso di rottura del bulbo, il mercurio fuoriesce nell'ambiente circostante, creando vapori tossici che superano di 20 volte i livelli di sicurezza consentiti.

Le regole per lo smaltimento delle lampade al sodio sono le stesse di quelle per le lampade fluorescenti, maggiori dettagli – in questo articolo.

Campo di applicazione dei dispositivi

La scarsa precisione nella resa cromatica non consente di utilizzare i moduli al sodio in ambienti residenziali, ma per l'esterno questo parametro è praticamente irrilevante, pertanto le lampade al sodio vengono impiegate più spesso in questi contesti.

I moduli al sodio sono ampiamente utilizzati nell'industria automobilistica per creare fari particolarmente luminosi che aumentano la visibilità su strada in caso di nebbia fitta e nevicate.

Grazie alle lampade al sodio si realizzano sistemi economici e altamente efficienti per l'illuminazione di ampie aree, viali, autostrade e strade extraurbane.

Le lampade al sodio vengono installate in apparecchi destinati all'illuminazione di fondo e di accento:

• tunnel, impianti sportivi e aree per cassonetti;
• monumenti storici e strutture architettoniche;
• aeroporti, stazioni e altri luoghi dove le persone non trascorrono molto tempo;
• officine, locali produttivi e di deposito dove non vi sono particolari esigenze di resa cromatica;
• in serre, giardini d'inverno e orangerie per accelerare la crescita e aumentare la resa di base di piante, fiori ornamentali, colture orticole e bacche.

In tutti i sistemi elettrici sopra elencati, le lampade al sodio funzionano in modo efficiente e garantiscono un adeguato livello di illuminazione con un consumo energetico minimo.

Come scegliere correttamente la fonte luminosa

La scarsa resa cromatica e il forte sfarfallio rendono i moduli al sodio inadatti per l'uso domestico e per l'illuminazione continua di ambienti residenziali.

Ma questo non è un motivo per rinunciare all'impiego di sorgenti luminose così economiche ed efficienti in altri settori.

Le lampade del tipo DNAZ, dotate di riflettore speculare, diffondono uniformemente il flusso luminoso sopra le piante, favoriscono l'accelerazione della crescita e stimolano una rapida fruttificazione. Con questo approccio, la resa nelle serre aumenta di diverse volte.

Basta definire chiaramente i compiti da risolvere e, in base a questi, selezionare la fonte luminosa più adatta.

Se è necessario realizzare un sistema di illuminazione in una serra o in un'orangerie dove vengono coltivate diverse colture orticole, verdure, bacche, piante ornamentali e fiori, è opportuno preferire i prodotti ad alta pressione con marcatura DNAZ.

Hanno un coefficiente di riflessione del 95% e mantengono questi parametri a un livello adeguato per tutto il periodo di funzionamento.

Il flusso luminoso delle lampade non è diretto solo verso il basso, come ad esempio nei moduli DNAT, ma si distribuisce longitudinalmente.

Questo permette di integrare gli apparecchi al sodio direttamente al centro di scaffali, davanzali o tavoli, da dove potranno diffondere la luce sia lungo la fila che su entrambi i lati.

Si consiglia di acquistare gli apparecchi al sodio in negozi specializzati. Non bisogna puntare al risparmio. È meglio comprare una volta un modulo di marca di alta qualità e dimenticarsi della sostituzione delle lampadine per molto tempo.

Le semplici lampade al sodio si comportano egregiamente in serre con accesso minimo alla luce solare. Forniscono la vitalità necessaria per le piante grazie alla luce spettrale blu e rossa, che accelera la crescita, lo sviluppo, la fruttificazione e la fioritura.

Quando è necessario illuminare qualitativamente le strade carrabili e aumentarne la sicurezza in condizioni meteorologiche difficili come nebbia fitta o nevicate, conviene considerare le classiche lampade al sodio a bassa pressione.

Consumano energia in modo economico, hanno una lunga durata fino a 32.000 ore e forniscono un flusso luminoso intenso e brillante fino a 200 lm/W.

Le informazioni sulle sfumature di scelta e sui migliori produttori di lampade per uso residenziale sono presentate negli articoli:

1. Quali lampadine sono le migliori per la casa: tipi esistenti + regole per la scelta della lampadina migliore
2. Scegliere lampade a risparmio energetico: confronto di 3 tipi di lampadine ad alta efficienza energetica
3. Lampadine per soffitti tesi: regole per la scelta e il collegamento + schemi di disposizione delle lampade sul soffitto
4. Quali lampade a LED è meglio scegliere: tipologie, caratteristiche, scelta + migliori modelli

Conclusioni e video utili sull'argomento

Cos'è una lampada al sodio, come funziona in diverse condizioni e in cosa si differenzia da altre fonti di luce:

Una panoramica dettagliata del modulo al sodio dell'azienda tedesca Osram:

Come illuminare efficacemente le piante in serra utilizzando apparecchi di illuminazione al sodio:

È necessario scegliere gli apparecchi al sodio in stretto accordo con l'area di utilizzo. È meglio acquistare prodotti di marche note in negozi dove la merce è conservata in condizioni adeguate e non subisce l'influenza aggressiva dell'ambiente.

Una tale lampada durerà per tutto il periodo, non richiederà complicate procedure di manutenzione e fornirà un flusso luminoso denso e intenso in qualsiasi luogo comodo per l'utente.

Ha esperienza nell'uso di lampade al sodio? O vuole fare domande sull'argomento? Per favore, commenti la pubblicazione e partecipi alle discussioni. Il blocco di feedback si trova in basso.