1. Latar belakang
Lampu lapangan sepak bola diganti dengan LED dengan beberapa alasan sebagai berikut :
a. Penggunaan Energi yang Lebih Efisien menjadi Solusi Lingkungan
Sumber cahaya yang menggunakan LED lebih efisien daripada kebanyakan lampu pijar dan halogen. LED putih hari ini dapat memberikan lebih dari 20 lumen per Watt, dan diperkirakan mencapai lebih dari 50 lumen per Watt .
2. Pengurangan Biaya Pemeliharaan
Oleh karena sumber cahaya berbasis LED bekerja paling tidak 10 kali lebih lama dari sumber cahaya biasa, tidak ada kebutuhan untuk mengganti sumber cahaya, mengurangi atau bahkan menghilangkan biaya pemeliharaan dan biaya penggantian lampu berkala. Dalam penerapan yang diatur oleh undang-undang dan kritis, seperti pelampung sinar, mercu suar, lampu keluar darurat, lampu cadangan, dan lampu keamanan memerlukan penggantian bohlam secara terjadwal. Tidak seperti sumber lain yang mati dan terbakar pada masa akhir pemakaian, kinerha LED akan menurunkan secara bertahap. Ini berarti bahwa tidak dibutuhkan personil yang harus selalu siaga mengganti cahaya sumber setiap saat pada penerapan yang kritis untuk keselamatan.
LED bahkan memberikan keuntungan lebih besar pada aplikasi dimana lokasi membuat penggantian bohlam sulit dijangkau. Lampu lapangan sepak bola memerlukan biaya pemeliharaan mahal karena lokasinya yang sulit. Menghilangkan atau mengurangi frekuensi pemeliharaan secara signifikan dapat menghemat banyak sekali biaya pemeliharaan.
c. Fleksibilitas Desain dan Cahaya Tersembunyi yang Samar
LED pada umumnya jauh lebih kecil daripada sumber cahaya konvensional, sehingga memungkinkan untuk membuat desain pencahayaan yang sama sekali berbeda oleh karena sumber cahaya yang samar dan tidak kelihatan secara jelas. Merancang dengan LED dapat menyembunyikan sumber cahaya sepenuhnya, menghilangkan sumber cahaya yang besar, dan membuat efek magis ketika dinyalakan. .
d. Warna yang Hidup Tanpa Menggunakan Filter
LED tidak membutuhkan filter untuk membuat sinar berwarna, sehingga menghasilkan warna yang lebih tajam tanpa ada sinar yang terbuang. Merah, hijau dan biru menyala serta warna lainnya dapat dihasilkan dari elemen LED. Banyak aplikasi pencahayaan, seperti rambu-rambu, sinyal, dan lampu peringatan, diberi warna. Biasanya cahaya ini dibuat dengan cara menyaring cahaya putih. Filter ini menghalangi bagian yang tidak dikehendaki dari cahaya putih dan membiarkan cahaya yang diinginkan lewat. Cahaya yang dihalangi karena tidak sesuai menyebabkan hilangnya energi..
e. Cahaya Terarah untuk Peningkatan Efisiensi Sistem
Cahaya yang dipancarkan dari LED dapat diarahkan. Sumber cahaya lapangan sepak bola yang konvensional seperti lampu halogen atau neon adalah Omni Directional, memancarkan cahaya di seluruh penjuru. Untuk mengarahkan cahaya ke suatu objek, cahaya harus diarahkan menggunakan reflektor.. Karakteristik cahaya LED yang dapat diarahkan dapat menghasilkan efisiensi permanen antara 80% sampai 100%, sehingga memerlukan total lumen yang lebih kecil untuk menghasilkan tingkat penerangan yang sama.
f. Sumber Cahaya yang Kuat, Tahan Getaran dan Tidak Berubah
LED adalah peralatan Solid Sate yang tidak mengandung bagian yang dapat digerakkan dan tidak ada filamen yang mudah rusak. Dengan demikian, LED dapat digunakan pada stadion sepak bola yang lingkungan nya tidak ramah termasuk getaran keras dan benturan. Tidak ada yang dapat pecah, retak, hancur, bocor dan tercemar. Inilah karakteristik yang membuat LED sangat kuat dan tahan lama, sebuah pilihan yang sangat baik untuk aplikasi di mana kehandalan dan ketangguhan adalah hal yang terpenting.
g. Tidak Mengandung Merkuri pada Sumber Cahaya
Tidak seperti kebanyakan sumber cahaya neon, LED tidak mengandung merkuri. Menghilangkan merkuri dari sistem pencahayaan . sehingga akan memungkinkan spesifikasi untuk memenuhi peraturan lingkungan baru di masa mendatang yang semakin ketat.
8. Tidak Ada Panas atau Ultraviolet dalam Sinar
Sumber cahaya konvensional (serta beberapa LED) mengandung radiasi yang tidak terlihat serta bagian yang terlihat dalam komponen cahaya. Radiasi ini dapat merupakan biru yang sangat pendek gelombangnya, yang dikenal sebagai cahaya ultraviolet atau merah yang sangat panjang gelombangnya, yang dikenal sebagai inframerah, yang menyebabkan panas. Hal ini cukup membantu khususnya dalam suatu tempat berolahraga missal stadion lapangan sepak bola. Sehingga para pemain akan merasa nyaman dengan permainan nya.
i. Mampu nyala dalam keadaan dingin
Banyak sumber cahaya yang digunakan saat ini adalah tidak sesuai dengan lingkungan yang dingin. Yakni suatu stadion terkadang cuacanya tidak menentu , misalkan suatu kasus cuacanya hujan dengan bersuhu rendah. LED tidak memerlukan peralatan khusus atau pengontrol, untuk bekerja pada lingkungan bersuhu rendah. Menyala dalam keadaan dingin tidak menjadi masalah bagi LED, hingga suhu -400 C. Kemampuan untuk menyala dalam keadaan dingin memungkinkan pengontrolan on/off secara instan tanpa sirkuit yang dirancang khusus, menyederhanakan desain sistem elektronik serta menurunkan biaya pengontrol elektronik.
III. Pembahasan
Lapangan sepak bola memiliki ukuran yakni panjang 100-110 meter dan lebar 64-75 meter. Lapangan sepak bola memiliki 4 (empat) tower yang terletak pada keempat sudut stadion . Tower lampu masing- masing berketinggian 39,5 meter dan di lengkapi dengan 12 lampu spotlight. Daya setiap lampu 2,00 watt . setiap menara memiliki lampu dengan daya 24.000, sehingga kekuatan cahaya lampu seluruhnya berkapasitas 96.000 Watt atau 250 Luks. Lampu tersebut akan kita ganti dengan menggunakan LED yang berenergi tinggi . yakni setiap lampu Lampu LED untuk ukuran lapangan sepak bola dengan kapasitas daya 96.000 Watt atau 250 Luks dapat memancarkan intensitas cahaya sekitar 15 watt/m2. Intensitas cahaya merupakan jumlah daya (energi yang di pancarkan setiap waktu) tiap luas area. Dikarenakan gelombang cahaya (muka gelombang ) berbentuk bola maka area nya merupakan luas bola yakni 4πr2 . sehingga kita dapatkan hubungan :
I ≈ 1/4πr2…………………………………….....................................................................1)
I ≈ 1/r2…………………………………………………………………………………….2)
Dari persamaan (2) kita dapatkan hubungan yakni intensitas cahaya yang di pancarkan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Sehingga dengan kata lain semakin tinggi intensitas nya semakin dekat jarak yang di jangkau nya. Sebaliknya Intensitas yang di pancarkan akan menurun jika jarak sumber dengan penerima semakin jauh. Oleh karena itu, kami membatasi bahwa penerima nya terhadap pemain sepakbola yang berada di lapangan , yakni nilai intensitas minimum yang di perbolehkan pemain sepakbola yang berada di lapangan.
Cahaya yang dipancarkan dari LED dapat diarahkan. Sumber cahaya lapangan sepak bola yang konvensional seperti lampu halogen atau neon adalah Omni Directional, memancarkan cahaya di seluruh penjuru. Untuk mengarahkan cahaya ke suatu objek, cahaya harus diarahkan menggunakan reflektor. Setiap kali cahaya dipantulkan, maka cahaya tersebut akan kehilangan sebagian dari intensitasnya, yang mengakibatkan kehilangan permanen. Kehilangan tersebut berkisar dari 40% sampai 60%, artinya bahwa dalam beberapa kasus, kurang dari setengah dari cahaya yang dihasilkan oleh sumber cahaya yang dapat diarahkan pada arah yang dikehendaki. Karakteristik cahaya LED yang dapat diarahkan dapat menghasilkan efisiensi permanen antara 80% sampai 100%, sehingga memerlukan total lumen yang lebih kecil untuk menghasilkan tingkat penerangan yang sama. Ketika mempertimbangkan LED sebagai sumber cahaya dalam lapangan sepak bola , penting untuk mempertimbangkan semua faktor dalam menentukan solusi yang tepat. Maka untuk lapangan sepak bola yang berukuran ukuran yakni panjang 100-110 meter dan lebar 64-75 meter dipakai 304-400 lumen sebuah sumber cahaya dengan efisiensi 50%, dengan sumber cahaya berbasis LED dengan efisiensi 75%, kurang dari 300 lumens yang diperlukan dari sumber cahaya LED untuk tingkat cahaya yang setara
Nilai intensitas minimum yang di perbolehkan bergantung sama daya yang di pancarkan LED (desain kita) reflector yang di pakai untuk memfokuskan cahaya, serta efisiensi dari desain LED yang baru tersebut. Nilai minimum intensitas dengan memakai LED adalah 15 watt/m2. Namun hal ini di sertai dengan efisiensi yang cukup tinggi yakni sekitar 80 % . di samping itu , dengan penghematan energi akibat efisiensi, maka nilai intensitas nya dapat di naikkan dan focus cahayanya dapat di maksimalkan dengan bantuan reflektor.
Gambar di bawah ini memperlihatkan hubungan intensitas terhadap suhu :
Gambar 1: Grafik intensitas cahaya terhadap suhu1
Dari grafik di atas kita dapat mengetahui bahwa dengan daya minimum 15-20 watt maka akan memancarkan panjang gelombang sekitar 10-12 meter dengan suhu 320C – 400C. dengan suhu ini pemain sepak bola dapat dengan nyaman bermain. Meskipun cuaca hujan maka suhunya akan di minimalisasi sehingga masih merasa nyaman.
IV. Kesimpulan
Lampu LED untuk Lapangan Sepak bola memiliki intensitas berkisar 15 watt/m2. Memiliki tingkat efisiensi 70-80%. Nilai intensitas minimum yang di perbolehkan bergantung sama daya yang di pancarkan LED (desain kita) reflector yang di pakai untuk memfokuskan cahaya, serta efisiensi dari desain LED yang baru tersebut. Nilai minimum intensitas dengan memakai LED adalah 15 watt/m2. Namun hal ini di sertai dengan efisiensi yang cukup tinggi yakni sekitar 80 % . di samping itu , dengan penghematan energi akibat efisiensi, maka nilai intensitas nya dapat di naikkan dan focus cahayanya dapat di maksimalkan dengan bantuan reflektor. dengan daya minimum 15-20 watt maka akan memancarkan panjang gelombang sekitar 10-12 meter dengan suhu 320C – 400C. dengan suhu ini pemain sepak bola dapat dengan nyaman bermain.
V. Daftar Pustaka
J.I. Brauman dan P. Szuromi, Science, Vol. 273, 16 Agustus 1996, hal. 878.
J.C. Carter, I. Grizzi, S.K. Heeks, D.J. Lacey, S.G. Latham, P.G. May, O. Ruiz de Los Panos, K. Pichler, C.R. Towns, dan H.F. Wittmanns, Appl. Phys. Lett. 71(1), 1997, hal. 34 - 36.
E.I. Mal'tsev, M.A. Brusentseva, V.A. Kolesnikov, V.I. Berendyaev, B.V. Kotov, A.V. Vannikov, Appl. Phys. Lett. 71(24), 1997, hal. 3480 - 3482.
P.E. Burrows, S.R. Forrest, S.P. Sibley, M.E. Thompson, Appl. Phys. Lett. 69, (1996), hal. 2959 - 1961.
Y.Z. Wang, D.D. Gebler, D.K. Fu, T.M. Swager dan A.J. Epstein, Appl. Phys. Lett, 70(24), 1997, hal. 3215 - 3217.
0 komentar:
Posting Komentar