Блог

May 29, 2023

Как светодиодное освещение изменит мир по мере прекращения использования ламп накаливания

В рубрике: Наследник лампы накаливания только начинает. После более чем столетнего правления некогда могущественная лампа накаливания была вынуждена отказаться от своего трона.

Рубрики:

Наследник лампы накаливания только начинает свою работу.

После более чем столетнего правления некогда могущественная лампа накаливания была вынуждена отказаться от своего трона в начале этого месяца.

Переворот, готовившийся более 16 лет, произошел 1 августа, когда администрация Байдена наконец ввела в действие давно откладываемое правило в соответствии с Законом об энергетической независимости и безопасности 2007 года. Это правило фактически запрещает продажу большинства (но не всех) типов ламп накаливания — классической конструкции в форме воздушного шара, которая освещала большую часть планеты со времен Томаса Эдисона.

Новый монарх — это светодиод, или светодиод, и он готов к вечному правлению. За последнее десятилетие ученые, инженеры, дизайнеры и политики подготовили светодиоды к власти, уговорив их делать все, что могут лампы накаливания, но с небольшой долей энергии. Светодиодная лампа дает такое же количество света, как и лампа накаливания, потребляя при этом на 90 процентов меньше электроэнергии и прослужив в 25 раз дольше. Нобелевскую премию по физике 2014 года получили учёные, изобретшие синий светодиод.

«Это настоящая революция уровня Эдисона в технологии освещения», — сказал Морган Паттисон, президент компании Solid State Lighting Services и советник программы исследований освещения Министерства энергетики США.

Помимо имитации своего предшественника, светодиодная технология открывает совершенно новый набор возможностей и может позволить нам переосмыслить все наши отношения со светом. Светодиоды по своей сути являются диммируемыми. Они могут напрямую интегрироваться в поверхности, превращая стены и потолки в источники света. Их энергопотребление может еще больше упасть.

Но одной из наиболее важных особенностей светодиодов является возможность настройки как света, так и цвета. Оптимизация тени и объема света вместо сплошного освещения может повысить безопасность, производительность, комфорт и здоровье. Мы только начинаем осознавать возможности.

«Светодиодное освещение превзошло наше понимание того, как использовать освещение в целом», — сказал Паттисон. «Вместо того, чтобы просто освещать место светом, мы можем быть более точными в подаче света».

Этот повышенный контроль над освещением может оказаться самым большим практическим преимуществом светодиодов. Они не только обеспечивают больше света более высокого качества с меньшими затратами энергии, но и могут помочь восстановить сумерки и темноту, утраченные в нашем слишком освещенном мире.

Почему так сложно было поменять лампочку? У лампы накаливания было несколько важных преимуществ: она была простой и дешевой. Он работает, пропуская электрический ток через нить в вакуумной лампе, заставляя нить нагреваться и светиться.

Светодиод, изобретенный Ником Холоньяком-младшим в 1962 году, немного сложнее. Он загорается, когда электрический ток проходит через полупроводниковый диод. Диод — это, по сути, обратный клапан или полоса с односторонним движением электрического тока. В светоизлучающем диоде используется специализированный полупроводниковый материал, который излучает свет при прохождении через него электронов.

Эти специализированные материалы увеличили стоимость первых светодиодов и ограничили их производительность по сравнению с лампами накаливания. Светодиоды также не излучают белый свет сами по себе. Белый светодиод требует смешивания нескольких светодиодов разных цветов или требует материала, называемого люминофором, который поглощает свет одной длины волны и излучает его другой. Светодиодам часто требуется драйвер — устройство, которое преобразует переменный ток высокого напряжения из сетевой розетки в постоянный ток с более низким и более пригодным для использования напряжением.

Однако, поскольку светодиоды излучают свет, не выделяя при этом большого количества тепла, они имеют существенное преимущество перед лампами накаливания. Только около 10 процентов электроэнергии, используемой в лампах накаливания, преобразуется в свет. Остальное тратится в виде тепла.

На протяжении десятилетий инженеры сокращали разницу в стоимости и производительности между двумя лампами, а светодиоды сократили потребление энергии везде, где они использовались для замены обычных ламп. В 2005 году коммерческое здание тратило около 40 процентов электроэнергии на освещение. «Сейчас он снизился где-то на 6–8 процентов», — сказал Марк Лиен, президент Augmented Illumination и консультант Общества светотехники.