Süper parlak LED'ler - elektrikli aydınlatmada teknolojik devrim

Birçok insan bunu biliyor modern LED'ler akkor lambalardan daha etkilidir ve bazı modeller floresan lambalarla tartışabilir. Ancak nadiren kimse bu teknolojilerin bize ne gibi değişiklikler vaat ettiğini düşünüyor.

Vaat edilen cennet

Neredeyse iki trilyon dolar - çok sayıda yeni LED, geniş çapta uygulanması kaydıyla önümüzdeki 10 yıl içinde toprak tasarrufu sağlayacak. Enerji birimlerinde tasarruflar 18,3 terawatt saat olarak ifade edilecektir. Bu “LED” on yılda CO2 emisyonlarını azaltmak 11 gigaton olacak ve yağ tüketimi neredeyse bir milyar varil azalacak. Ve 280 ortalama enerji santrali kapatılabilir.

Evet, Rensselaer Politeknik Enstitüsü'nden profesörler Jung Kyu Kim ve Fred Schubert, katı hal aydınlatma sistemlerinin geleceğinin tahminine yaklaştı. "Bir ev için" elektrik tasarrufu kapsamının ötesine geçmeye çalıştılar ve LED'lerin şimdi olduğundan çok daha yaygınlaşacağı dünyamızın nasıl olacağını hayal ettiler. Ve en önemlisi, Önümüzdeki yıllarda aynı LED'lerden hangi teknik yükseklikleri beklemeliyiz.

Son zamanlarda, geniş kitleler, "yeşil büyüler" e tepki olarak, kompakt floresan lambalar satın almak için koştu. LED'ler, özellikle aşırı yüksek maliyet nedeniyle hala gölgede. Ancak bu geçici bir konudur. Ancak LED'lerin verimlilikte en iyi floresan lambaları önemli ölçüde atlatma potansiyeli göz önünde bulundurulmaya değer. Elbette, gösterge, ekran bileşeni veya herhangi bir optoelektronik cihaz olarak çalışan LED'lerin dünyadaki enerji dengesi üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur. Ancak bu prensibe dayanan aydınlatma tam anlamıyla değiştirebilir.

Devrim geliyor

Kim ve Schubert'in tahminlerine göre, önümüzdeki yıllarda bu alanda gerçek bir devrime tanık olacağız. Optics Express dergisinde yayınlanan makalelerinde Jung ve Fred, bir paradigma değişimi olarak da yorumlanabilecek “değiştirme paradigması” (yani akkor ampullerin LED'lerle tamamen değiştirilmesi) hakkında yazıyorlar. Gerçek şu ki LED'ler alanında kritik bir gelişme kitlesine ulaştıklarında, sadece nicel olarak değil, niteliksel olarak yaşam değişikliği de “patlayacaklar”.

Diyelim ki, aydınlatma evleri, daireler ve sokaklar için elektrik tüketimini 13-17 kat nasıl azaltırsınız? Kesinlikle şehirlerin ve kasabaların yel değirmenlerini ve güneş panellerini nasıl aldıklarını ve merkezi elektrik ağlarına “Elveda!” Dediğini hayal edebilirsiniz. Aydınlatma sistemlerinin verimliliğinde güçlü bir artış olmadan, böyle bir bağımsızlık hakkında düşünecek bir şey yoktur - çok pahalı olacaktır.

Rensselaer bilim adamları aydınlatmanın etkinliğini belirtiyor: iyi akkor lambalar - watt başına 16 lümen, kompakt floresan lambalar - 64 (yani, fark dört kat daha fazladır), uzun floresan tüpler - 80. Aydınlatma için özel olarak tasarlanmış modern seri üretilen LED'lerin verimliliğinin bir yerde olduğunu ekleyeceğiz daha sonra kompakt ve "uzun" floresan lambalar arasındaki alanda. Bu arada, bilim adamları LED'lerin teorik sınırını watt başına 320 lümen ve gelecek yıllar için gerçekçi bir ulaşılabilir parametre olarak belirlediler - 213! (Her durumda, ev aydınlatması için gerekli olan gerçek beyaz LED'ler dikkate alınır, çünkü renkler daha da etkilidir).

Bebek pudrası tasarrufu sağlar

Geçtiğimiz ay, endüstrideki liderlerden biri olan Amerikan şirketi Cree, ortalama akkor lambadan on kat daha yüksek olan watt başına 161 lümen verimliliğine sahip bir prototip beyaz LED oluşturduğunu duyurdu! Bu arada, farklı şirketlerin seri "aydınlatma" sınıfı LED'leri zaten watt başına 100 lümen eşiğini geçti.

Güzellik, ama fiyatları ne zaman kesecekler? Burada şunu söylemeliyim ki, son yıllarda “LED bilimi” nde çok ilginç şeyler oluyor. Bilim adamları yeni materyalleri deniyorlar.Beyaz LED lambaların iki teknoloji kullanılarak yapıldığı açıklığa kavuşturulmalıdır: ya kırmızı, yeşil ve mavi ışınları olan üç küçük LED'i yan yana koyarak "sahte beyaz" ışık alırlar; ya da bir ultraviyole (bazen mavi) akı yayan bir LED alırlar ve bunu, bu radyasyonu aşağı yukarı doğal olana yakın beyaz ışığa dönüştüren bir fosfor tabakasıyla kaplarlar.

İlk yaklaşım kötü dağıtılmış ve pahalıdır. Ve yine de - bu gerçek beyazla aynı değil. İkinci LED daha az verimlidir. Ve ayrıca - fosforu, diğer şeylerin yanı sıra itriyum ve seryum içeren karmaşık bir kompozit içerir. Bu, beyaz LED'lerin yüksek maliyetinin nedenlerinden biridir.

Ancak son zamanlarda Duke fizikçileri, nanoyapının doğru bir şekilde oluşturulması şartıyla, ultraviyole çok parlak ve berrak beyaz ışığa etkili bir şekilde dönüştüğü takdirde, doğru oranda kükürt ilavesiyle ultra ince bir çinko oksit tozunun (bebek tozlarının bir bileşeni) keşfetti. Bu durumda, beyaz bileşen çıkış radyasyonundaki ultraviyole göre 1000 kat daha parlak çıktı.

bugün

Kim ve Schubert, LED'lerin dağıtımının basit ev lambalarından çok daha ileri gitmesi gerektiğini yazıyor. Katı hal yayıcılar çevremizi saran teknolojik ortamı değiştirebilirler. Aslında, çeşitli LED'lerde, spektrumu yüksek doğrulukla, ışık demetinin ıraksama parametrelerini, polarizasyonunu ve zaman içindeki radyasyon salınımlarını kontrol etmek mümkündür. Genel olarak, neredeyse her şey.

LED'lerin yardımıyla, bir dizi hastalığı tedavi etmek ve ilginç bilimsel deneyler yapmak, onlar için tipik olmayan koşullarda bitki büyümesini teşvik etmek ve etkileşimli güvenli yollar oluşturmak mümkündür.

Ve bu, LED'lerin yardımıyla, bir dizi hastalığı tedavi etmek ve ilginç bilimsel deneyler yapmak, kendileri için tipik olmayan koşullarda bitki büyümesini teşvik etmek ve etkileşimli güvenli yollar oluşturmak vb. Bu tür esnek ayarlarla - tüm yollar açıktır. Bilim adamları birlikte “akıllı aydınlatma” olarak adlandırdılar ve böylece güzel sözlerin işlerle çelişmemesi için Rensselaer Enstitüsü, Boston ve New Mexico üniversiteleri ile birlikte bir araştırma merkezi - Akıllı Aydınlatma Araştırma Merkezi yarattı.

Ulusal Bilim Vakfı, önümüzdeki beş yıl içinde LED hayal kurmayı uygulamak için ortaklara zaten 18,5 milyon dolar tahsis etti. Bu nedenle, Rensselaer profesörlerinin "LED'lere", merkezin gelecekteki zaferlerinin bir duyurusu olarak kabul edilebilir. Ve bu konu sadece yukarıda belirtilen üniversitelerde ve enstitülerde ele alınmadığından, yaklaşmakta olan “paradigma değişimi” yerleşik bir konu olarak düşünülebilir. Bunun 10 yıl ya da birkaç yıl daha sürmesi başka bir soru.

Comments

[#1 Alex]

Geçen ay anlaşılabilir.

yalnızca makalenin yayınlanma tarihi belirsizdir ve 161 lümen / watt LED'in açıklandığı bu "geçen ay" ne zamandı?