...

Enerģijas taupīšanas LED spuldzes

Latvijas iedzīvotājiem ir iespēja ietaupīt enerģiju un mājokļu izmaksas, izmantojot LED spuldzes, kas ir vairākas reizes efektīvākas un ilgstošākas par klasiskajām spuldzēm. LED spuldzes lieto ilgāk nekā parastās spuldzes, sniedz iedvesmojošu gaismu, uzturas enerģijā un saudzīgi ietekmē videi. LED spuldzes arī var tikt pielāgotas telpā atkarībā no atmosfēras vajadzībām, nodrošinot optimālu gaismas kvalitāti ne tikai labākai vides apzināšanai, bet arī bez piesārņojošas mitruma un temperatūras kontroles.

Šajā rakstā: Gaismas diožu vēsture LED lampa – ierīce; LED lampas raksturlielumi; ražotāji un cenas; izvēloties māju taupošu lampu.

Enerģijas taupīšanas LED spuldzes

Kādam apgaismojumam vajadzētu būt mūsu mājās? Par šo punktu ir divi viedokļi: mājsaimniecības – gaismai jābūt patīkamai un ne skarbai; valsts vadītāji – māju apgaismojumam vajadzētu patērēt pēc iespējas mazāk elektrības. Neizteiksmīgo enerģijas nesēju cenu pieaugumu vidusmēra cilvēks uz ielas maz saprot, viņu vairāk interesē jautājums “kāpēc šīs pašas enerģijas taupīšanas spuldzes ir tik dārgas”. Šajā rakstā tiks detalizēti apskatītas enerģijas taupīšanas LED lampas, kas ļoti tuvā nākotnē, neatkarīgi no vidusmēra patērētāja vēlmes vai nevēlēšanās, izgaismos mūsu mājas. Apskatīsim, vai tie ir tik labi, kā aprakstīts.?

LED lampu vēsture

Viss sākās 1907. gadā, kad angļu inženieris Henrijs Round, izslēdzot apgaismojumu laboratorijā, nejauši pamanīja mirdzumu ap diodes kontaktu zem sprieguma. Viņš nolēma, ka mirdzumu ir izraisījusi kāda kļūda aprēķinos, un tam nepievērsa īpašu uzmanību, lai gan viņš šo faktu atzīmēja ziņojumā..

LED lampu vēsture
Oļegs Vladimirovičs Losevs

16 gadus pēc šī notikuma padomju fiziķis Oļegs Vladimirovičs Losevs sāka pētīt dīvaino mirdzumu, kas rodas silīcija karbīda (karborundija) diodes kontaktu lodēšanas vietā. Losevs nekad nav noskaidrojis kvēlojuma raksturu, atzīmējot, ka karsēšana līdz augstām temperatūrām nav notikusi – kvēles iemesls ir paslēpts kaut kādā elektroniskā procesā, kas tajos gados zinātnei nebija zināms. Losevas pētījumu rezultāti par diožu mirdzumu tika tulkoti vairākās valodās un publicēti vairākos zinātniskos žurnālos, taču neizraisīja lielu interesi. 20. gadsimta sākumā pazīstamās lampas ar kvēlspuldzi tika uzskatītas par diezgan pietiekamām un neaizvietojamām – nevajadzēja izgudrot kaut ko jaunu.

Ilgstoša interese par diožu mirdzumu radās pagājušā gadsimta otrajā pusē, kad amerikāņu inženieris Rubins Braunsteins paziņoja par savu atklājumu – diodes, kas izgatavotas no gallija arsenīda (GaAs), izstaro infrasarkanos starus, kad tos baro. Pēc inženiera sacītā, tieši tādu pašu starojumu viņš novēroja diodēs, kas izgatavotas no indija fosfīda (InP), gallija antimonīda (GaSb) un sastāv no silīcija-germānija sakausējuma..

Pirmo infrasarkano diodi patentēja 1961. gadā amerikāņu pētnieki Gerijs Pitmans un Roberts Bards. Bet telpas apgaismošanai nebija iespējams izmantot šādas diodes, jo infrasarkanie stari atrodas ārpus cilvēka acij redzamā spektra.

LED lampu vēsture
Amerikāņu zinātnieks un izgudrotājs Niks Holonjaks

Pilnvērtīgas gaismas diodes radītājs bija Niks Holonjaks jaunākais, kurš 1962. gadā izveidoja pilnvērtīgu LED gaismu, kas izstaro redzamu sarkanu gaismu. Tieši Holonyak tiek uzskatīts par LED lampu “tēvu”. Pēc 10 gadiem viņa students Džordžs Krefords izveidoja pirmo gaismas diodi, kas izstaro dzeltenu gaismu, kā arī desmitkārt palielināja sarkano un oranžsarkano gaismas diožu spilgtumu..

Tomēr jaunie gaismas avoti nebija īpaši komerciāli pieprasīti – protams, jo vienas LED izmaksas tajā laikā bija 200 USD. Pirmo komerciāli veiksmīgo gaismas diožu ražošanu 1968. gadā izveidoja amerikāņu uzņēmums “Monsanto”, kas specializējas ķīmiskos izstrādājumos. Tie bija gaismas diodes no gallija arsenīda un indija fosfīda sakausējumiem. Tieši Monsanto padarīja gaismas diodes populāras un plaši izplatītas elektroniskajos kalkulatoros un digitālajos pulksteņos – no 1968. līdz 1970. gadam LED monopols pārdeva divreiz vairāk produktu nekā katrā iepriekšējā mēnesī. Gaismas diožu ieviešana elektronikā ir saistīta ar Hewlett-Packard, kas bija pirmā, kas novērtēja elektrisko ierīču gaismas diožu vērtību un aktīvi tos iegādājās no Monsanto..

1970. gadā tika izbeigts Monsanto monopols LED tirgū – izmantojot Dr Jean Ernie pusvadītāju mikroshēmas, amerikāņu uzņēmums Fairchild Semiconductor uzsāka lētu gaismas diožu ražošanu katra piecu centu vērtībā..

Gadu desmitiem gaismas diodes ir aktīvi izmantotas plaša patēriņa un rūpniecības elektronikā, bet ne iekštelpu apgaismojumam. Ideja izveidot pilnvērtīgas LED lampas, kas varētu apgaismot mūsu mājas labāk nekā jebkuras “Ilyich lampas”, nāca no Shuji Nakamura, kurš strādāja Japānas uzņēmumā “Nichia Corporation” – tieši viņa vadībā uzņēmuma inženieri 1993. gadā izveidoja pirmo augstas spilgtuma zilo LED..

LED lampu vēsture

Pirmais LED, kas izstaro spilgti baltu gaismu, tika izveidots ne tik sen – 1997. gadā to izveidoja amerikāņu inženieris Freds Šūberts.

Mūsdienās enerģijas taupīšanas LED lampas jau pastāv, taču tās joprojām tiek pilnveidotas, jo pirmie LED, kuru gaismas intensitāte kļuva vienāda un pēc tam pārsniedza kvēlspuldžu spilgtumu, parādījās tikai 21. gadsimta sākumā..

Kā darbojas un darbojas LED lampa

Jebkuras mūsdienu LED lampas ierīce ir šāda:

  • bāze. Jebkura luktura standarta elements, kas paredzēts ieskrūvēšanai luktura turētājā;
  • balasta starteris (vadītājs), kas ievietots plastmasas apvalkā ar ventilācijas atverēm. Pārveido maiņstrāvu par līdzstrāvu, satur jaudīgākus kondensatorus nekā dienasgaismas spuldzes balasta shēmā. Iemesls ir šāds – LED lampās esošo diožu radītais siltums nav vērsts uz āru, bet gan tā korpusa iekšpusē, tāpēc ir nepieciešami ventilācijas caurumi balasta korpusā. Jebkuras LED lampas kalpošanas laiks ir saistīts ar ventilācijas caurumu skaitu korpusā un kondensatoru uzticamību, kā arī no zener diodēm, kas sprieguma krituma gadījumā izlīdzina spriegumu;
  • alumīnija radiators. Tās izvirzītās ribas atrodas gar un spirālē, kas uzlabo siltuma izkliedi;
  • dēlis, uz kura ir uzstādītas gaismas diodes. Izgatavoti no alumīnija, sānos, kas vērsti pret radiatoru, tiek uzklāta termiskā pasta, kas noņem siltumu – 90% no gaismas diožu siltuma starojuma nokrīt uz alumīnija dēļa, kurā tie ir uzstādīti
  • Gaismas diodes, kuru skaits ir no 5, nodrošina kopējo spuldzes jaudu. To radītais gaismas plūsma ir atkarīga no gaismas diožu kvalitātes;
  • gaismas difuzors, kas uzstādīts uz alumīnija iekšējā gredzena. Izgatavots no matētas plastmasas, tas tiek izmantots vienmērīgai gaismas staru izkliedei no LED. Praktiski nesasilda.

LED lampas galvenie elementi ir gaismas diodes – pusvadītāju ierīces, kas pārveido elektrisko strāvu gaismas starojumā. Jebkura gaismas diode sastāv no nevadoša substrāta, uz kura ir uzlikts pusvadītāju kristāls – abi šie elementi ir iesaiņoti iepakojumā ar kontaktvadiem vienā pusē un plastmasas lēcu otrā pusē. Brīvā telpa starp objektīvu un kristālu ir piepildīta ar bezkrāsainu silikonu, LED struktūra ir fiksēta uz alumīnija pamatnes, kas noņem siltumu un padara gaismas diodi stingrāku.

Kā darbojas un darbojas LED lampa

Kāpēc iedegas gaismas diode? Kvēles noslēpums slēpjas elektronu rekombinācijā starp diviem pusvadītāju kontaktiem ar atšķirīgu vadītspēju. Pusvadītāju kristāls kontakta izvades punktos ir leģēts ar akceptora piemaisījumu, kas satur nepietiekamu elektronu skaitu, no vienas puses, un donora piemaisījumu, ja elektronu ir daudz, no otras puses. Kad tiek pielietota jauda, ​​elektroni rekombinējas un iegūtā enerģijas pārpalikums tiek pārveidots redzamā gaismā. No pirmā acu uzmetiena šķiet, ka jo augstāka ir strāva, jo intensīvāk mirgos gaismas diode. Pareizi, gaismas enerģijas intensitāte būs augstāka, bet tajā pašā laikā pusvadītāja pretestības dēļ strauji palielināsies diodes sildīšana, kā rezultātā kontakti izkusīs vai pusvadītājs izdegs.

Plusi un mīnusi enerģijas taupīšanas LED spuldzēm

Mūsdienās pastāvošajām LED spuldzēm ir gan priekšrocības, gan trūkumi – to pilnveidošana par pilnvērtīgu gaismas avotu mūsu mājās vēl nav pabeigta..

Pozitīvas īpašības:

  • mazākais, salīdzinot ar citiem mājsaimniecības lampu veidiem, elektroenerģijas patēriņš – 8-10 reizes mazāks nekā lukturiem ar kvēlspuldzēm;
  • augsta gaismas efektivitāte, aptuveni 120 lūmeni par katru patērēto enerģijas vatu. Salīdzinājumam “Ilyich spuldžu” gaismas efektivitāte ir no 10 līdz 24 lūmeniem uz vatu, dienasgaismas spuldzēm – no 60 līdz 100 lūmeniem uz vatu;
  • visaugstākais, salīdzinot ar jebkurām citām apgaismes lampām, kalpošanas laiks ir aptuveni 50 000 stundu, ņemot vērā pašas LED lampas augstvērtīgo uzbūvi un tās ražošanā izmantotas augstas kvalitātes materiālus;
  • dažādu spektra īpašību iegūšana, neizmantojot gaismas filtrus, t.i. pēc analoģijas ar kvēlspuldzēm;
  • izturība un drošība lietotājiem. Gaismas diodes lampa netiks salauzta vai sabojāta, ja nejauši nokrīt, t.i. stikla šķembas, kas raksturīgas līdzīgai situācijai ar jebkuru citu apgaismes lampu, nebūs. Tās elementi nesatur bīstamas ķīmiskas izcelsmes sastāvdaļas, kas atrodas, piemēram, dienasgaismas spuldzēs;
  • nav atkarīgs no ieslēgšanas un izslēgšanas skaita, citu lukturu gadījumā ieslēgtu / izslēgtu skaits nopietni ietekmē kalpošanas laiku;
  • droša darbība – nav nepieciešams augsts spriegums, gaismas diodes un pievienotā armatūras augstākā temperatūra nepārsniegs 60 ° С.

Negatīvās īpašības:

  • augsta cena. Gaismas diožu spuldžu izmaksas šodien 8-10 reizes pārsniedz līdzīgas jaudas dienasgaismas spuldžu izmaksas. Mazumtirdzniecības cenu samazināšana, nezaudējot kvalitāti, ir galvenais izaicinājums LED lampu ražotājiem;
  • nepieciešamība pēc siltuma izlietnes. Gaismas diožu izmēri ir pārāk mazi un nav pietiekami, lai neatkarīgi izkliedētu siltumu, ko tie rada darbības laikā – jo jaudīgāks ir LED lukturis, jo lielāks un lielāks radiators tam ir nepieciešams. Attiecīgi iespaidīgais alumīnija radiatora izmērs ietekmē luktura izmaksas, turklāt parastās lampās būs grūti vai neiespējami uzstādīt jaudīgu LED lampu – tā tajās neiederēsies;
  • ja nav kondensatora, kas izlīdzinātu gaismas diožu gaismas plūsmu, tiek novērota manāma gaismas pulsācija;
  • būvējot lampu, kuras pamatā ir lēti LED, tā gaismas jauda tiek samazināta līdz maksimāli 100 lm / W un kļūst vienāda ar dienasgaismas spuldzēm, t.i. tiek zaudēta svarīga LED lampas priekšrocība;
  • gaismas diožu radītais gaismas spektrs ir vienkrāsains un ievērojami atšķiras no dabiskās saules gaismas. Lai mīkstinātu vienkrāsainu gaismas starojumu, nepieciešams īpašs fosforu sastāvs;
  • radītā gaismas plūsma ir šauri vērsta un tai ir jāuzstāda vairākas daudzvirzienu lampas vai gaismas difuzors, tomēr to izmantošana ievērojami samazina apgaismojuma intensitāti.

Kā izvēlēties LED lampu jūsu mājām

Datortehnikas veikalos Krievijā energotaupības LED lampas nav tik plaši izplatītas kā dienasgaismas – tās ir dārgākas, tāpēc tām ir mazāks pieprasījums. Lielākie LED lampu ražotāji: American General Electric, vācu Osram, Bioledex un BLV licht, holandiešu Philips, Indijas Silvānijas, krievu Optogan – to izstrādājumu izmaksas svārstās no 600 līdz 3000 rubļiem … vienai lampai.

Kā izvēlēties LED lampu jūsu mājām

Papildus labi pazīstamiem zīmoliem veikalos bieži atrodamas lētas ķīniešu un mazu vietējo ražotāju LED lampas – manuprāt, jums nevajadzētu pirkt viņu produktus, jo zemās izmaksas, visticamāk, ir ietaupījumi komponentos, kas nozīmē, ka šādas lampas ilgi nedarbosies.

Un tagad par LED lampu izvēles kritērijiem:

  • lampas jauda. 100 W kvēlspuldze atbilst 12-15 W LED lampai, un 15 W LED lampas gaismas plūsma būs nedaudz intensīvāka nekā 100 W Ilyich lampai;
  • gaismas temperatūra. Gaismas temperatūra Kelvinā tiks uzdrukāta uz iepakojuma vai lampas korpusa, pie mums pieradušās saules gaismas temperatūra ir 2700 – 3000 K. Kvēvinu lampu gaismas temperatūra ir saistīta ar krāsnī uzkarsētā metāla stieņa krāsu – līdz 3000 K tā ir dzeltenbalta. , palielinoties temperatūrai, kļūst arvien baltāks. Lukturi, kas izstaro gaismu temperatūrā, kas augstāka par 3000 K, ir spožāki, bet to gaismu ir grūti panest, un tie ir piemēroti tikai biroja telpās;
  • apgaismojuma leņķis. Ja visi luktura gaismas diodes atrodas vienā plaknē, tad apgaismojuma raksturs būs fokusa, šauri vērsts – katrs LED izstaro virzītu gaismas plūsmu. Gaismas izkliedēšanai un efektīvam telpas apgaismojumam būs ērti, ja gaismas diodes ir novietotas vairākās plaknēs, un pati lampa ir aprīkota ar gaismas izkliedējošām lēcām, no iekšpuses pārklātas ar fosforu;
  • krāsu atveidošanas attiecība. Tās vērtība jānorāda uz luktura iepakojuma, gaismas diodēm koeficients parasti ir no 70 līdz 95 – jo augstāka ir vērtība, kas norādīta uz iepakojuma, jo labāk LED spuldze spīdēs un otrādi. Ja uz iepakojuma ir norādīts krāsu atveidošanas indekss 95 un pašas lampas izmaksas ir zemas, tas ir mēģinājums maldināt pircēju, lētām lampām nevar būt tik augsta krāsu atveidošana;
  • siltuma noņemšana. Nepieciešama alumīnija radiatora klātbūtne, un, ja alumīnija vietā tiek izmantota plastmasa, atsakieties pirkt šo lampu, tā nebūs ilgi;
  • darba stundas. Parasti ražotāji citē 30 000 darba stundu, kas faktiski ir vidējais rādītājs. Pati lampa pēc šī perioda turpinās darboties, bet tā spilgtums samazināsies par aptuveni 30% – gaismas diožu sildīšana laika gaitā samazina gaismas plūsmas intensitāti.

Es nešaubos, ka nākamajos 5-10 gados tiks uzlabotas LED lampas – palielināsies lūmenu skaits uz vienu patērēto vatu, un izmaksas ievērojami samazināsies. Tās kļūs ne mazāk populāras, kā savulaik bija kvēlspuldzes, tikai izdevīgākas gan vidējam patērētājam, gan valstij. Bet tas prasīs laiku …

Novērtējiet šo rakstu
( Vēl nav neviena vērtējuma )
Laimonis Padomnieks
Pareizu padomu sniegšana par jebkuru tēmu
Comments: 1
  1. Aina Sproģe

    Vai LED spuldzes patiešām palīdz samazināt enerģijas patēriņu? Kāda ir to ilgmūžība un vai tās ir vienlīdz spilgtas kā parastās spuldzes? Kādi ir to ieguvumi un vai to cena ir attaisnojama?

    Atbildēt
Pievienojiet komentārus