kategória: Zaujímavé fakty, Zaujímavé elektrické správy, Svetelné zdroje
Počet zobrazení: 30458
Komentáre k článku: 1
Superbright LED - technologická revolúcia v elektrickom osvetlení
Mnoho ľudí to vie moderné LED účinnejšie ako žiarovky a niektoré modely sa môžu hádať s žiarivkami. Len zriedka si však niekto myslí, aké zmeny nám tieto technológie sľubujú.
Zasľúbený raj
Takmer dva bilióny dolárov - toľko nových diód LED ušetrí pozemšťanov v nasledujúcich 10 rokoch za predpokladu, že budú široko implementované. V energetických jednotkách sa úspory vyjadria v 18,3 terawatthodín. Zníženie emisií CO2 počas tohto desaťročia „LED“ bude 11 gigatónov a spotreba oleja klesne o takmer miliardu barelov. A 280 priemerných elektrární môže byť uzavretých.
Áno, profesori Jung Kyu Kim a Fred Schubert z polytechnického inštitútu Rensselaer sa priblížili k prognóze budúcnosti systémov polovodičových osvetlení. Pokúsili sa ísť nad rámec úspory energie „pre jeden dom“ a predstaviť si, aký bude náš svet, v ktorom sa LED diódy rozšíria oveľa viac, ako je tomu teraz. A čo je najdôležitejšie, zvážili aké technické výšky by sme mali očakávať od rovnakých diód LED v nasledujúcich rokoch.
Nedávno sa široké masy v reakcii na „zelené kúzla“ ponáhľali kúpiť kompaktné žiarivky. LED diódy sú stále v tieni, hlavne z dôvodu príliš vysokých nákladov. Ale to je dočasná záležitosť. Je však potrebné zvážiť potenciálnu schopnosť LED diódy významne obísť tie najlepšie žiarivky. LED diódy, ktoré fungujú ako indikátory, komponenty displejov alebo akýkoľvek druh optoelektronických zariadení, samozrejme nemajú prakticky žiadny vplyv na energetickú rovnováhu vo svete. Ale osvetlenie založené na tomto princípe to môže doslova zmeniť.
Revolúcia sa blíži
Podľa predpovede Kim a Schuberta budeme v nasledujúcich rokoch svedkami skutočnej revolúcie v tejto oblasti. Vo svojom článku uverejnenom v časopise Optics Express, Jung a Fred píšu o „náhradnej paradigme“ (tj o úplnej výmene žiaroviek za LED), ktoré možno tiež interpretovať ako náhrada paradigmy. Pravda je taká Po dosiahnutí určitého kritického množstva vývoja v oblasti LED budú „explodovať“ nielen kvantitatívnou, ale kvalitatívnou zmenou života.
Ako povedzte, že znížite spotrebu elektrickej energie na osvetlenie domov, bytov a ulíc 13-17-krát? Určite si viete predstaviť, ako mestá získavajú veterné mlyny a solárne panely a povedať centralizovaným elektrickým sieťam „Zbohom!“. Bez výrazného zvýšenia účinnosti osvetľovacích systémov nie je o tejto nezávislosti potrebné myslieť - bude to príliš drahé.
Vedci z oblasti Rensselaer uvádzajú efektívnosť osvetlenia: dobré žiarovky - 16 lúmenov na watt, kompaktné žiarivky - 64 (to znamená, že rozdiel je štvornásobne dlhší), dlhé žiarivky - 80. Dodáme, že účinnosť moderných sériovo vyrábaných LED diód navrhnutých špeciálne na osvetlenie je niekde potom v oblasti medzi kompaktnými a „dlhými“ žiarivkami. Medzitým vedci určili teoretický limit pre LED ako 320 lúmenov na watt a realistický dosiahnuteľný parameter pre nadchádzajúce roky - 213! (Vo všetkých prípadoch sa berú do úvahy takzvané skutočné biele LED diódy potrebné na osvetlenie domácnosti, pretože farebné sú ešte efektívnejšie).
Detský prášok šetrí
Americká spoločnosť Cree minulý mesiac oznámila vytvorenie prototypu bielej LED s účinnosťou 161 lúmenov na watt, ktorá je desaťkrát vyššia ako priemerná žiarovka! Medzitým sériové LED triedy „osvetlenie“ od rôznych spoločností už prekročili prah 100 lúmenov na watt.
Krása, ale kedy znížia ceny? Tu musím povedať, že v oblasti „LED vedy“ v posledných rokoch sa odohrávalo veľa zaujímavých vecí. Vedci experimentujú s novými materiálmi.Malo by sa objasniť, že biele LED žiarovky sa vyrábajú pomocou dvoch technológií: buď umiestnia tri malé LED diódy s červeným, zeleným a modrým lúčom vedľa seba, pričom dostanú „pseudo-biele“ svetlo; alebo prijímajú LED diódu vyžarujúcu ultrafialový (niekedy modrý) tok a zakrývajú ho vrstvou fosforu, ktorá premieňa toto žiarenie na biele svetlo, viac-menej blízko k prirodzenému.
Prvý prístup je zle distribuovaný a nákladný. A napriek tomu - to nie je to isté ako skutočná biela. Druhá LED je menej účinná. A predsa - jeho fosfor obsahuje komplexný kompozit obsahujúci okrem iného ytrium a cér. To je jeden z dôvodov vysokých nákladov na osvetlenie bielych LED diód.
Nedávno však fyzici z Duke objavili, že ultrajemný prášok oxidu zinočnatého (súčasť detských práškov) s prísadou síry v správnom pomere, za predpokladu, že je nanoštruktúra správne vytvorená, môže účinne transformovať ultrafialové svetlo na veľmi jasné a jasné biele svetlo. V tomto prípade sa ukázalo, že vo výstupnom žiarení bola biela zložka 1000-krát jasnejšia ako ultrafialové žiarenie.
dnes
Kim a Schubert píšu, že distribúcia diód LED by mala ísť omnoho ďalej ako jednoduché domáce lampy. Emulátory v tuhom stave sú schopné zmeniť technogenické prostredie, ktoré nás obklopuje. Vskutku, v rôznych LED diódach je možné regulovať spektrum s vysokou presnosťou, parametre divergencie svetelného lúča, jeho polarizáciu a oscilácie žiarenia v čase. Všeobecne platí, že takmer všetko.
S pomocou diód LED je možné liečiť množstvo chorôb a vykonávať zaujímavé vedecké experimenty, stimulovať rast rastlín v podmienkach, ktoré pre nich nie sú typické, a vytvárať interaktívne bezpečné cesty.
A to znamená, že pomocou LED diódy je možné liečiť množstvo chorôb a uskutočňovať zaujímavé vedecké experimenty, stimulovať rast rastlín v podmienkach, ktoré pre nich nie sú typické a vytvárať interaktívne bezpečné cesty atď. S takou flexibilitou nastavení - všetky cesty sú otvorené. Vedci to nazvali „inteligentné osvetlenie“ a preto, aby krásne slová neboli v rozpore s podnikaním, Rensselaerov inštitút spolu s univerzitami v Bostone a Novom Mexiku vytvorili výskumné centrum - Centrum inteligentného osvetlenia.
Národná vedecká nadácia už pridelila partnerom 18,5 milióna dolárov na nasledujúcich päť rokov na implementáciu snívania o LED. Preto „ód do diód LED“ profesorov Rensselaer možno považovať za oznámenie budúcich víťazstiev centra. A keďže sa touto témou nezaoberajú iba vyššie uvedené univerzity a ústavy, nadchádzajúci „posun paradigmy“ možno považovať za vyriešený problém. Či už to bude trvať 10 rokov alebo viac, je iná otázka.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: