Energibesparende LED-pærer

Indholdsfortegnelse:

Energibesparende LED-pærer
Energibesparende LED-pærer

Video: Energibesparende LED-pærer

Video: Energibesparende LED-pærer
Video: Energibesparende LED Brændeovnspejs 2024, Marts
Anonim
  • Historie af LED-lamper
  • Sådan fungerer og fungerer LED-lampen
  • Fordele og ulemper ved energibesparende LED-pærer
  • Sådan vælger du en LED-lampe til dit hjem
Energibesparende LED-pærer
Energibesparende LED-pærer

Hvilken slags belysning skal vi have i vores hjem? På dette punkt er der to meninger: husstande - lyset skal være behageligt og ikke hårdt; landets ledere - belysning af huse skal forbruge så lidt elektricitet som muligt. Den ubønhørlige stigning i priserne på energibærere forstår ikke den gennemsnitlige mand på gaden, han er mere interesseret i spørgsmålet”hvorfor de samme energibesparende lamper er så dyre”. Denne artikel vil undersøge detaljeret energibesparende LED-lamper, som i den nærmeste fremtid, uanset gennemsnitsforbrugerens ønske eller modvilje, vil oplyse vores hjem. Lad os se, om de er så gode, som de er beskrevet?

Historie af LED-lamper

Det hele startede tilbage i 1907, da den engelske ingeniør Henry Round slukkede belysningen i laboratoriet ved et uheld bemærkede en glød omkring en diodekontakt under spænding. Han besluttede, at gløden skyldtes en eller anden fejl i beregningerne og ikke var særlig opmærksom på dette, skønt han bemærkede dette i rapporten.

Historie af LED-lamper
Historie af LED-lamper

Oleg Vladimirovich Losev

16 år efter denne begivenhed begyndte den sovjetiske fysiker Oleg Vladimirovich Losev at undersøge en underlig glød, der opstår ved loddepunktet for kontakterne af en siliciumcarbid (carborundum) diode. Losev fandt aldrig ud af glødens natur og bemærkede, at der ikke var nogen opvarmning til høje temperaturer - årsagen til glød var skjult i en slags elektronisk proces, der var ukendt for disse års videnskab. Resultaterne af Losevs forskning om diodernes glød blev oversat til flere sprog og offentliggjort i en række videnskabelige tidsskrifter, men vækkede ikke meget interesse. I begyndelsen af det 20. århundrede blev kendte lamper med en glødetråd betragtet som ganske tilstrækkelige og uundværlige - der var ikke behov for at opfinde noget nyt.

Vedvarende interesse for diodernes glød opstod i anden halvdel af sidste århundrede, da den amerikanske ingeniør Rubin Brownstein annoncerede sin opdagelse - dioder lavet af galliumarsenid (GaAs) udsender infrarøde stråler, når de får strøm. Ifølge ingeniøren blev nøjagtig den samme stråling observeret af ham i dioder lavet af indiumphosphid (InP), galliumantimonid (GaSb) og bestående af en silicium-germaniumlegering.

Den første infrarøde diode blev patenteret i 1961 af de amerikanske forskere Gary Pitman og Robert Byard. Men det var umuligt at bruge sådanne dioder til at belyse lokaler, fordi infrarøde stråler er uden for spektret synligt for det menneskelige øje.

Historie af LED-lamper
Historie af LED-lamper

Amerikansk videnskabsmand og opfinder Nick Holonyak

Skaberen af den fuldgyldige LED var Nick Holonyak, Jr., der i 1962 skabte et fuldt udbygget LED-lys, der udsendte synligt rødt lys. Det er Holonyak, der betragtes som "far" til LED-lamper. 10 år senere skabte hans studerende George Craford den første LED, der udsendte gult lys og også tidoblet lysstyrken på røde og orange-røde LED'er.

Imidlertid var de nye lyskilder ikke særlig kommercielle efterspørgsel - selvfølgelig, fordi prisen på en LED på det tidspunkt var $ 200. Den første kommercielt succesrige produktion af lysdioder i 1968 blev etableret af det amerikanske firma "Monsanto", der har specialiseret sig i kemiske produkter. Disse var lysdioder fra legeringer af galliumarsenid og indiumphosphid. Det var Monsanto, der gjorde lysdioder populære og udbredte i elektroniske regnemaskiner og digitale ure - fra 1968 til 1970 solgte LED-monopolet dobbelt så mange produkter som i hver foregående måned. Introduktionen af lysdioder i elektronikken skyldes Hewlett-Packard, den første til at sætte pris på værdien af lysdioder til elektriske apparater og aktivt købe dem fra Monsanto.

I 1970 blev Monsantos monopol på LED-markedet ophørt - ved hjælp af halvlederchips fra Dr. Jean Ernie begyndte det amerikanske firma Fairchild Semiconductor at producere billige LED'er til en værdi af fem cent hver.

I årtier har LED'er været aktivt brugt i forbruger- og industrielektronik, men ikke til indendørs belysning. Ideen om at skabe fuldgyldige LED-lamper, der kan belyse vores hjem bedre end nogen "Ilyich-lamper" kom fra Shuji Nakamura, der arbejdede for det japanske firma "Nichia Corporation" - det var under hans ledelse, at firmaets ingeniører skabte den første blå lysdiode med høj lysstyrke i 1993.

Historie af LED-lamper
Historie af LED-lamper

Den første LED, der udsendte lyst hvidt lys, blev skabt for ikke så længe siden - i 1997 blev den amerikanske ingeniør Fred Schubert dens skaber.

I dag findes der allerede energibesparende LED-lamper, men de forbedres stadig, fordi de første LED'er, hvis lysintensitet blev lige store og efterfølgende overskred glødelampens lysstyrke, dukkede først op i begyndelsen af det 21. århundrede.

Sådan fungerer og fungerer LED-lampen

Enheden til enhver moderne LED-lampe er som følger:

  • grundlag. Et standardelement af en hvilken som helst lampe, der er designet til at blive skruet ind i lampeholderen
  • ballaststarter (driver) lukket i en plastikhus med ventilationshuller. Konverterer vekselstrøm til jævnstrøm, indeholder mere kraftige kondensatorer end i lysstofrørets ballastkredsløb. Årsagen er som følger - varmen, der genereres af dioderne i LED-lamper, er ikke rettet udad, men inde i dens krop er det derfor nødvendigt med ventilationshuller i ballastkroppen. Levetiden for enhver LED-lampe er relateret til antallet af ventilationshuller i kabinettet og pålideligheden af kondensatorerne såvel som fra zenerdioder, der udligner spændingen i tilfælde af spændingsfald;
  • aluminiumskøler. Dens fremspringende ribben er placeret langs og i en spiral, hvilket forbedrer varmeafledning;
  • kortet, hvorpå lysdioderne er installeret. Lavet af aluminium, på den side, der vender mod radiatoren, påføres termisk pasta, som fjerner varme - 90% af varmestrålingen fra lysdioderne falder på aluminiumskortet, hvori de er installeret;
  • LED'er, i antal fra 5, giver total lampeeffekt. Den lysstrøm, der genereres af dem, afhænger af LED'ernes kvalitet;
  • lysdiffusor monteret på en inderring af aluminium. Lavet af mat plastik, det bruges til ensartet spredning af lysstrålen fra lysdioder. Næsten ikke opvarmet.

Hovedelementerne i en LED-lampe er LED'er - halvlederanordninger, der omdanner elektrisk strøm til lysstråling. Enhver LED består af et ikke-ledende substrat, hvorpå der lægges en halvlederkrystal - begge disse elementer er lukket i en pakke med kontaktledninger på den ene side og en plastiklinse på den anden side. Det frie rum mellem linsen og krystallen er fyldt med farveløs silikone; LED-strukturen er fastgjort på en aluminiumsbase, der fjerner varme og gør LED'en mere stiv.

Sådan fungerer og fungerer LED-lampen
Sådan fungerer og fungerer LED-lampen

Hvorfor lyser LED? Glødens hemmelighed ligger i rekombinationen af elektroner mellem to halvlederkontakter med forskellig ledningsevne. Halvlederkrystallen ved kontaktudgangspunkterne doteres med en acceptorurenhed indeholdende et utilstrækkeligt antal elektroner på den ene side og en donorurenhed, hvor elektroner er rigelige på den anden. Når der tilføres strøm, kombineres elektronerne, og den resulterende overskydende energi omdannes til synligt lys. Ved første øjekast ser det ud til, at jo højere strøm, desto mere intens lyser LED. Det er rigtigt, intensiteten af lysenergien vil være højere, men på grund af modstanden i halvlederen vil opvarmningen af dioden stige kraftigt, hvilket får kontakterne til at smelte, eller halvlederen brænder ud.

Fordele og ulemper ved energibesparende LED-pærer

LED-lamper, der findes i dag, har både fordele og ulemper - deres udvikling til en fuldgyldig lyskilde i vores hjem er endnu ikke afsluttet.

Positive egenskaber:

  • den mindste i sammenligning med andre typer husholdningslamper, elforbrug - 8-10 gange mindre end for lamper med glødetråd;
  • høj lyseffektivitet, ca. 120 lumen for hver forbrugt watt energi. Til sammenligning er lyseffektiviteten af "Ilyich-lamper" fra 10 til 24 lumen pr. Watt for lysstofrør - fra 60 til 100 lumen pr. Watt;
  • den højeste i sammenligning med andre belysningslamper, en levetid på ca. 50.000 timer, underlagt den højkvalitets konstruktion af selve LED-lampen og brugen af materialer af høj kvalitet til dens fremstilling
  • opnåelse af forskellige egenskaber ved spektret uden brug af lysfiltre, dvs. analogt med glødelamper;
  • styrke og sikkerhed for brugerne. LED-lampen går ikke i stykker eller beskadiges, hvis den tabes ved et uheld, dvs. skår af glas, der er typisk for en lignende situation med enhver anden belysningslampe, vil ikke. Dets elementer indeholder ingen farlige komponenter af kemisk oprindelse, som for eksempel findes i lysstofrør;
  • afhænger ikke af antallet af tænd / sluk, i tilfælde af andre lamper påvirker antallet af tænd / sluk alvorligt levetiden
  • sikker i drift - ingen højspænding er påkrævet, den højeste temperatur på LED og vedlagte fittings overstiger ikke 60 ° C.

Negative egenskaber:

  • høj pris. Prisen for LED-lamper overstiger i dag 8-10 gange prisen på fluorescerende lamper med lignende effekt. Reduktion af detailpriser uden at miste kvalitet er den største udfordring for producenter af LED-lamper;
  • behovet for en køleplade. Lysdiodernes dimensioner er for små og ikke tilstrækkelige til uafhængigt at sprede den varme, der genereres af dem under drift - jo mere kraftfuld LED-lampen er, jo større er størrelsen og arealet på den radiator, den har brug for. Følgelig påvirker aluminiums radiatorens imponerende størrelse lampens omkostninger. Desuden vil det være vanskeligt eller umuligt at installere en kraftig LED-lampe i almindelige lamper - den passer ikke ind i dem;
  • i fravær af en kondensator, der udligner lysstrømmen af LED'er, observeres en mærkbar krusning af lys;
  • når der konstrueres en lampe baseret på billige lysdioder, falder dens lysudgang til maksimalt 100 lm / W og bliver lig med lysstofrør, dvs. en vigtig fordel ved LED-lampen går tabt;
  • det lysspektrum, der genereres af lysdioder, er monokromt og adskiller sig markant fra naturligt sollys. For at blødgøre monokrom lysstråling kræves en særlig sammensætning af fosfor;
  • den genererede lysstrøm er snævert rettet og kræver installation af flere multiretningslamper eller en lysdiffusor, men anvendelsen af sidstnævnte reducerer belysningsintensiteten betydeligt.

Sådan vælger du en LED-lampe til dit hjem

I hardwareforretninger i Rusland er energibesparende LED-lamper ikke så udbredte som lysstofrør - de er dyrere, derfor er de mindre efterspurgte. De største producenter af LED-lamper: American General Electric, tysk Osram, Bioledex og BLV licht, hollandsk Philips, indiske Sylvania, russisk Optogan - prisen på deres produkter varierer fra 600 til 3.000 rubler … til en lampe.

Sådan vælger du en LED-lampe til dit hjem
Sådan vælger du en LED-lampe til dit hjem

Ud over kendte mærker findes ofte billige LED-lamper fra kinesiske og små indenlandske producenter i butikkerne - efter min mening skal du ikke købe deres produkter, fordi de lave omkostninger skyldes sandsynligvis besparelser på komponenter, hvilket betyder, at sådanne lamper ikke varer længe.

Og nu om kriterierne for valg af LED-lamper:

  • lampekraft. En 100 W glødelampe svarer til en 12-15 W LED-lampe, og lysstrømmen fra en 15 W LED-lampe vil være lidt mere intens end en 100 W Ilyich-lampe;
  • lys temperatur. Lysets temperatur i Kelvin vil blive anvendt på emballagen eller lampehuset, det sollys, vi er vant til, har en temperatur på 2.700 - 3.000 K. Lampens temperatur i Kelvin skyldes sin oprindelse til farven på metalstangen, der er opvarmet i ovnen - op til 3000 K er den gul-hvid, bliver mere og mere hvid med stigende temperatur. Lamper, der udsender lys ved en temperatur højere end 3000 K, er lysere, men deres lys er svær at tolerere og er kun passende i kontorlokaler;
  • lysvinkel. Hvis alle lysdioderne i lampen er placeret i samme plan, vil belysningens karakter være fokuseret, snævert rettet - hver LED udsender en rettet lysstrøm. For lysdiffusion og effektiv belysning af rummet vil det være praktisk, hvis lysdioderne er placeret i flere plan, og selve lampen er udstyret med lysspredende linser, belagt indefra med en fosfor;
  • farvegengivelsesforhold. Dens værdi skal angives på lampeemballagen. For lysdioder er koefficienten normalt fra 70 til 95 - jo højere værdi, der er angivet på emballagen, jo bedre vil LED-lampen skinne og omvendt. Hvis farvegengivelsesindekset på 95 er angivet på emballagen, og prisen på selve lampen er lav, er dette et forsøg på at bedrage køberen, billige lamper kan ikke have en så høj farvegengivelse;
  • fjernelse af varme. Tilstedeværelsen af en aluminiumsradiator er påkrævet, og hvis plast anvendes i stedet for aluminium, nægter du at købe denne lampe, den varer ikke længe;
  • Arbejdstimer. Typisk citerer producenter 30.000 arbejdstimer, hvilket faktisk er et gennemsnit. Efter denne periode vil selve lampen fortsætte med at arbejde, men dens lysstyrke falder med ca. 30% - opvarmningen af lysdioderne over tid reducerer lysstyrken.

Jeg er ikke i tvivl om, at LED-lamper i de næste 5-10 år vil blive forbedret - antallet af lumen pr. Forbrugt watt vil stige, og omkostningerne falder betydeligt. De bliver ikke mindre populære, som glødelamper en gang var, kun mere rentable for både gennemsnitsforbrugeren og staten. Men det vil tage tid …

Anbefalet: