Đèn LED siêu sáng - cuộc cách mạng công nghệ trong chiếu sáng điện

Nhiều người biết rằng đèn LED hiện đại hiệu quả hơn đèn sợi đốt, và một số mô hình có thể tranh luận với đèn huỳnh quang. Nhưng hiếm khi có ai nghĩ về những thay đổi mà các công nghệ này hứa hẹn với chúng ta.

Thiên đường hứa hẹn

Gần hai nghìn tỷ đô la - rất nhiều đèn LED mới sẽ cứu được trái đất trong 10 năm tới, miễn là chúng được thực hiện rộng rãi. Trong các đơn vị năng lượng, khoản tiết kiệm sẽ được thể hiện trong 18,3 terawatt giờ. Giảm lượng khí thải CO2 trong thập kỷ LED LED này sẽ là 11 gigatons và mức tiêu thụ dầu sẽ giảm gần một tỷ thùng. Và 280 nhà máy điện trung bình có thể được đóng cửa.

Vâng, các giáo sư Jung Kyu Kim và Fred Schubert từ Học viện Bách khoa Rensselaer đã tiếp cận dự báo về tương lai của các hệ thống chiếu sáng trạng thái rắn. Họ đã cố gắng vượt ra ngoài phạm vi tiết kiệm điện "cho một ngôi nhà" và tưởng tượng thế giới của chúng ta sẽ như thế nào, trong đó đèn LED sẽ lan rộng hơn nhiều so với hiện tại. Và quan trọng nhất, họ đã xem xét những đỉnh cao kỹ thuật nào chúng ta nên mong đợi từ cùng một đèn LED trong những năm tới.

Gần đây, quần chúng rộng lớn, để đáp lại "bùa xanh", đã đổ xô đi mua đèn huỳnh quang compact. Đèn LED vẫn còn trong bóng râm, chủ yếu là do chi phí quá cao. Nhưng đây chỉ là vấn đề tạm thời. Nhưng khả năng tiềm năng của đèn LED để phá vỡ đáng kể các loại đèn huỳnh quang tốt nhất về hiệu quả là đáng để xem xét. Tất nhiên, đèn LED hoạt động như các chỉ số, thành phần của màn hình hoặc bất kỳ loại thiết bị quang điện tử nào, thực tế không có tác dụng gì đối với sự cân bằng năng lượng trên thế giới. Nhưng ánh sáng dựa trên nguyên tắc này có thể thay đổi nó theo nghĩa đen.

Cách mạng đang đến

Theo dự báo của Kim và Schubert, trong những năm tới chúng ta sẽ chứng kiến ​​một cuộc cách mạng thực sự trong lĩnh vực này. Trong bài báo đăng trên tạp chí Optics Express, Jung và Fred viết về "mô hình thay thế" (nghĩa là thay thế hoàn toàn bóng đèn sợi đốt bằng đèn LED), cũng có thể được hiểu là sự thay thế mô hình. Thực tế là khi đạt đến một khối lượng phát triển quan trọng trong lĩnh vực đèn LED, họ sẽ bùng nổ không chỉ theo một cách định lượng, mà theo một cách định tính, thay đổi cuộc sống.

Làm thế nào để bạn, nói, giảm tiêu thụ điện cho chiếu sáng nhà, căn hộ và đường phố 13-17 lần? Chắc chắn bạn có thể tưởng tượng làm thế nào các thành phố và thị trấn có được cối xay gió và các tấm pin mặt trời và nói với các mạng điện tập trung, Far Farellell! Nếu không có sự gia tăng mạnh mẽ về hiệu quả của các hệ thống chiếu sáng, không có gì phải suy nghĩ về sự độc lập như vậy - nó sẽ quá đắt.

Các nhà khoa học Rensselaer trích dẫn hiệu quả của ánh sáng: đèn sợi đốt tốt - 16 lumens mỗi watt, đèn huỳnh quang compact - 64 (nghĩa là sự khác biệt dài gấp bốn lần), đèn huỳnh quang dài - 80. Chúng tôi sẽ nói thêm rằng hiệu quả của đèn LED sản xuất hàng loạt hiện đại được thiết kế dành riêng cho chiếu sáng sau đó trong khu vực giữa đèn huỳnh quang nhỏ gọn và "dài". Trong khi đó, các nhà khoa học xác định giới hạn lý thuyết cho đèn LED là 320 lumens mỗi watt và một thông số có thể đạt được thực tế trong những năm tới - 213! (Trong mọi trường hợp, cái gọi là đèn LED trắng thực sự cần thiết cho chiếu sáng gia đình được xem xét, vì những màu sắc thậm chí còn hiệu quả hơn).

Bột trẻ em tiết kiệm

Tháng trước, công ty Cree của Mỹ, một trong những nhà lãnh đạo trong ngành, đã công bố tạo ra một đèn LED trắng nguyên mẫu với hiệu suất 161 lumens mỗi watt, cao gấp mười lần so với đèn sợi đốt trung bình! Trong khi đó, đèn LED lớp "chiếu sáng" nối tiếp từ các công ty khác nhau đã vượt qua ngưỡng 100 lumens mỗi watt.

Làm đẹp, nhưng khi nào họ sẽ giảm giá? Ở đây tôi phải nói rằng trong "khoa học LED" trong những năm gần đây, rất nhiều điều thú vị đã xảy ra. Các nhà khoa học đang thử nghiệm các vật liệu mới.Cần làm rõ rằng đèn LED trắng được chế tạo theo hai công nghệ: hoặc đặt ba đèn LED nhỏ với các tia đỏ, lục và lam cạnh nhau, nhận ánh sáng "giả trắng"; hoặc họ lấy một đèn LED phát ra một luồng cực tím (đôi khi là màu xanh) và phủ nó bằng một lớp phốt pho chuyển đổi bức xạ này thành ánh sáng trắng, gần hoặc ít hơn với tự nhiên.

Cách tiếp cận đầu tiên là phân phối kém và đắt tiền. Và vẫn còn - đây không giống như màu trắng thực sự. Đèn LED thứ hai kém hiệu quả hơn. Chưa hết - phốt pho của nó có chứa một hỗn hợp phức tạp chứa, trong số những thứ khác, yttri và xeri. Đây là một trong những lý do cho chi phí cao của đèn LED trắng chiếu sáng.

Nhưng gần đây, các nhà vật lý từ Duke đã phát hiện ra rằng một loại bột oxit kẽm siêu mịn (một thành phần của bột trẻ em) với việc bổ sung lưu huỳnh theo đúng tỷ lệ, với điều kiện cấu trúc nanô được hình thành chính xác, có thể chuyển đổi tia cực tím thành ánh sáng trắng rất rõ và sáng. Trong trường hợp này, thành phần màu trắng hóa ra sáng hơn 1000 lần so với tia cực tím trong bức xạ đầu ra.

Hôm nay

Kim và Schubert viết rằng việc phân phối đèn LED nên đi xa hơn nhiều so với đèn gia đình đơn giản. Các bộ phát trạng thái rắn có thể thay đổi môi trường công nghệ xung quanh chúng ta. Thật vậy, trong các đèn LED khác nhau, có thể điều khiển phổ với độ chính xác cao, các thông số về độ phân kỳ của chùm sáng, sự phân cực của nó và dao động bức xạ theo thời gian. Nói chung, hầu hết mọi thứ.

Với sự hỗ trợ của đèn LED, có thể điều trị một số bệnh và thực hiện các thí nghiệm khoa học thú vị, kích thích sự phát triển của thực vật trong điều kiện không điển hình đối với chúng và tạo ra những con đường an toàn tương tác.

Và điều này có nghĩa là với sự trợ giúp của đèn LED, có thể điều trị một số bệnh và thực hiện các thí nghiệm khoa học thú vị, thúc đẩy sự phát triển của cây trong những điều kiện không điển hình cho chúng và tạo ra những con đường an toàn tương tác, v.v. Với sự linh hoạt của cài đặt - tất cả các đường dẫn đều mở. Cùng với nhau, các nhà khoa học gọi nó là ánh sáng thông minh, và vì vậy những từ đẹp đẽ không mâu thuẫn với kinh doanh, Viện Rensselaer, cùng với các trường đại học Boston và New Mexico, đã tạo ra một trung tâm nghiên cứu - Trung tâm nghiên cứu chiếu sáng thông minh.

Quỹ khoa học quốc gia đã phân bổ 18,5 triệu đô la cho các đối tác trong năm năm tới để thực hiện mơ mộng LED. Do đó, "ode to the LED" của các giáo sư Rensselaer có thể được coi là một thông báo về những chiến thắng trong tương lai của trung tâm. Và vì chủ đề này không chỉ được giải quyết tại các trường đại học và học viện được đề cập ở trên, nên sự thay đổi mô hình sắp tới có thể được coi là một vấn đề được giải quyết. Cho dù sẽ mất 10 năm, hoặc một vài lần nữa là một câu hỏi khác.

Comments

[#1 Alex]

Tháng trước là điều dễ hiểu.

chỉ ngày phát hành của bài viết không rõ ràng và khi nào là "tháng trước" khi đèn LED ở mức 161 lumens / watt được công bố