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Superbright LEDs - die technologische Revolution in der elektrischen Beleuchtung

 

Superbright LEDs - die technologische Revolution in der elektrischen BeleuchtungViele Leute wissen das moderne LEDs effektiver als Glühlampen, und einige Modelle können mit Leuchtstofflampen streiten. Aber selten denkt jemand darüber nach, welche Veränderungen uns diese Technologien versprechen.


Versprochenes Paradies

Fast zwei Billionen Dollar - so viele neue LEDs werden Erdbewohner in den nächsten 10 Jahren retten, vorausgesetzt, sie sind weit verbreitet. In Energieeinheiten werden die Einsparungen in 18,3 Terawattstunden ausgedrückt. Die Reduzierung der CO2-Emissionen in diesem „LED“ -Dekade wird 11 Gigatonnen betragen, und der Ölverbrauch wird um fast eine Milliarde Barrel sinken. Und 280 durchschnittliche Kraftwerke können geschlossen werden.

Ja, die Professoren Jung Kyu Kim und Fred Schubert vom Rensselaer Polytechnic Institute näherten sich der Prognose der Zukunft von Festkörper-Beleuchtungssystemen. Sie versuchten, über das Sparen von Strom "für ein Haus" hinauszugehen und sich vorzustellen, wie unsere Welt aussehen wird, in der LEDs viel weiter verbreitet werden als jetzt. Und vor allem überlegten sie Welche technischen Höhen sollten wir in den kommenden Jahren von denselben LEDs erwarten?

In jüngster Zeit haben sich die breiten Massen als Reaktion auf "grüne Zauber" beeilt, Kompaktleuchtstofflampen zu kaufen. LEDs sind immer noch im Schatten, hauptsächlich wegen der zu hohen Kosten. Dies ist jedoch eine vorübergehende Angelegenheit. Die potenzielle Fähigkeit von LEDs, die Effizienz der besten Leuchtstofflampen erheblich zu umgehen, ist jedoch erwägenswert. Natürlich haben LEDs, die als Indikatoren, Komponenten von Displays oder optoelektronische Geräte jeglicher Art dienen, praktisch keinen Einfluss auf die Energiebilanz der Welt. Eine auf diesem Prinzip basierende Beleuchtung kann dies jedoch buchstäblich ändern.


Die Revolution kommt

Nach der Prognose von Kim und Schubert werden wir in den kommenden Jahren eine echte Revolution in diesem Bereich erleben. In ihrem in der Zeitschrift Optics Express veröffentlichten Artikel schreiben Jung und Fred über das "Ersatzparadigma" (dh den vollständigen Ersatz von Glühlampen durch LEDs), das auch als Paradigmenersatz interpretiert werden kann. Die Sache ist die Sobald sie eine kritische Masse an Entwicklung auf dem Gebiet der LEDs erreicht haben, werden sie nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ im Leben „explodieren“.

Wie können Sie beispielsweise den Stromverbrauch für die Beleuchtung von Häusern, Wohnungen und Straßen um das 13-17-fache senken? Sicherlich können Sie sich vorstellen, wie Städte Windmühlen und Sonnenkollektoren erwerben und zu den zentralisierten Stromnetzen „Lebewohl!“ Sagen. Ohne eine starke Steigerung der Effizienz von Beleuchtungssystemen gibt es nichts zu denken über eine solche Unabhängigkeit - sie wird zu teuer sein.


Rensselaer-Wissenschaftler zitieren die Wirksamkeit der Beleuchtung: gute Glühlampen - 16 Lumen pro Watt, kompakte Leuchtstofflampen - 64 (das heißt, der Unterschied ist viermal so groß), lange Leuchtstoffröhren - 80. Wir werden hinzufügen, dass die Effizienz moderner Serien-LEDs, die speziell für die Beleuchtung entwickelt wurden, irgendwo liegt dann im Bereich zwischen kompakten und "langen" Leuchtstofflampen. In der Zwischenzeit haben Wissenschaftler die theoretische Grenze für LEDs mit 320 Lumen pro Watt und einen realistisch erreichbaren Parameter für die kommenden Jahre festgelegt - 213! (In allen Fällen werden die sogenannten echten weißen LEDs berücksichtigt, die für die Beleuchtung zu Hause erforderlich sind, da farbige LEDs noch effektiver sind.)

Superbright LEDs - die technologische Revolution in der elektrischen Beleuchtung

Babypuder spart

Im vergangenen Monat kündigte das amerikanische Unternehmen Cree, eines der führenden Unternehmen der Branche, die Entwicklung eines weißen LED-Prototyps mit einem Wirkungsgrad von 161 Lumen pro Watt an, der zehnmal höher ist als die durchschnittliche Glühlampe! Inzwischen haben serielle LEDs der "Beleuchtungs" -Klasse verschiedener Unternehmen bereits die Schwelle von 100 Lumen pro Watt überschritten.

Schönheit, aber wann werden sie die Preise senken? Hier muss ich sagen, dass in der "LED-Wissenschaft" in den letzten Jahren viele interessante Dinge passiert sind. Wissenschaftler experimentieren mit neuen Materialien.Es sollte klargestellt werden, dass weiße LED-Lampen mit zwei Technologien hergestellt werden: Entweder setzen sie drei winzige LEDs mit roten, grünen und blauen Strahlen nebeneinander und empfangen "pseudoweißes" Licht; oder sie nehmen eine LED, die einen ultravioletten (manchmal blauen) Fluss emittiert, und bedecken sie mit einer Leuchtstoffschicht, die diese Strahlung in weißes Licht umwandelt, das mehr oder weniger natürlich ist.

Der erste Ansatz ist schlecht verteilt und teuer. Und trotzdem - das ist nicht dasselbe wie echtes Weiß. Die zweite LED ist weniger effizient. Und auch - sein Leuchtstoff enthält ein komplexes Komposit, das unter anderem Yttrium und Cer enthält. Dies ist einer der Gründe für die hohen Kosten für die Beleuchtung weißer LEDs.

Vor kurzem entdeckten Physiker von Duke, dass ein ultrafeines Zinkoxidpulver (ein Bestandteil von Babypulvern) unter Zusatz von Schwefel im richtigen Verhältnis, sofern die Nanostruktur korrekt gebildet ist, Ultraviolett effektiv in sehr helles und klares weißes Licht umwandeln kann. In diesem Fall erwies sich die weiße Komponente in der Ausgangsstrahlung als 1000-mal heller als ultraviolett.


Heute

Kim und Schubert schreiben, dass die Verteilung von LEDs viel weiter gehen sollte als einfache Heimlampen. Festkörperemitter können die uns umgebende technogene Umgebung verändern. In der Tat ist es bei verschiedenen LEDs möglich, das Spektrum mit hoher Genauigkeit, die Parameter der Divergenz des Lichtstrahls, seine Polarisation und zeitliche Strahlungsschwingungen zu steuern. Im Allgemeinen fast alles.

Mit Hilfe von LEDs ist es möglich, eine Reihe von Krankheiten zu behandeln und interessante wissenschaftliche Experimente durchzuführen, das Pflanzenwachstum unter für sie nicht typischen Bedingungen zu stimulieren und interaktive sichere Straßen zu schaffen.

Dies bedeutet, dass mit Hilfe von LEDs eine Reihe von Krankheiten behandelt und interessante wissenschaftliche Experimente durchgeführt, das Pflanzenwachstum unter für sie nicht typischen Bedingungen stimuliert und interaktive sichere Straßen geschaffen werden können. Mit dieser Flexibilität der Einstellungen sind alle Pfade offen. Gemeinsam nannten Wissenschaftler es „intelligente Beleuchtung“, und damit schöne Worte dem Geschäft nicht widersprechen, schuf das Rensselaer-Institut zusammen mit den Universitäten von Boston und New Mexico ein Forschungszentrum - das Smart Lighting Research Center.

Die National Science Foundation hat Partnern für die nächsten fünf Jahre bereits 18,5 Millionen US-Dollar für die Implementierung von LED-Tagträumen zugewiesen. Daher kann die "Ode an die LEDs" der Rensselaer-Professoren als Ankündigung zukünftiger Siege des Zentrums angesehen werden. Und da dieses Thema nicht nur an den oben genannten Universitäten und Instituten behandelt wird, kann der bevorstehende „Paradigmenwechsel“ als ein geregeltes Problem angesehen werden. Ob es 10 Jahre oder noch ein paar Jahre dauern wird, ist eine andere Frage.

Superbright LEDs - die technologische Revolution in der elektrischen Beleuchtung

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  • Vorteile der LED-Beleuchtung
  • SMD-LEDs - Oberflächenmontage-LEDs
  • Wo werden die LEDs eingesetzt?
  • LED-Beleuchtung für Babykrankheiten
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    Kommentare:

    # 1 schrieb: Alex | [Zitat]

     
     

    Der letzte Monat ist verständlich.

    Nur das Erscheinungsdatum des Artikels ist unklar und wann war dieser "letzte Monat", als die 161 Lumen / Watt-LEDs angekündigt wurden