Врхунске ЛЕД диоде - технолошка револуција електричног осветљења

Многи људи то знају савремене ЛЕД ефикасније од жаруља са жарном нити, а неки се модели могу свађати са флуоресцентним лампама. Али ретко ко размишља о променама које нам ове технологије обећавају.

Обећани рај

Скоро два билиона долара - толико нових ЛЕД-ова ће уштедети земљаке у наредних 10 година, под условом да се широко примене. У енергетским јединицама уштеда ће бити изражена у 18,3 тераватних сати. Смањење емисије ЦО2 током ове „ЛЕД“ деценије износиће 11 гигатона, а потрошња нафте ће се смањити за скоро милијарду барела. И 280 средњих електрана може да се затвори.

Да, професори Јунг Киу Ким и Фред Сцхуберт са Политехничког института Ренсселаер приступили су прогнози будућности чврстих система осветљења. Покушали су да пређу опсег уштеде електричне енергије „за једну кућу“ и замисле какав ће бити наш свет, у коме ће ЛЕД-ови добити много шири раст него што је то сада случај. И што је најважније, сматрали су какве бисмо техничке висине требали очекивати од истих ЛЕД-ова у наредним годинама.

Недавно су широке масе, као одговор на „зелене чаролије“, пожуриле да купују компактне флуоресцентне лампе. ЛЕД су и даље у сенци, углавном због превисоких трошкова. Али то је привремена ствар. Али потенцијална способност ЛЕД-ова да значајно заобиђу најбоље флуоресцентне сијалице по ефикасности вреди узети у обзир. Наравно, ЛЕД диоде које раде као индикатори, компоненте екрана или све врсте оптоелектронских уређаја практично немају утицаја на енергетску равнотежу у свету. Али осветљење на овом принципу може буквално да га промени.

Долази револуција

Према прогнози Ким-а и Сцхуберта, у наредним годинама ћемо бити сведоци праве револуције на овом пољу. У свом раду објављеном у часопису Оптицс Екпресс Јунг и Фред пишу о "замјенској парадигми" (то јест потпуној замјени жаруља са жарном нити ЛЕД-има), што се такође може тумачити као замјена парадигме. Чињеница је да је Када достигну критичну масу развоја на пољу ЛЕД-ова, оне ће „експлодирати“ не само у квантитативном, већ и на квалитативном нивоу у животу.

Како, кажете, смањите потрошњу електричне енергије за осветљење кућа, станова и улица за 13-17 пута? Свакако можете да замислите како градови и места набављају ветрењаче и соларне панеле и кажете централизованим електричним мрежама „Збогом!“. Без снажног повећања ефикасности система расвете, нема шта да се размишља о таквој независности - биће прескупо.

Научници из Ренсселаера наводе ефикасност осветљења: добре жаруље са жарном нити - 16 лумена по вату, компактне флуоресцентне - 64 (то јест, разлика је четири пута већа), дуге флуоресцентне цеви - 80. Додаћемо да је ефикасност савремених масовних ЛЕД лампи, дизајнираних посебно за осветљење, негде затим у подручју између компактних и "дугачких" флуоресцентних сијалица. У међувремену, научници су одредили теоријску границу за ЛЕД као 320 лумена по вату и реално остварив параметар за наредне године - 213! (У свим случајевима се узимају у обзир тзв. Праве бијеле ЛЕД диоде неопходне за освјетљење куће, јер су оне у боји још ефикасније).

Дечији пудер штеди

Прошлог месеца америчка компанија Црее, један од лидера у индустрији, најавила је креирање прототипа белог ЛЕД-а ефикасности од 161 лумена по вату, што је десет пута више од просечне сијалице са жарном нити! У међувремену, серијске ЛЕД класе „осветљења“ из различитих компанија већ су прешле праг од 100 лумена по вату.

Лепота, али када ће смањити цене? Овде морам рећи да се у „науци о ЛЕД“ последњих година дешавало пуно занимљивих ствари. Научници експериментишу са новим материјалима.Треба појаснити да се беле ЛЕД лампе израђују помоћу две технологије: било да поставе три сићушне ЛЕД са црвеним, зеленим и плавим зрацима један поред другог, примајући "псеудо-белу" светлост; или узимају ЛЕД који емитује ултраљубичаст (понекад плав) ток и прекривају га слојем фосфора, који ово зрачење претвара у белу светлост, мање или више близу природној.

Први приступ је слабо дистрибуиран и скуп. И још увек - ово није исто што и права бела. Други ЛЕД је мање ефикасан. Па ипак - његов фосфор садржи сложен композит који садржи, између осталог, итријум и церијум. То је један од разлога високих трошкова осветљења белих ЛЕД.

Али недавно, физичари из Дукеа открили су да ултрафини прах цинковог оксида (компонента дечијег прашка) са додатком сумпора у правој пропорцији, под условом да је наноструктура правилно формирана, може ефикасно трансформисати ултраљубичасто светло у веома светлу и чисту белу светлост. У овом случају, показало се да је бела компонента 1000 пута светлија од ултраљубичастог у излазном зрачењу.

Данас

Ким и Сцхуберт пишу да би расподјела ЛЕД диода требала ићи много даље од једноставних кућних свјетиљки. Солид-еммитери могу да мењају техногено окружење које нас окружује. Заиста је у разним ЛЕД-има могуће прецизно контролисати спектар, параметре дивергенције светлосног снопа, његову поларизацију и осцилације зрачења у времену. Уопште, готово све.

Уз помоћ ЛЕД-ова, могуће је лечити бројне болести и спровести занимљиве научне експерименте, подстаћи раст биљака у условима који нису типични за њих и створити интерактивне сигурне путеве.

А то значи да је уз помоћ ЛЕД-ова могуће лечити низ болести и спровести занимљиве научне експерименте, подстаћи раст биљака у условима који нису типични за њих и створити интерактивне сигурне путеве, и тако даље. Са таквом флексибилношћу подешавања - сви су путеви отворени. Научници су то заједно назвали „паметним осветљењем“, а како лепе речи не протурјече пословању, Институт Ренсселаер је заједно са универзитетима у Бостону и Новом Мексику створио истраживачки центар - Смарт Лигхтинг Ресеарцх Центер.

Национална фондација за науку већ је издвојила 18,5 милиона долара партнерима у наредних пет година за спровођење ЛЕД дању. Стога се „ода ЛЕД“ професорима из Ренсселаера може сматрати најавом будућих победа центра. А будући да се овом темом не бави само на горе споменутим универзитетима и институтима, предстојећа „промена парадигме“ може се сматрати утврђеним проблемом. Да ли ће проћи 10 година или још неколико је друго питање.