נוריות Superbright - המהפכה הטכנולוגית בתאורה חשמלית

אנשים רבים יודעים זאת נוריות LED מודרניות יעילים יותר ממנורות ליבון, ודגמים מסוימים עשויים להתווכח עם מנורות פלורסנט. אך לעיתים רחוקות מישהו חושב על אילו שינויים הטכנולוגיות הללו מבטיחות לנו.

גן עדן מובטח

כמעט שני טריליון דולר - כל כך הרבה נוריות LED חדשות יחסכו אדניות בעשר השנים הבאות, בתנאי שהן מיושמות באופן נרחב. ביחידות אנרגיה, החיסכון יבוא לידי ביטוי ב- 18.3 שעות טרה-ואט. צמצום פליטת CO2 במהלך עשור ה- LED הזה יהיה 11 ג'יגה, וצריכת הנפט תקטן כמעט מיליארד חביות. וניתן לסגור 280 תחנות כוח ממוצעות.

כן, הפרופסורים יונג קיו קים ופרד שוברט מהמכון הפוליטכני רנססלר ניגשו לתחזית לעתיד מערכות התאורה במצב מוצק. הם ניסו לחרוג מהיקף חיסכון בחשמל "עבור בית אחד" ולדמיין איך ייראה עולמנו, בו נוריות LED יתפשטו בהרבה מכפי שיש עכשיו. והכי חשוב, הם שקלו לאילו גבהים טכניים עלינו לצפות מאותם נוריות LED בשנים הקרובות.

לאחרונה ההמונים הרחבים, בתגובה ל"כישופים ירוקים ", מיהרו לקנות מנורות פלורסנט קומפקטיות. נורות LED עדיין בצל, בעיקר בגלל העלות הגבוהה מדי. אבל זה עניין זמני. אולם ניתן לשקול את היכולת הפוטנציאלית של נורות לד לעקוף באופן משמעותי את מיטב נורות הפלורסנט ביעילות. כמובן שלנורות לד הפועלות כאינדיקטורים, רכיבי תצוגה או כל סוג של מכשירים אופטואלקטוניים אין כמעט כל השפעה על מאזן האנרגיה בעולם. אולם תאורה המבוססת על עיקרון זה יכולה ממש לשנות אותה.

המהפכה באה

על פי התחזית של קים ושוברט, בשנים הקרובות אנו עדים למהפכה של ממש בתחום זה. בעיתון שפורסם בכתב העת Optics Express, יונג ופרד כותבים על "הפרדיגמה החלופית" (כלומר החלפה מוחלטת של נורות ליבון בנורות LED), שניתן לפרש גם כתחליף פרדיגמה. העובדה היא עם הגעה למסת התפתחות קריטית בתחום נוריות LED הם "יתפוצצו" לא רק באופן כמותי, אלא באופן איכותי, שינוי החיים.

איך אתה, למשל, מצמצם את צריכת החשמל עבור תאורת בתים, דירות ורחובות פי 13-17? בהחלט תוכלו לדמיין כיצד ערים ועיירות רוכשות טחנות רוח ופאנלים סולאריים ולהגיד לרשתות החשמל הריכוזיות "פרידה!". ללא עלייה חזקה ביעילות מערכות התאורה, אין מה לחשוב על עצמאות כזו - זה יהיה יקר מדי.

מדעני רנססלר מציינים את יעילות התאורה: מנורות ליבון טובות - 16 לומן לוואט, פלורסנט קומפקטי - 64 (כלומר, ההבדל הוא פי ארבעה), צינורות ניאון ארוכים - 80. נוסיף כי היעילות של נוריות LED מודרניות המיוצרות באופן המוני שתוכננו במיוחד לתאורה היא איפשהו ואז באזור שבין מנורות פלורסנט קומפקטיות ל"ארוכות ". בינתיים, מדענים קבעו את הגבול התיאורטי עבור נוריות LED כ 320 לומן לוואט, ופרמטר ריאלי בר השגה לשנים הבאות - 213! (בכל המקרים, מה שמכונה נוריות LED לבנות אמיתיות הנחוצות לתאורה ביתית, מכיוון שהצבעים אפקטיביים אף יותר).

אבקת תינוקות חוסכת

בחודש שעבר הודיעה חברת קרי, האמריקאית, מהמובילות בתעשייה, על יצירת נורית LED לבנה עם אב-טיפוס ביעילות של 161 לומן לוואט, שהיא גבוהה פי עשרה מהמנורה ליבון ממוצעת! בינתיים, נוריות LED מסוג "תאורה" סדרתיות מחברות שונות כבר חצו את אחוז החסימה של 100 לומן לוואט.

יופי, אבל מתי הם יפחיתו מחירים? כאן אני חייב לומר שב"מדע LED "בשנים האחרונות הרבה דברים מעניינים קורים. מדענים עושים ניסויים בחומרים חדשים.יובהר שמנורות LED לבנות מיוצרות בשתי טכנולוגיות: או שהן מכניסות שלוש נוריות לד קטנטנות עם קרניים אדומות, ירוקות וכחולות זו לצד זו, ומקבלות אור "פסאודו-לבן"; או שהם לוקחים נורית LED הפולטת שטף אולטרה סגול (לפעמים כחול), ומכסים אותה בשכבת זרחן, אשר ממירה קרינה זו לאור לבן, פחות או יותר קרוב לטבעי.

הגישה הראשונה מופצת ויקרה בצורה גרועה. ועדיין - זה לא אותו דבר כמו לבן אמיתי. הנורית השנייה פחות יעילה. ובכל זאת - הזרחן שלו מכיל קומפוזיט מורכב המכיל, בין היתר, יתרום וסרום. זו אחת הסיבות לעלות הגבוהה של הדלקת נוריות LED לבנות.

אך לאחרונה גילו פיזיקאים מדוכס כי אבקת אולטרה-פיין של תחמוצת אבץ (מרכיב של אבקות תינוקות) בתוספת גופרית בפרופורציה הנכונה, בתנאי שהמבנה הננו נוצר בצורה נכונה, יכול להפוך אולטרה סגול לאור לבן בהיר מאוד וצלול. במקרה זה, המרכיב הלבן התברר כ פי 1000 בהיר יותר מאשר אולטרה סגול בקרינת הפלט.

היום

קים ושוברט כותבים שהפצת נוריות LED צריכה להתקדם הרבה יותר מאשר מנורות בית פשוטות. פולטות מצב מוצק מסוגלות לשנות את הסביבה הטכנוגנית הסובבת אותנו. אכן, בנורות LED שונות ניתן לשלוט על הספקטרום ברמת דיוק גבוהה, בפרמטרים של סטייה של קרן האור, קיטובו ותנודות קרינה בזמן. באופן כללי כמעט הכל.

בסיוע נוריות LED ניתן לטפל במספר מחלות ולבצע ניסויים מדעיים מעניינים, לעורר צמיחת צמחים בתנאים שאינם אופייניים להם וליצור דרכים בטוחות אינטראקטיביות.

וזה אומר שבעזרת נוריות LED ניתן לטפל במספר מחלות ולבצע ניסויים מדעיים מעניינים, לעורר צמיחת צמחים בתנאים שאינם אופייניים להם וליצור דרכים בטוחות אינטראקטיביות וכן הלאה. עם גמישות כזו של הגדרות - כל הנתיבים פתוחים. יחד, מדענים כינו זאת "תאורה חכמה", וכדי שמילים יפות אינן עומדות בסתירה לעסקים, מכון רנססלר ביחד עם אוניברסיטאות בוסטון וניו מקסיקו הקימו מרכז מחקר - מרכז המחקר התאורה החכמה.

הקרן הלאומית למדע הקצתה כבר 18.5 מיליון דולר לשותפים בחמש השנים הבאות ליישום חלומות בהקיץ LED. לפיכך, ניתן לראות ב"העברה לנוריות LED "של פרופסורים רנססלייר כהכרזה על הניצחונות העתידיים של המרכז. ומאחר שנושא זה לא מטופל רק באוניברסיטאות והמכונים שהוזכרו לעיל, "משמרת הפרדיגמה" הקרובה יכולה להיחשב כנושא מיושב. אם זה ייקח 10 שנים, או כמה יותר זו שאלה אחרת.

Comments

[#1 אלכס]

החודש שעבר מובן.

רק תאריך השחרור של המאמר אינו ברור ומתי היה "החודש האחרון" זה כאשר הוכרז נוריות הלחץ בגודל 161 לומן / וואט