لامپ LED
لامپ LED یا لامپ LED یک نور الکتریکی است که با استفاده از دیودهای ساطع کننده نور (LED) نور تولید می کند. لامپ های LED به طور قابل توجهی از لامپ های رشته ای معادل کارآیی بیشتری دارند و می توانند به طور قابل توجهی از بیشتر لامپ های فلورسنت کارآمد باشند ، کارآمدترین لامپ های LED موجود در بازار دارای بازدهی 200 لومن در وات هستند (Lm / W ). [4طول عمر لامپهای LED تجاری چندین برابر بیشتر از لامپهای رشته ای است.
لامپ های LED برای کار با خطوط برق اصلی به مدار الکترونیکی درایور LED احتیاج دارند و تلفات ناشی از این مدار باعث می شود که بازده لامپ از کارایی تراشه های LED مورد استفاده کمتر باشد. مدار درایور ممکن است به ویژگیهای خاصی نیاز داشته باشد تا با کم نورهای لامپ در نظر گرفته شده برای استفاده در لامپهای رشته ای سازگار باشد. به طور کلی ، شکل موج فعلی بسته به فناوری لامپ ها حاوی مقداری اعوجاج است.
پیش بینی می شود بازار لامپ های LED از 2 میلیارد دلار در آغاز سال 2014 به 25 میلیارد دلار در سال 2023 رشد کند.
LED ها بلافاصله و بدون تأخیر در گرم شدن به روشنایی کامل می رسند. روشن و خاموش شدن مکرر مانند روشنایی فلورسنت امید به زندگی را کاهش نمی دهد. خروجی نور به تدریج در طول عمر LED کاهش می یابد (به بخش افت کارایی مراجعه کنید).
لامپ ال ای دی 7 وات – افراتاب اشکی – مدل AF-TC 37-7W
برخی از لامپهای LED جایگزینی برای لامپهای رشته ای یا فلورسنت هستند. لامپ های LED ممکن است از چندین بسته LED برای پراکندگی بهتر نور ، اتلاف حرارت و هزینه کلی استفاده کنند. متن موجود در بسته بندی لامپ LED خرده فروشی ممکن است خروجی نور در لومن ، مصرف برق در وات ، دمای رنگ در کلوین یا توصیف رنگ مانند "سفید گرم" ، "سفید سرد" یا "نور روز" ، دامنه دمای کار را نشان دهد ، و گاهی اوقات معادل وات یک لامپ رشته ای که همان خروجی را به لومن می رساند.
قبل از معرفی لامپ های LED ، سه نوع لامپ برای عمده نور عمومی (سفید) استفاده می شد:
چراغ های رشته ای ، که نور را با یک رشته درخشان گرم شده توسط جریان الکتریکی تولید می کنند. اینها بسیار ناکارآمد هستند ، و دارای درخشندگی 10–17 لومن / وات هستند و همچنین طول عمر آنها 1000 ساعت کوتاه است. آنها از برنامه های کاربردی عمومی برای روشنایی خارج می شوند. لامپهای رشته ای یک طیف پیوسته از بدن سیاه مانند نور خورشید را تولید می کنند ، و بنابراین شاخص رندر رنگ بالا (CRI) را تولید می کنند.
لامپهای فلورسنت ، که با تخلیه درخشان بین دو الکترود در یک لوله فشار کم بخار جیوه ، نور ماوراlet بنفش تولید می کنند ، که توسط یک پوشش فلورسنت در داخل لوله به نور مرئی تبدیل می شود. اینها از نورهای رشته ای با کارایی درخشان حدود 60 لومن / وات کارآمدتر هستند و طول عمر آنها 6000-15000 ساعت بیشتر است و به طور گسترده ای برای روشنایی های مسکونی و اداری استفاده می شوند. با این حال ، محتوای جیوه آنها را برای محیط زیست خطرناک می کند ، و آنها باید به عنوان زباله های خطرناک دفع شوند.
لامپهای متال هالید ، که بوسیله قوس بین دو الکترود در جو آرگون ، جیوه و سایر فلزات و ید یا برم ، نور تولید می کنند. این چراغ های سفید الکتریکی کارآمدترین چراغ های الکتریکی قبل از LED ها بودند ، که دارای درخشندگی 75-100 لومن / وات هستند و طول عمر لامپ آنها نسبتاً طولانی 6000-15000 ساعت است ، اما چون قبل از روشن شدن به 5 تا 7 دقیقه گرم شدن نیاز دارند برای روشنایی مسکونی استفاده نمی شود ، بلکه برای روشنایی وسیع تجاری و صنعتی و چراغ های امنیتی در فضای باز و چراغ های خیابان استفاده می شود. آنها مانند فلورسانس حاوی جیوه خطرناک هستند.
به عنوان مبدل انرژی الکتریکی در نظر گرفته می شود ، همه این لامپ های موجود ناکارآمد هستند و بیشتر انرژی ورودی خود را به عنوان گرمای اتلاف از نور مرئی منتشر می کنند. روشنایی الکتریکی جهانی در سال 1997 ، 2016 گرم انرژی را مصرف کرد. روشنایی تقریباً 12٪ از انرژی الکتریکی تولید شده توسط کشورهای صنعتی را مصرف می کند. کمبود روزافزون منابع انرژی و هزینه های زیست محیطی تولید انرژی ، به ویژه کشف گرم شدن کره زمین به دلیل دی اکسید کربن ساطع شده از سوزاندن سوخت های فسیلی ، که بزرگترین منبع انرژی برای تولید انرژی الکتریکی هستند ، انگیزه بیشتری برای ایجاد چراغ های برقی کم مصرف تر تولید کنید.
اولین LED های کم مصرف در اوایل دهه 1960 تولید شدند و فقط در فرکانس های قرمز و پایین طیف نور تولید می کردند. در سال 1968 ، اولین لامپهای LED تجاری معرفی شدند: نمایشگر LED Hewlett-Packard ، که تحت هوارد C. Borden ، Gerald P. Pighini و مهندس مصری محمد M. Atalla ، و نشانگر LED شرکت مونسانتو ساخته شد. چراغ. با این حال ، لامپ های LED اولیه ناکارآمد بودند و فقط می توانستند رنگ های قرمز عمیق را نشان دهند ، و آنها را برای نور عمومی نامناسب می کند و استفاده از آنها را به نمایشگرهای عددی و چراغ های نشانگر محدود می کند.
اولین LED آبی با روشنایی بالا توسط Shuji Nakamura از Nichia Corporation در سال 1994 نشان داده شد. وجود LED های آبی و LED های با بازده بالا منجر به تولید اولین "LED سفید" شد که با استفاده از یک پوشش فسفر تا حدی نور آبی ساطع شده را به فرکانس های قرمز و سبز تبدیل می کند و نوری سفید به نظر می رسد. بعداً به ایزامو آکاساکی ، هیروشی آمانو و ناکامورا به دلیل اختراع LED آبی رنگ ، جایزه نوبل فیزیک در سال 2014 اهدا شد.
چین در سال 1995 تحقیقات و توسعه LED را بیشتر تقویت کرد و اولین درخت کریسمس LED خود را در سال 1998 به نمایش گذاشت. سپس برنامه جدید فناوری LED در آغاز قرن 21 توسط ایالات متحده (Cree) و ژاپن (Nichia ، Panasonic و توشیبا) و سپس از سال 2004 توسط کره و چین (سامسونگ ، کینگزون ، سلستیس ، هویول و دیگران) آغاز شد.
در ایالات متحده ، قانون استقلال و امنیت انرژی (EISA) در سال 2007 به وزارت انرژی (DOE) اجازه داد تا مسابقه جایزه روشنایی فردا را روشن کند ، معروف به "جایزه L" ، اولین مسابقه فناوری با حمایت دولت طراحی شده برای به چالش کشیدن صنعت برای توسعه جایگزینی برای لامپ های رشته ای 60 وات و لامپ های هالوژن PAR 38. قانون EISA نیازهای اساسی و مبلغ جوایز را برای هر یک از دو گروه مسابقه تعیین کرده و تا سقف 20 میلیون دلار جوایز نقدی را مجاز دانسته است. این مسابقه همچنین شامل امکان برندگان برای دستیابی به توافق نامه خرید فدرال ، برنامه های سودمند و سایر مشوق ها بود. در ماه مه 2008 ، آنها جزئیات مسابقه و الزامات فنی هر گروه را اعلام کردند. محصولات روشنایی مطابق با الزامات رقابت می توانند فقط 17٪ از انرژی مورد استفاده اکثر لامپهای رشته ای مورد استفاده امروز را استفاده کنند. در همان سال DOE همچنین برنامه Energy Star را برای محصولات روشنایی حالت جامد راه اندازی کرد. قانون EISA همچنین یک برنامه جایزه L اضافی را برای تولید "لامپ قرن 21" جدید مجاز دانسته است.
روشنایی فیلیپس در سال 2008 تحقیقات در مورد لامپهای کم مصرف را متوقف کرد و بیشتر بودجه تحقیق و توسعه خود را به روشنایی حالت جامد اختصاص داد. در 24 سپتامبر 2009 ، فیلیپس روشنایی آمریکای شمالی به عنوان اولین لامپ در این گروه جایگزین لامپ استاندارد 60 W A-19 "Edison screw fixture" با طراحی بر اساس محصول مصرفی قبلی "AmbientLED" شد. . در 3 آگوست 2011 ، DOE پس از 18 ماه آزمایش گسترده ، جایزه را در رده تعویض 60 وات به یک لامپ LED فیلیپس اهدا کرد.
لامپهای LED اولیه از نظر رنگی از لامپهای رشته ای که جایگزین می کردند بسیار متفاوت بودند. استانداردی با نام ANSI C78.377-2008 تهیه شد که طیف رنگ توصیه شده برای محصولات روشنایی حالت جامد را با استفاده از LED های سفید و گرم با دمای مختلف رنگی همبسته تعیین می کرد. در ژوئن 2008 ، NIST دو استاندارد اول را برای روشنایی حالت جامد در ایالات متحده اعلام کرد. این استانداردها جزئیات مشخصات عملکرد برای منابع نور LED را تجویز می کنند و روشهای آزمایش را برای محصولات روشنایی حالت جامد تجویز می کنند.
همچنین در سال 2008 در ایالات متحده و کانادا ، برنامه Energy Star شروع به برچسب زدن به لامپهایی کرد که با مجموعه ای از استانداردها برای زمان شروع ، امید به زندگی ، رنگ و ثبات عملکرد مطابقت دارند. هدف این برنامه کاهش نگرانی های مصرف کننده به دلیل کیفیت متغیر محصولات ، با ارائه شفافیت و استانداردهایی برای برچسب گذاری و قابلیت استفاده از محصولات موجود در بازار است. لامپهای خبره Energy Star منبعی برای یافتن و مقایسه لامپهای واجد شرایط Energy Star است. برنامه مشابهی در انگلستان (با مدیریت انرژی صرفه جویی در انرژی) برای شناسایی محصولات روشنایی که مطابق با دستورالعمل های صرفه جویی در مصرف انرژی و عملکرد هستند ، آغاز شد. Ushio اولین لامپ رشته ای LED را در سال 2008 عرضه کرد. فیلیپس اولین لامپ LED خود را در سال 2009 منتشر کرد ، و به دنبال آن اولین لامپ LED 60w معادل 60w در سال 2010 ، و نسخه معادل 75 وات در سال 2011.
انجمن مهندسی نورپردازی آمریکای شمالی (IESNA) در سال 2008 یک استاندارد مستند LM-79 را منتشر کرد ، که روش های آزمایش محصولات روشنایی حالت جامد را برای خروجی نور (لومن) ، کارایی (لومن در وات) و رنگی بودن آن توصیف می کند.
از سال 2016 ، به نظر نوح هوروویتز از شورای دفاع منابع طبیعی ، استانداردهای جدید پیشنهادی توسط وزارت انرژی ایالات متحده به معنای LED بودن بیشتر لامپ های استفاده شده در آینده است.
تا سال 2019 میزان مصرف برق در ایالات متحده حداقل 5 سال به طور مستقیم کاهش یافته بود ، به دلیل بخشی از مصرف کنندگان برق ایالات متحده به دلیل بهره وری انرژی و عملکرد بالا ، لامپ های رشته ای را با LED جایگزین کردند.
منبع : ویکی پدیا
