categorieën: Interessante feiten, Interessant elektrisch nieuws, Lichtbronnen
Aantal keer bekeken: 30458
Reacties op het artikel: 1
Superbright LED's - de technologische revolutie in elektrische verlichting
Veel mensen weten dat moderne LED's effectiever dan gloeilampen, en sommige modellen kunnen ruzie maken met fluorescentielampen. Maar zelden denkt iemand na over welke veranderingen deze technologieën ons beloven.
Beloofd paradijs
Bijna twee biljoen dollar - zoveel nieuwe LED's zullen aardbewoners de komende 10 jaar redden, op voorwaarde dat ze breed worden geïmplementeerd. In energie-eenheden worden de besparingen uitgedrukt in 18,3 terawattuur. Het verminderen van de CO2-uitstoot gedurende dit "LED" decennium zal 11 gigaton bedragen en het olieverbruik zal met bijna een miljard vaten dalen. En 280 gemiddelde energiecentrales kunnen worden gesloten.
Ja, professoren Jung Kyu Kim en Fred Schubert van het Rensselaer Polytechnic Institute benaderden de voorspelling van de toekomst van solid-state verlichtingssystemen. Ze probeerden verder te gaan dan het besparen van elektriciteit "voor één huis" en stellen zich voor hoe onze wereld eruit zal zien, waarin LED's veel meer verspreid zullen worden dan nu. En vooral, ze overwogen welke technische hoogten we de komende jaren van dezelfde LED's mogen verwachten.
Onlangs zijn de brede massa's, in reactie op "groene spreuken", gehaast om compacte fluorescentielampen te kopen. LED's zijn nog steeds in de schaduw, vooral vanwege de te hoge kosten. Maar dit is een tijdelijke kwestie. Maar het potentiële vermogen van LED's om de beste fluorescentielampen qua efficiëntie aanzienlijk te omzeilen, is het overwegen waard. Natuurlijk hebben LED's die als indicatoren, componenten van beeldschermen of andere opto-elektronische apparaten werken, praktisch geen effect op de energiebalans in de wereld. Maar verlichting op basis van dit principe kan het letterlijk veranderen.
Revolutie komt eraan
Volgens de voorspelling van Kim en Schubert zullen we de komende jaren een echte revolutie op dit gebied meemaken. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Optics Express, schrijven Jung en Fred over het "vervangingsparadigma" (dat wil zeggen de totale vervanging van gloeilampen door LED's), die ook kan worden geïnterpreteerd als een paradigmavervanging. Het feit is dat bij het bereiken van een kritische massa van ontwikkeling op het gebied van LED's, zullen ze niet alleen op een kwantitatieve, maar ook op kwalitatieve wijze "exploderen" in het leven.
Hoe verminder je bijvoorbeeld het elektriciteitsverbruik voor het verlichten van huizen, appartementen en straten met 13-17 keer? Je kunt je zeker voorstellen hoe steden en dorpen windmolens en zonnepanelen aanschaffen en tegen de gecentraliseerde elektrische netwerken "Afscheid!" Zeggen. Zonder een sterke toename van de efficiëntie van verlichtingssystemen, is er niets om aan dergelijke onafhankelijkheid te denken - het zal te duur zijn.
Rensselaer-wetenschappers noemen de effectiviteit van verlichting: goede gloeilampen - 16 lumen per watt, compacte fluorescentielampen - 64 (dat wil zeggen, het verschil is vier keer zoveel), lange fluorescentielampen - 80. We zullen toevoegen dat de efficiëntie van moderne in massa geproduceerde LED's speciaal ontworpen voor verlichting ergens is dan in het gebied tussen compacte en "lange" fluorescentielampen. Ondertussen bepaalden wetenschappers de theoretische limiet voor LED's als 320 lumen per watt en een realistische parameter voor de komende jaren - 213! (In alle gevallen worden de zogenaamde echte witte LED's die nodig zijn voor thuisverlichting in overweging genomen, omdat kleuren nog effectiever zijn).
Babypoeder bespaart
Vorige maand kondigde het Amerikaanse bedrijf Cree, een van de leiders in de industrie, de ontwikkeling aan van een prototype witte LED met een rendement van 161 lumen per watt, dat tien keer hoger is dan de gemiddelde gloeilamp! Ondertussen hebben seriële LED's van de "verlichtingsklasse" van verschillende bedrijven de drempel van 100 lumen per watt al overschreden.
Schoonheid, maar wanneer zullen ze de prijzen verlagen? Hier moet ik zeggen dat er in de "LED-wetenschap" de afgelopen jaren veel interessante dingen zijn gebeurd. Wetenschappers experimenteren met nieuwe materialen.Het moet duidelijk worden gemaakt dat witte LED-lampen met behulp van twee technologieën worden gemaakt: ofwel zetten ze drie kleine LED's met rode, groene en blauwe stralen naast elkaar en ontvangen ze "pseudo-wit" licht; of ze nemen een LED die een ultraviolette (soms blauwe) flux uitzendt en bedekken deze met een laag fosfor, die deze straling omzet in wit licht, min of meer dicht bij natuurlijk.
De eerste benadering is slecht verdeeld en duur. En toch - dit is niet hetzelfde als echt wit. De tweede LED is minder efficiënt. En ook - de fosfor bevat een complexe composiet die onder andere yttrium en cerium bevat. Dit is een van de redenen voor de hoge kosten van het aansteken van witte LED's.
Maar recent ontdekten natuurkundigen van Duke dat een ultrafijn poeder van zinkoxide (een component van baby-poeders) met de toevoeging van zwavel in de juiste verhouding, op voorwaarde dat de nanostructuur correct wordt gevormd, ultraviolet effectief kan transformeren in zeer helder en helder wit licht. In dit geval bleek de witte component 1000 keer helderder te zijn dan ultraviolet in de uitgestraalde straling.
vandaag
Kim en Schubert schrijven dat de distributie van LED's veel verder moet gaan dan eenvoudige huislampen. Solid-state emitters kunnen de technogene omgeving om ons heen veranderen. Inderdaad, in verschillende LED's is het mogelijk om het spectrum met hoge nauwkeurigheid, de parameters van de divergentie van de lichtstraal, de polarisatie en stralingsoscillaties in de tijd te regelen. Over het algemeen bijna alles.
Met behulp van LED's is het mogelijk om een aantal ziekten te behandelen en interessante wetenschappelijke experimenten uit te voeren, plantengroei te stimuleren in omstandigheden die niet typisch zijn voor hen, en interactieve veilige wegen te creëren.
En dit betekent dat het met behulp van LED's mogelijk is om een aantal ziekten te behandelen en interessante wetenschappelijke experimenten uit te voeren, plantengroei te stimuleren in omstandigheden die niet typisch voor hen zijn en interactieve veilige wegen te creëren, enzovoort. Met een dergelijke flexibiliteit van instellingen - alle paden zijn open. Samen noemden wetenschappers het 'slimme verlichting', en zodat mooie woorden de zaken niet tegenspreken, heeft het Rensselaer Institute, samen met de universiteiten van Boston en New Mexico, een onderzoekscentrum opgericht - Smart Lighting Research Center.
De National Science Foundation heeft al $ 18,5 miljoen toegewezen aan partners voor de komende vijf jaar om LED-dagdromen te implementeren. Daarom kan de "ode aan de LED's" van Rensselaer-hoogleraren worden beschouwd als een aankondiging van toekomstige overwinningen van het centrum. En aangezien dit onderwerp niet alleen aan de hierboven genoemde universiteiten en instituten wordt behandeld, kan de aanstaande 'paradigmaverschuiving' als een opgeloste kwestie worden beschouwd. Of het nog 10 jaar zal duren, of nog een paar, is een andere vraag.
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com
: