Mga Superbright LEDs - ang teknolohikal na rebolusyon sa pag-iilaw ng kuryente

Maraming tao ang nakakaalam na mga modernong LED mas epektibo kaysa sa maliwanag na maliwanag na lampara, at ang ilang mga modelo ay maaaring magtalo sa mga fluorescent lamp. Ngunit bihira ang sinuman ay nag-iisip tungkol sa kung ano ang nagbabago sa mga teknolohiyang ipinangako sa amin.

Ipinangako na paraiso

Halos dalawang trilyong dolyar - napakaraming mga bagong LEDs ang magse-save ng mga earthlings sa susunod na 10 taon, sa kondisyon na malawak silang ipinatupad. Sa mga yunit ng enerhiya, ang pagtitipid ay ipapahayag sa 18.3 na oras ng terawatt. Ang pagbabawas ng mga paglabas ng CO2 sa "LED" na dekada ay magiging 11 gigatons, at ang pagkonsumo ng langis ay ibababa ng halos isang bilyong barrels. At ang 280 average na mga halaman ng kuryente ay maaaring sarado.

Oo, ang mga propesor na sina Jung Kyu Kim at Fred Schubert mula sa Rensselaer Polytechnic Institute ay lumapit sa pagtataya ng hinaharap ng mga sistema ng pag-iilaw ng solidong estado. Sinubukan nilang lumampas sa saklaw ng pag-save ng kuryente "para sa isang bahay" at isipin kung ano ang magiging tulad ng ating mundo, kung saan ang mga LED ay makakakuha ng mas laganap kaysa sa ngayon. At pinaka-mahalaga, isinasaalang-alang nila kung ano ang mga teknikal na taas na dapat nating asahan mula sa parehong mga LED sa mga darating na taon.

Kamakailan, ang malawak na masa, bilang tugon sa "berdeng mga spells," ay nagmamadali upang bumili ng mga compact fluorescent lamp. Ang mga LED ay nasa lilim pa, higit sa lahat dahil sa labis na mataas na gastos. Ngunit ito ay isang pansamantalang bagay. Ngunit ang potensyal na kakayahan ng mga LED na makabuluhang maiiwasan ang pinakamahusay na mga fluorescent lamp sa kahusayan ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang. Siyempre, ang mga LED na gumagana bilang mga tagapagpahiwatig, mga sangkap ng mga display, o anumang uri ng mga aparato ng optoelectronic, ay walang epekto sa balanse ng enerhiya sa mundo. Ngunit ang pag-iilaw batay sa prinsipyong ito ay maaaring literal na baguhin ito.

Darating ang Rebolusyon

Ayon sa pagtataya nina Kim at Schubert, sa mga darating na taon ay masasaksihan natin ang isang totoong rebolusyon sa lugar na ito. Sa kanilang papel na nai-publish sa journal na Optics Express, isinulat nina Jung at Fred ang tungkol sa "kapalit na paradigma" (iyon ay, ang kabuuang kapalit ng mga maliwanag na maliwanag na bombilya na may mga LED), na maaari ding ma-interpret bilang isang kapalit na paradigma. Ang katotohanan ay iyon sa pag-abot sa isang kritikal na masa ng pag-unlad sa larangan ng mga LED, sila ay "sumabog" hindi lamang sa isang dami, ngunit sa isang husay na paraan, pagbabago ng buhay.

Paano mo sasabihin, bawasan ang pagkonsumo ng kuryente para sa pag-iilaw ng mga bahay, apartment at kalye nang 13-17 beses? Tiyak na maaari mong isipin kung paano nakakuha ang mga lungsod at bayan ng mga windmills at solar panel at sabihin sa sentralisadong mga network ng kuryente na "Paalam!". Kung walang malakas na pagtaas sa kahusayan ng mga sistema ng pag-iilaw, walang dapat isipin ang tungkol sa naturang kalayaan - ito ay masyadong magastos.

Nabanggit ng mga siyentipiko ng Rensselaer ang pagiging epektibo ng pag-iilaw: mahusay na maliwanag na maliwanag na lampara - 16 lumens bawat watt, compact fluorescent iyan - 64 (iyon ay, ang pagkakaiba ay apat na beses hangga't), mahahabang fluorescent na tubo - 80. Dadagdagan namin na ang kahusayan ng mga modernong LED na gawa ng masa na partikular na idinisenyo para sa pag-iilaw ay sa isang lugar pagkatapos ay sa lugar sa pagitan ng mga compact at "mahaba" na fluorescent lamp. Samantala, tinukoy ng mga siyentipiko ang limitasyong teoretikal para sa mga LED bilang 320 lumens bawat watt, at isang makatotohanang nakamit na parameter para sa mga darating na taon - 213! (Sa lahat ng mga kaso, ang tinatawag na tunay na puting LED na kinakailangan para sa pag-iilaw sa bahay ay isinasaalang-alang, dahil ang mga kulay ay mas epektibo).

Nakatipid ang baby powder

Noong nakaraang buwan, ang American company na Cree, isa sa mga pinuno sa industriya, ay inihayag ang paglikha ng isang prototype na puting LED na may kahusayan ng 161 lumens per watt, na sampung beses na mas mataas kaysa sa average na maliwanag na maliwanag na maliwanag na lampara! Samantala, ang mga seryeng "ilaw" na klase ng LED mula sa iba't ibang mga kumpanya ay naka-cross na sa threshold ng 100 lumens bawat watt.

Kagandahan, ngunit kailan nila gupitin ang mga presyo? Narito dapat kong sabihin na sa "LED science" sa mga nakaraang taon maraming mga kagiliw-giliw na bagay ang nagaganap. Ang mga siyentipiko ay nag-eeksperimento sa mga bagong materyales.Dapat itong linawin na ang mga puting LED lamp ay ginawang gamit ang dalawang teknolohiya: alinman ay inilalagay nila ang tatlong maliliit na LED na may pula, berde at asul na mga sinag sa tabi, na tinatanggap ang "pseudo-white" na ilaw; o kumuha sila ng isang LED na naglalabas ng isang ultraviolet (kung minsan ay asul) na pagkilos ng bagay, at tinatakpan ito ng isang layer ng pospor, na nag-convert ng radiation na ito sa puting ilaw, higit pa o mas mababa sa natural.

Ang unang diskarte ay hindi maganda ipinamamahagi at mahal. At pa rin - hindi ito katulad ng totoong puti. Ang pangalawang LED ay hindi gaanong mahusay. At din - ang phosphor nito ay naglalaman ng isang kumplikadong composite na naglalaman, bukod sa iba pang mga bagay, yttrium at cerium. Ito ang isa sa mga dahilan para sa mataas na gastos ng pag-iilaw ng mga puting LEDs.

Ngunit kamakailan lamang, natuklasan ng mga pisiko mula sa Duke na ang isang ultrafine na pulbos ng zinc oxide (isang bahagi ng mga pulbos ng sanggol) na may pagdaragdag ng asupre sa tamang proporsyon, kung ibinigay na ang nanostructure ay nabuo nang tama, ay maaaring epektibong mabago ang ultraviolet sa napaka maliwanag at malinaw na puting ilaw. Sa kasong ito, ang puting sangkap ay naging 1000 beses na mas maliwanag kaysa sa ultraviolet sa output radiation.

Ngayon

Isinulat nina Kim at Schubert na ang pamamahagi ng mga LED ay dapat na higit na lumayo kaysa sa mga simpleng lampara sa bahay. Ang mga solidong state emitters ay may kakayahang baguhin ang nakapaligid na teknolohikal na kapaligiran. Sa katunayan, sa iba't ibang mga LED, posible na kontrolin ang spectrum na may mataas na kawastuhan, ang mga parameter ng pagkakaiba-iba ng light beam, polariseysyon nito, at mga pag-oscillation ng radiation sa oras. Sa pangkalahatan, halos lahat.

Sa tulong ng mga LED, posible na gamutin ang isang bilang ng mga sakit at isagawa ang mga kawili-wiling eksperimento sa pang-agham, pasiglahin ang paglago ng halaman sa mga kondisyon na hindi pangkaraniwan para sa kanila, at lumikha ng mga interactive na ligtas na kalsada.

At nangangahulugan ito na sa tulong ng mga LED, posible na gamutin ang isang bilang ng mga sakit at magsagawa ng mga kagiliw-giliw na eksperimento sa pang-agham, pasiglahin ang paglago ng halaman sa mga kondisyon na hindi pangkaraniwan para sa kanila at lumikha ng mga interactive na ligtas na kalsada, at iba pa. Sa ganitong kakayahang umangkop ng mga setting - lahat ng mga landas ay bukas. Sama-sama, tinawag ito ng mga siyentipiko na "matalinong pag-iilaw," at sa gayon ang magagandang salita ay hindi sumasalungat sa negosyo, ang Rensselaer Institute, kasama ang mga unibersidad ng Boston at New Mexico, ay lumikha ng isang sentro ng pananaliksik - Smart Lighting Research Center.

Ang National Science Foundation ay naglaan ng $ 18.5 milyon sa mga kasosyo sa susunod na limang taon upang maipatupad ang LED daydreaming. Samakatuwid, ang "ode sa LEDs" ng mga propesor ng Rensselaer ay maaaring isaalang-alang na isang anunsyo ng mga tagumpay sa gitna. At dahil ang paksang ito ay hindi lamang nakitungo sa mga unibersidad at institusyon na nabanggit sa itaas, ang paparating na "paradigm shift" ay maaaring isaalang-alang na isang husay na isyu. Aabutin din ng 10 taon, o ilan pa ay isa pang katanungan.

Comments

[#1 Alex]

Naiintindihan ang nakaraang buwan.

tanging ang petsa ng paglabas ng artikulo ay hindi maliwanag at kung kailan ito "noong nakaraang buwan" nang ipinahayag ang 161 lumens / watt LEDs