Energiebesparende LED-lampen

In dit artikel: Geschiedenis van leds LED-lamp – apparaat; kenmerken van de LED-lamp; fabrikanten en prijzen; het kiezen van een spaarlamp voor in huis.

Energiebesparende LED-lampen

Wat voor soort verlichting moeten we in onze huizen hebben? Op dit punt zijn er twee meningen: huishoudens – het licht moet aangenaam zijn en niet hard; leiders van het land – de verlichting van huizen moet zo min mogelijk elektriciteit verbruiken. De onverbiddelijke prijsstijging van energiedragers wordt door de gemiddelde mens op straat maar weinig begrepen, hij is meer geïnteresseerd in de vraag “waarom diezelfde spaarlampen zo duur zijn”. Dit artikel gaat in detail in op energiebesparende LED-lampen, die in de zeer nabije toekomst, ongeacht de wens of onwil van de gemiddelde consument, onze huizen zullen verlichten. Laten we eens kijken of ze zo goed zijn als ze worden beschreven.?

Geschiedenis van LED-lampen

Het begon allemaal in 1907, toen de Engelse ingenieur Henry Round, toen hij de lichten in het laboratorium uitdoet, per ongeluk een gloed opmerkt rond een diodecontact dat onder spanning staat. Hij besloot dat de gloed werd veroorzaakt door een fout in de berekeningen en besteedde hier geen speciale aandacht aan, hoewel hij dit feit in het rapport opmerkte..

Geschiedenis van LED-lampen
Oleg Vladimirovich Losev

16 jaar na deze gebeurtenis begon de Sovjetfysicus Oleg Vladimirovich Losev de vreemde gloed te bestuderen die optreedt op het soldeerpunt van de contacten van een siliciumcarbide (carborundum) diode. Losev heeft de aard van de gloed nooit ontdekt, en merkte op dat er geen verwarming tot hoge temperaturen was – de reden voor de gloed was verborgen in een soort elektronisch proces, dat in die jaren onbekend was voor de wetenschap. De resultaten van Losevs onderzoek naar de gloed van diodes werden in verschillende talen vertaald en gepubliceerd in een aantal wetenschappelijke tijdschriften, maar trokken niet veel belangstelling. Aan het begin van de 20e eeuw werden bekende lampen met gloeidraad als voldoende en onmisbaar beschouwd – er was geen noodzaak om iets nieuws uit te vinden.

Aanhoudende belangstelling voor de gloed van diodes ontstond in de tweede helft van de vorige eeuw, toen de Amerikaanse ingenieur Rubin Brownstein zijn ontdekking aankondigde: diodes gemaakt van galliumarsenide (GaAs) zenden infraroodstralen uit wanneer ze worden aangedreven. Volgens de ingenieur werd door hem exact dezelfde straling waargenomen in diodes gemaakt van indiumfosfide (InP), galliumantimonide (GaSb) en bestaande uit een silicium-germaniumlegering..

De eerste infrarooddiode werd in 1961 gepatenteerd door de Amerikaanse onderzoekers Gary Pitman en Robert Byard. Maar het was onmogelijk om dergelijke diodes te gebruiken om gebouwen te verlichten, omdat infraroodstralen vallen buiten het spectrum dat zichtbaar is voor het menselijk oog.

Geschiedenis van LED-lampen
Amerikaanse wetenschapper en uitvinder Nick Holonyak

De maker van de volwaardige LED was Nick Holonyak, Jr., die in 1962 een volwaardig LED-licht creëerde dat zichtbaar rood licht uitstraalt. Het is Holonyak die wordt beschouwd als de “vader” van LED-lampen. 10 jaar later creëerde zijn student George Craford de eerste LED die geel licht uitstraalde, en ook tien keer zo helder als rode en oranjerode LED’s..

Er was echter geen grote commerciële vraag naar de nieuwe lichtbronnen – natuurlijk omdat de kosten van één LED op dat moment $ 200 bedroegen. De eerste commercieel succesvolle productie van leds in 1968 werd opgericht door het Amerikaanse bedrijf “Monsanto”, gespecialiseerd in chemische producten, dit waren leds van legeringen van galliumarsenide en indiumfosfide. Het was Monsanto die LED’s populair en wijdverspreid maakte in elektronische rekenmachines en digitale horloges – van 1968 tot 1970 verkocht het LED-monopolie twee keer zoveel producten als elke maand daarvoor. De introductie van leds in de elektronica is te danken aan Hewlett-Packard, die als eerste de waarde van leds voor elektrische apparaten inzag en deze actief bij Monsanto kocht..

In 1970 werd het monopolie van Monsanto op de LED-markt beëindigd – met behulp van halfgeleiderchips van Dr. Jean Ernie lanceerde het Amerikaanse bedrijf Fairchild Semiconductor de productie van goedkope LED’s ter waarde van vijf cent per stuk..

LED’s worden al decennia actief gebruikt in consumenten- en industriële elektronica, maar niet voor binnenverlichting. Het idee om volwaardige LED-lampen te maken die onze huizen beter kunnen verlichten dan welke “Ilyich-lampen” ook, kwam van Shuji Nakamura, die voor het Japanse bedrijf “Nichia Corporation” werkte – onder zijn leiding creëerden de ingenieurs van het bedrijf in 1993 de eerste blauwe LED met hoge helderheid..

Geschiedenis van LED-lampen

De eerste LED die helder wit licht uitstraalde, werd nog niet zo lang geleden gemaakt – in 1997 was de maker de Amerikaanse ingenieur Fred Schubert.

Tegenwoordig bestaan ​​er al energiebesparende LED-lampen, maar ze worden nog steeds verbeterd, omdat de eerste LED’s, waarvan de lichtintensiteit gelijk werd en vervolgens de helderheid van gloeilampen overschreed, pas aan het begin van de 21e eeuw verschenen..

Hoe de led-lamp werkt en werkt

Het apparaat van elke moderne LED-lamp is als volgt:

  • baseren. Een standaardelement van elke lamp, ontworpen om in de lamphouder te worden geschroefd;
  • ballaststarter (driver) ingesloten in een kunststof koffer met ventilatiegaten. Zet wisselstroom om in gelijkstroom, bevat krachtigere condensatoren dan in het fluorescentielamp-ballastcircuit. De reden is als volgt: de warmte die wordt gegenereerd door de diodes in LED-lampen wordt niet naar buiten gericht, maar naar binnen in het lichaam, daarom zijn ventilatiegaten in het ballastlichaam vereist. De levensduur van elke LED-lamp hangt samen met het aantal ventilatiegaten in de behuizing en de betrouwbaarheid van de condensatoren, evenals de zenerdiodes die de spanning egaliseren in geval van spanningsval;
  • aluminium radiator. De uitstekende ribben bevinden zich langs en in een spiraal, wat de warmteafvoer verbetert;
  • het bord waarop de leds zijn geïnstalleerd. Gemaakt van aluminium, aan de kant die naar de radiator gericht is, wordt thermische pasta aangebracht, die warmte verwijdert – 90% van de warmtestraling van de LED’s valt op de aluminium plaat waarin ze zijn geïnstalleerd;
  • Led’s, in aantal vanaf 5, leveren het totale vermogen van de lamp. De lichtstroom die ze genereren, hangt af van de kwaliteit van leds;
  • lichtverspreider gemonteerd op een aluminium binnenring. Het is gemaakt van mat plastic en wordt gebruikt voor een gelijkmatige verspreiding van de lichtstraal van leds. Vrijwel niet verwarmd.

De belangrijkste elementen van een led-lamp zijn leds – halfgeleiderapparaten die elektrische stroom omzetten in lichtstraling. Elke LED bestaat uit een niet-geleidend substraat waarop een halfgeleiderkristal wordt gelegd – beide elementen zijn ingesloten in een pakket met contactdraden aan de ene kant en een plastic lens aan de andere kant. De vrije ruimte tussen de lens en het kristal is gevuld met kleurloze siliconen, de LED-structuur is bevestigd op een aluminium basis, die warmte afvoert en de LED stijver maakt.

Hoe de led-lamp werkt en werkt

Waarom licht de led op? Het geheim van de gloed ligt in de recombinatie van elektronen tussen twee halfgeleidercontacten met verschillende geleidbaarheid. Het halfgeleiderkristal op de contactpunten is gedoteerd met een acceptoronzuiverheid die enerzijds een onvoldoende aantal elektronen bevat en anderzijds een donoronzuiverheid, waar elektronen overvloedig aanwezig zijn. Wanneer stroom wordt toegepast, recombineren elektronen zich en wordt de resulterende overtollige energie omgezet in zichtbaar licht. Op het eerste gezicht lijkt het erop dat hoe hoger de stroom, hoe intenser de LED zal gloeien. Dat klopt, de intensiteit van de lichtenergie zal hoger zijn, maar tegelijkertijd zal door de weerstand in de halfgeleider de verwarming van de diode sterk toenemen, waardoor de contacten zullen smelten of de halfgeleider zal doorbranden.

Voors en tegens van energiebesparende LED-lampen

De huidige LED-lampen hebben zowel voor- als nadelen – hun ontwikkeling tot een volwaardige lichtbron in onze huizen is nog niet voltooid..

Positieve eigenschappen:

  • het kleinste, in vergelijking met andere soorten huishoudelijke lampen, elektriciteitsverbruik – 8-10 keer minder dan dat van lampen met een gloeidraad;
  • hoge lichtopbrengst, ongeveer 120 lumen per watt verbruikte energie. Ter vergelijking: het lichtrendement van “Ilyich-lampen” is van 10 tot 24 lumen per watt, voor fluorescentielampen – van 60 tot 100 lumen per watt;
  • de hoogste, in vergelijking met andere verlichtingslampen, levensduur van ongeveer 50.000 uur, afhankelijk van de hoogwaardige constructie van de LED-lamp zelf en het gebruik van hoogwaardige materialen bij de vervaardiging ervan;
  • het verkrijgen van verschillende karakteristieken van het spectrum zonder gebruik te maken van lichtfilters, d.w.z. naar analogie met gloeilampen;
  • duurzaamheid en veiligheid voor gebruikers. De LED-lamp zal niet breken of beschadigd raken als deze per ongeluk valt, d.w.z. glasscherven, typisch voor een vergelijkbare situatie met een andere verlichtingslamp, zullen dat niet zijn. De elementen ervan bevatten geen gevaarlijke componenten van chemische oorsprong, die bijvoorbeeld in fluorescentielampen voorkomen;
  • is niet afhankelijk van het aantal aan en uit, in het geval van andere lampen heeft het aantal aan / uit ernstige gevolgen voor de levensduur;
  • veilig in gebruik – er is geen hoogspanning vereist, de hoogste temperatuur van de led en de bijbehorende armaturen zal niet hoger zijn dan 60 ° С.

Negatieve kenmerken:

  • hoge prijs. De kosten van LED-lampen zijn tegenwoordig 8-10 keer hoger dan de kosten van fluorescentielampen met een vergelijkbaar vermogen. Het verlagen van de detailhandelsprijzen zonder in te boeten aan kwaliteit is de grootste uitdaging voor fabrikanten van ledlampen;
  • behoefte aan een koellichaam. De afmetingen van de LED’s zijn te klein en niet voldoende om de warmte die ze tijdens het gebruik genereren onafhankelijk af te voeren – hoe krachtiger de LED-lamp, hoe groter de afmeting en het oppervlak van de radiator die hij nodig heeft. Dienovereenkomstig heeft de indrukwekkende afmeting van de aluminium radiator invloed op de kosten van de lamp, bovendien zal het moeilijk of onmogelijk zijn om een ​​krachtige LED-lamp in gewone lampen te installeren – hij past er niet in;
  • bij afwezigheid van een condensator die de lichtstroom van LED’s egaliseert, is er een merkbare rimpel van licht;
  • bij het construeren van een lamp op basis van goedkope leds, neemt de lichtopbrengst af tot maximaal 100 lm / W en wordt gelijk aan fluorescentielampen, d.w.z. een belangrijk voordeel van de LED-lamp gaat verloren;
  • het door leds gegenereerde lichtspectrum is monochroom en verschilt aanzienlijk van natuurlijk zonlicht. Om monochrome lichtstraling te verzachten zijn speciale fosforen nodig;
  • de gegenereerde lichtstroom is nauw gericht en vereist de installatie van meerdere multidirectionele lampen of een lichtdiffusor, het gebruik van deze laatste vermindert echter aanzienlijk de verlichtingssterkte.

Hoe u een ledlamp kiest voor uw huis

In bouwmarkten in Rusland zijn energiebesparende LED-lampen niet zo wijdverspreid als fluorescentielampen – ze zijn duurder en daarom is er minder vraag naar. De grootste fabrikanten van LED-lampen: Amerikaanse General Electric, Duitse Osram, Bioledex en BLV licht, Nederlandse Philips, Indiase Sylvania, Russische Optogan – de kosten van hun producten variëren van 600 tot 3.000 roebel … voor één lamp.

Hoe u een ledlamp kiest voor uw huis

Naast bekende merken zijn goedkope LED-lampen van Chinese en kleine binnenlandse fabrikanten vaak te vinden in winkels – naar mijn mening zou je hun producten niet moeten kopen, omdat de lage kosten zijn hoogstwaarschijnlijk te danken aan besparingen op componenten, wat betekent dat dergelijke lampen niet lang meegaan.

En nu over de criteria voor het kiezen van LED-lampen:

  • lamp vermogen. Een 100 W gloeilamp komt overeen met een 12-15 W LED, en de lichtstroom van een 15 W LED lamp zal iets intenser zijn dan die van een 100 W “Iljitsj lamp”;
  • lichte temperatuur. De temperatuur van het licht in Kelvin wordt op de verpakking of het lamphuis aangebracht, het zonlicht dat we gewend zijn heeft een temperatuur van 2700 – 3000 K. De temperatuur van het licht van de lampen in Kelvin dankt zijn oorsprong aan de kleur van de metalen staaf die in de oven wordt verwarmd – tot 3000 K is het geelwit , wordt steeds witter naarmate de temperatuur stijgt. Lampen die licht uitstralen met een temperatuur hoger dan 3000 K zijn helderder, maar hun licht is moeilijk te verdragen en is alleen geschikt in kantoorpanden;
  • verlichtingshoek. Als alle LED’s in de lamp zich in hetzelfde vlak bevinden, zal de aard van de verlichting focaal zijn, nauw gericht – elke LED straalt een gerichte lichtstroom uit. Voor lichtverspreiding en effectieve verlichting van de kamer, zal het handig zijn als de LED’s op verschillende vlakken worden geplaatst en de lamp zelf is uitgerust met lichtdiffusielenzen, van binnen gecoat met een fosfor;
  • kleurweergave-verhouding. De waarde ervan moet op de lampverpakking worden vermeld, voor LED’s is de coëfficiënt meestal van 70 tot 95 – hoe hoger de waarde op de verpakking, hoe beter de LED-lamp zal schijnen en vice versa. Als de kleurweergave-index van 95 op de verpakking staat en de kosten van de lamp zelf laag zijn – dit is een poging om de koper te misleiden, kunnen goedkope lampen niet zo’n hoge kleurweergave hebben;
  • warmteafvoer. De aanwezigheid van een aluminium radiator is vereist en als plastic wordt gebruikt in plaats van aluminium, weiger deze lamp te kopen, deze zal niet lang meegaan;
  • werkuren. Doorgaans geven fabrikanten 30.000 werkuren op, wat eigenlijk een gemiddelde is. De lamp zelf blijft na deze periode werken, maar de helderheid neemt met ongeveer 30% af – de verwarming van de LED’s vermindert na verloop van tijd de intensiteit van de lichtstroom.

Ik twijfel er niet aan dat LED-lampen in de komende 5-10 jaar zullen worden verbeterd – het aantal verbruikte lumen per watt zal toenemen en de kosten zullen aanzienlijk dalen. Ze zullen niet minder populair worden als gloeilampen ooit waren, alleen winstgevender voor zowel de gemiddelde consument als voor de staat. Maar het zal even duren …

Beoordeel artikel
( Nog geen beoordelingen )
Delen met vrienden
Aanbevelingen en advies op elk gebied van het leven
Voeg een reactie toe

Door op de knop "Reactie verzenden" te klikken, ga ik akkoord met de verwerking van persoonlijke gegevens en accepteer ik het privacybeleid