تلاش برای فناوری پایدار بخشها، بهویژه چراغهای اضطراری را در زمان افزایش آگاهیهای زیستمحیطی تغییر داده است. چراغهای اضطراری نوری-دیود ساطع کننده (LED) اغلب به عنوان جایگزینهای بیخطر محیطی برای سیستمهای هالوژن، فلورسنت یا رشتهای معمولی معرفی میشوند. با این حال، آیا آنها واقعاً سازگارتر با محیط زیست هستند، و میزان مزایای صرفه جویی{4}} انرژی آنها چقدر است؟ این مقاله با بررسی بهره وری انرژی، پایداری مواد، انتشار در طول عمر و انطباق با مقررات، اثرات زیست محیطی را مقایسه می کند.چراغ های LED اضطراریبه جایگزین ها
بهره وری انرژی: مزیت اصلی LED ها
طبق گفته وزارت انرژی ایالات متحده، LED ها 80 تا 90 درصد انرژی کمتری نسبت به لامپ های رشته ای و 50 درصد کمتر از لامپ های فلورسنت فشرده (CFL) مصرف می کنند. کاهش انتشار کربن نتیجه مستقیم این کارایی است، به ویژه در سیستم های اضطراری که نیاز به شارژ و آزمایش مداوم دارند.
موازی های مهم
لامپ های رشته ای:
90 درصد انرژی به عنوان گرما هدر می رود و برای حفظ عملکرد به باتری های بزرگتر نیاز دارد.
هنگامی که به مدت 24 ساعت شارژ می شود، یک چراغ اضطراری رشته ای 40 وات استاندارد از 0.96 کیلووات ساعت استفاده می کند، در حالی که یک LED معادل 6 وات از 0.14 کیلووات ساعت استفاده می کند. این باعث صرفه جویی در حدود 3000 کیلووات ساعت در هر واحد در طول یک دوره 10 ساله می شود.
لوله های فلورسنت:
از بخار جیوه استفاده کنید که انرژی بیشتری مصرف می کند و دفع آن دشوارتر است. ال ای دی ها نصف انرژی یک لوله فلورسنت 15 واتی را مصرف می کنند که حدود 0.36 کیلووات ساعت در روز مصرف می کند.
چراغ های هالوژن:
مانند لامپ های رشته ای، آنها ناکارآمد هستند و به دلیل افزایش تولید گرما، باری را بر سیستم های خنک کننده محصور تحمیل می کنند.
ادغام انرژی های تجدیدپذیر و وابستگی به شبکه
ال ای دی ها به دلیل مصرف کم انرژی برای ترکیب با منابع انرژی تجدید پذیر عالی هستند. به عنوان مثال، چراغهای اضطراری LED با انرژی{1} خورشیدی، وابستگی به شبکه را کاملاً حذف میکنند و در مقایسه با جایگزینهایی که به سوختهای فسیلی متکی هستند، ۷۰ تا ۹۰ درصد انتشار طول عمر را کاهش میدهند.
پایداری مواد: بازیافت و سمیت
الایدیها بسیار کارآمد هستند، اما نحوه تأثیر آنها بر محیطزیست نیز به این بستگی دارد که مواد آنها از کجا آمدهاند و چگونه پس از عمر مفیدشان دفع میشوند.
مواد پرخطر در جایگزین ها
چراغ های فلورسنت: هر لوله حاوی 3 تا 5 میلی گرم جیوه است، یک نوروتوکسین که به طور خاص نیاز به بازیافت دارد. آب و خاک در اثر دفع نادرست آلوده می شوند.
رشتههای شیشه و تنگستن که-غیر سمی هستند اما برای ساختن به انرژی زیادی نیاز دارند، در رشتههای رشتهای و هالوژن استفاده میشوند.
باتریها: باتریهای نیکل-کادمیم (Ni{-Cd) که اغلب در سیستمهای اضطراری قدیمی استفاده میشوند، در صورت بازیافت نادرست میتوانند باعث نشت کادمیوم خطرناک شوند.
قطعات LED
گالیوم، ایندیم و فسفرهای خاکی نادر-در تراشه های LED استفاده می شود. اگرچه استخراج این مواد باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی می شود، اما تأثیر آن به دلیل مقادیر کم آنها در واحد کاهش می یابد (به عنوان مثال، 0.01 گرم گالیوم در هر LED).
باتریهای لیتیوم{0}یون: به دلیل ماهیت 95٪ قابل بازیافت و کمبود کادمیوم خطرناک، باتریهای لیتیوم یونی در سیستمهای LED مدرن روز به روز محبوبتر میشوند.
محفظه پلاستیکی: بسیاری از ال ای دی ها به جای استفاده از PVC، از ABS یا پلی کربنات قابل بازیافت استفاده می کنند.
چالش های بازیافت
اگرچه زیرساخت بازیافت LED به اندازه لامپ های معمولی پیشرفته نیست، ابتکاراتی مانند LightRecycle و انطباق با دستورالعمل اتحادیه اروپا WEEE نرخ بازیافت فلز و پلاستیک را افزایش می دهد.
طول عمر و کاهش ضایعات
طول عمر بیشتر LED ها به طور قابل توجهی فرکانس تعویض و ضایعات همراه با آنها را کاهش می دهد.
مقایسه طول عمر:
سوزاندن: 1000 تا 2000 ساعت
8000 تا 15000 ساعت برای فلورسنت.
LED: بین 50000 تا 100000 ساعت
یک چراغ ال ای دی اضطراری ممکن است بیش از پنجاه لامپ رشته ای عمر کند و باعث صرفه جویی در ضایعات زیادی در طول تولید و دفع شود.
علاوه بر این، جایگزینی کمتر منجر به انتشار کمتری از حمل و نقل می شود. اگر 50 لامپ رشته ای جایگزین شود، یک مرکز تجاری ممکن است تنها در حدود 500 کیلوگرم CO2 از حمل و نقل صرفه جویی کند.
انتشار کربن چرخه حیات
بر اساس تحقیقات آژانس بین المللی انرژی (IEA) در سال 2020، در مقایسه با جایگزین ها، LED ها انتشار CO2 چرخه زندگی را 60 تا 70 درصد کاهش می دهند. این توضیح می دهد:
تولید: LED ها به دلیل مدارهای پیچیده خود، 15 تا 20 کیلوگرم CO2 در هر واحد تولید می کنند که تا حدودی بیشتر از لامپ های رشته ای (5 تا 10 کیلوگرم) است.
فاز عملیاتی: با استفاده از انرژی کمتر، LED ها می توانند انتشار گازهای گلخانه ای تولید را 1-2 سال کاهش دهند.
دفع: با بازیافت بیش از 80 درصد مواد، بازیافت مناسب میزان زباله هایی را که به محل های دفن زباله ختم می شود کاهش می دهد.
استانداردهای صدور گواهینامه و مقررات
مقررات جهانی تضمین می کند که LED ها الزامات زیست محیطی مطلوب را برآورده می کنند:
ال ای دی ها باید از 80 لومن در هر وات فراتر بروند و تست های دوام و کارایی دقیقی را پشت سر بگذارند تا بتوانند به عنوان ستاره انرژی تایید شوند.
RoHS Compliance: استفاده از مواد خطرناک در اجزای LED مانند سرب و جیوه را محدود می کند.
سیستمهای الایدی سطح{0} درجه طلایی یا پلاتینیوم را از EPEAT دریافت میکنند که الکترونیک را از نظر مصرف انرژی و قابلیت بازیافت رتبهبندی میکند.
مطالعه موردی: مقاوم سازی ال ای دی ساختمان های تجاری
در سال 2022، 500 چراغ فلورسنت اضطراری یک ساختمان اداری 10 طبقه در برلین توسط LED تعویض شد. از جمله نتایج عبارت بودند از:
صرفه جویی در انرژی 12000 کیلووات ساعت در سال.
از آنجایی که به تعویض کمتری نیاز بود، هزینه های نگهداری تا 70 درصد کاهش یافت.
کاشت 300 درخت باعث کاهش انتشار CO2 7.2 تن در سال می شود.
موانع و اظهارات
ال ای دی ها علیرغم مزایای آشکارشان به دلیل تاثیرات زیست محیطی مورد انتقاد قرار می گیرند:
استخراج منابع: در چین و کنگو، استخراج عناصر کمیاب خاکی اغلب مستلزم تخریب زیستگاه و روشهای کار غیراخلاقی است.
صادرات E{0}}ضایعات: 20٪ از LED های هدر رفته به طور غیرقانونی به کشورهای فقیر با نقض مقررات بازیافت ارسال می شوند.
آلودگی نور آبی: الایدیهای-سفید گرم (2700–3000K) این را کاهش میدهند، در حالی که الایدیهای-رنگ-با دمای بالا (5000K+) اکوسیستمها را مختل میکنند.
نوآوری برای آینده: بهبود پایداری
ال ای دی های آلی (OLED): از فلزات خاکی کمیاب- دوری کنید و به جای آن از ترکیبات مبتنی بر کربن- استفاده کنید.
خود-سیستمهای برقدار: باتریها را میتوان با برداشتکنندههای انرژی حرارتی یا جنبشی جایگزین کرد.
مدلهای اقتصاد دایرهای: کسبوکارهایی مانند Signify در حال اجاره LED و بازیابی و بازیابی آنها پس از استفاده هستند.
وقتی صحبت از صرفه جویی در انرژی، دوام و قابلیت بازیافت می شود،چراغ های LED اضطراریبدون شک نسبت به گزینه های معمولی سازگارتر با محیط زیست هستند. حتی اگر مشکلاتی مانند استخراج منابع و{1}}مدیریت ضایعات الکترونیکی همچنان وجود داشته باشد، به دلیل پیشرفتهای فنی و نظارتی، به تدریج بهتر میشوند. LED ها یک گام حیاتی برای مشاغلی هستند که پایداری را در اولویت قرار می دهند تا ردپای کربن را کاهش دهند و به اهداف بین المللی آب و هوایی برسند.
