سیر تکاملی روشنایی: از لامپ های رشته ای تا LED
لامپ رشته ایزندگی و کار کسانی که به برق دسترسی داشتند را متحول کرد، اما ناکارآمدی آن - هدر دادن بیشتر انرژی آن به عنوان گرما - تا شوک های نفتی دهه 1970 مورد تردید قرار نگرفت. در پاسخ، دولتها بهرهوری انرژی را ارتقا دادند و رهبران صنعتی مانند فیلیپس و اسرام سرمایهگذاری هنگفتی بر روی گزینههای جایگزین انجام دادند که توسط قوانینی برای حذف تدریجی لامپهای هدر رفته حمایت میشد.
اولین جایگزین لامپ فلورسنت فشرده (CFL) بود که پنج برابر انرژی{0}}کارآمدتر از لامپ های رشته ای معمولی بود. اما مصرف کنندگان از درخشش آبی تند-سفید و گرم شدن آهسته- آن خوششان نمی آمد. لامپ های هالوژن به طور خلاصه به عنوان جایگزین عمل می کردند، اما فقط کارایی کمی بهتر از لامپ های رشته ای داشتند. سپس LED ها به عنوان یک تغییر-بازی ظاهر شدند.
LED ها پتانسیل قابل توجهی برای پذیرش سریع و کاهش انتشار کربن دارند. آنها فوراً نور تولید می کنند، با طیف رنگی طبیعی روز مطابقت دارند و حداقل گرما را تولید می کنند - برخلاف لامپ های رشته ای که تا 95٪ انرژی را به عنوان گرما هدر می دهند. شرکت آمریکایی Fairchild Optoelectronics یک محصول LED را در اوایل دهه 1970 روانه بازار کرد، اما LED ها برای چندین دهه موارد گران قیمت باقی ماندند. تا سال 2000، زمانی که کشورهای صنعتی و در حال توسعه حداقل استانداردهای عملکرد/بازده و مهلتهای قطعی را برای حذف تدریجی لامپهای ناکارآمد تعیین کردند، فروش به آرامی به سمت گزینههای کم انرژی- تغییر کرد.
جای تعجب نیست که سرعت و مقیاس پذیرش LED در کشورها به دلیل تفاوت های قابل توجه در سیاست ها، اقتصاد و دسترسی به انرژی متفاوت است. در اواخر سال 2015، بسیاری از مصرفکنندگان همچنان به لامپهای سنتی چسبیده بودند و جایگزینهای هالوژن/ رشتهای را ناکافی میدانستند. اما سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری داشته استبا کیفیت LED، طراحی، قیمت و عملکرد، جذب سریع را تحریک می کند. امروزه، ال ای دی ها \\(2–\\)5 قیمت دارند و 90 درصد انرژی کمتری نسبت به لامپ های رشته ای (از جمله هالوژن ها) و 60 درصد کمتر از فلورسنت های قدیمی مصرف می کنند. تا سال 2019، آنها حدود 46 درصد از فروش جهانی روشنایی را تشکیل می دادند که این رقم در سال 2018، 37 درصد بود.
فشار دولتی برای پذیرش LED
در سال 2005 در برزیل و ونزوئلا، دولت{0}}به دنبال حذف تدریجی لامپ های ناکارآمد - کلید رشد LED- بود. اتحادیه اروپا، استرالیا و سوئیس در سال 2009 خروجیهای{3}} خود را دنبال کردند. اکنون، اکثر دولتها و شرکتها سیاستهایی برای تقویت استفاده از LED دارند که ناشی از مزایای صرفهجویی در هزینه و انرژی است. ایالات متحده در سال 2007 شروع به حذف تدریجی لامپ های ناکارآمد کرد (اگرچه دولت ترامپ در سال 2019 این مرحله را{10}به حالت تعلیق درآورد)، در حالی که یک دستورالعمل اتحادیه اروپا تا اواخر سال 2021 به فروش لامپ های رشته ای و هالوژن پایان می دهد.
ارتباط گسترده تر رشد LED
الایدیها نشان میدهند که سیاستهای قوی و مداخله جویانه دولت میتواند محصولات ناکارآمد و ضایع کننده را حذف کند. بدون چنین سیاست هایی، صنایع انگیزه ای برای کنار گذاشتن فناوری منسوخ شده روشنایی ندارند. نکته مهم این است که این قانون معمولاً بر الزامات بهره وری تمرکز می کند، نه فناوری های خاص، و به صنایع اجازه می دهد راه حل هایی را توسعه دهند. نتیجه کاهش مداوم هالوژن ها و لامپ های رشته ای بوده است که باعث صرفه جویی در هزینه ها برای مشاغل و مصرف کنندگان شده است.
LED ها در حال حاضر مصرف کل انرژی روشنایی را کاهش می دهند: در سال 2018، روشنایی حدود 13 درصد از مصرف انرژی جهانی را به خود اختصاص داد، و با نرخ های کنونی، انتظار می رود تا سال 2030 این میزان به 8 درصد کاهش یابد. آژانس بینالمللی انرژی خاطرنشان میکند که افزایش بهرهوری انرژی جهانی از سال 2015 کاهش یافته است، با این حال راندمان برای کاهش کل مصرف انرژی حیاتی است.
روشنایی در حال حاضر 13 درصد از تقاضای جهانی برق و 5 درصد از انتشار سالانه کربن جهانی را تشکیل می دهد (برای شرایط، حمل و نقل بین المللی 1.7 درصد منتشر می کند). هنوز هم پتانسیل بسیار زیادی برای کاهش انتشار آلایندههای مرتبط با روشنایی وجود دارد: برخی تخمینها نشان میدهند که تغییر جهانی به LEDهای با راندمان بالا میتواند 1.4 میلیارد تن CO₂ را کاهش دهد و از نیاز به 1250 نیروگاه جدید اجتناب کند - یک پیروزی بزرگ برای کاهش کربن و کیفیت هوا.
LED ها همچنین نشان می دهند که چگونه تصمیمات تجاری جسورانه به سرعت نتیجه می دهند. سازندگان خطراتی را متحمل شدند تا از روشنایی ناکارآمد به LED تغییر مسیر دهند. در سال 2006، Philips Lighting – که در آن زمان نزدیک به دو{3}}فروش را از لامپ های رشته ای دریافت کرد – تصمیم گرفت به جای آن، تولید LED را افزایش دهد. این حرکت رادیکال با مخالفت شدیدی در داخل شرکت و سهامداران مواجه شد، اما موفق شد: این شرکت که اکنون Signify نام دارد، با درآمد سالانه 6 میلیارد پوند در بین پنج تولیدکننده برتر LED جهانی قرار دارد.
علاوه بر این، تغییر روشنایی بر اهمیت اقدام فردی برای کاهش انتشار کربن تأکید می کند. حتی انتخابهای کوچک، که در بین میلیاردها نفر تکثیر میشوند، اثرات زیستمحیطی و مالی عظیمی را به همراه دارند. انتقال پس انداز به مصرف کنندگان به ایجاد تغییر در سیستم سرمایه داری کمک می کند. فراتر از بهره وری و مزایای زیست محیطی، ال ای دی ها در هزینه مصرف کنندگان صرفه جویی می کنند: وزارت انرژی ایالات متحده تخمین می زند که LED ها می توانند تا سال 2025 مصرف انرژی روشنایی ملی را تا 29 درصد کاهش دهند و 80 میلیارد پوند در قبض برق برای خانوارها صرفه جویی کنند. در بریتانیا، استفاده گسترده از ال ای دی خانگی 2 میلیارد پوند از قبض انرژی را کاهش می دهد و از انتشار 8 میلیون تن کربن جلوگیری می کند. سرمایهگذاری اولیه برای تغییر به LED در بریتانیا فقط در 3 تا 4 ماه بازپرداخت میشود و هر خانوار میتواند با پذیرش کامل سالانه 40 پوند پسانداز کند.
زمینه و پس زمینه
منشا لامپ به سال 1761 - زودتر از ولتا - زمانی که ابنزر کینرسلی از یک سیم گرم شده تابش را نشان داد. اما تا سال 1879 بود که توماس آلوا ادیسون یک لامپ الکتریکی را ثبت کرد که تقریباً دو قرن بر بازار تسلط داشت. او هوشمندانه حق ثبت اختراعات را از مخترعان دیگر خرید تا یک محصول کارآمد را توسعه دهد.
لامپ رشته ای زندگی و کار را برای کسانی که برق دارند متحول کرد. تسلط آن در قرن 19- و 20- ناشی از فقدان رقابت و کاهش هزینه ها بود. همانطور که ادیسون به قول معروف، "فقط ثروتمندان می توانند شمع بسوزانند"؛ در قرن بیستم، استفاده از نور مصنوعی 100000 برابر بیشتر از قرن 18 بود.
با این حال، توسعه لامپهای کارآمد-با دوام طولانی آسان نبوده است. در دهه 1920، یک کارتل تولیدکنندگان به نام "Phoebus" (شامل شرکت های زیرمجموعه Osram، Philips و GE) با هم تبانی کردند تا لامپ هایی با طول عمر کمتر از قبل بسازند.
به سرعت-به سوی قرن بیست و یکم: هنگامی که برتری بینظیر الایدیها آشکار شد، تغییر در ساخت آنها بهطور شگفتانگیزی بحثبرانگیز بود – اما وعده صرفهجویی عظیم در انرژی برنده شد. نفوذ بازار کندتر از آن چیزی بود که حامیان LED امیدوار بودند، بنابراین دولت ها برای سرعت بخشیدن به پذیرش، افزایش تولید LED و حذف لامپ های ناکارآمد وارد عمل شدند. دولتها انگیزه بیشتری داشتند: هزینههای روشنایی عمومی سهم بزرگی از بودجه شهرداری را به خود اختصاص داد. به عنوان مثال، روشنایی عمومی 20 تا 40 درصد از قبوض برق شوراهای ایالات متحده را تشکیل می دهد.
همانطور که انتظار می رفت، قوانین سختگیرانه دولتی و استانداردهای کارآیی قیمت LED را کاهش داد و آنها را برای میلیاردها دلار مقرون به صرفه ساخت و سهم بازار را افزایش داد. بیش از دو دهه،لامپ ال ای دیهزینه ها بیش از 20 برابر کاهش یافت، در حالی که شار نوری آنها (کیفیت روشنایی) 40 برابر بهبود یافت. این نه تنها باعث صرفه جویی در هزینه مصرف کنندگان شد، بلکه به دولت ها در کاهش انتشار کربن کمک کرد.
به عنوان مثال، در هند، بازار LED طی پنج سال 130-برابر رشد کرد: از 5 میلیون فروش سالانه در سال 2014 به 670 میلیون در سال 2018. الایدیها اکنون سالانه 30 تراوات{7}}ساعت انرژی صرفهجویی میکنند که برای تأمین انرژی 28 میلیون خانه هندی یا کل دانمارک کافی است. در همان دوره، قیمت لامپ های LED از 4.50 پوند در سال 2014 به 0.78 پوند در سال 2019 کاهش یافت. LED ها همچنین نور خورشیدی خانه را در هند ارزان تر و کارآمدتر کردند، جایی که بسیاری از آنها فاقد برق شبکه هستند.
در آب و هوای گرم مانند هند، LED ها یک مزیت اضافی دارند: آنها ساختمان ها را خنک نگه می دارند. لامپ های رشته ای 95 درصد انرژی را به عنوان گرما هدر می دهند و فضاها را در هوای از قبل گرم ناخوشایند می کند-اغلب وادار به تکیه بر AC های ناکارآمد و آلوده کننده می شود. در مقابل، LED ها انرژی کمی را به عنوان گرما از دست می دهند و از گرم شدن غیر ضروری افراد و فضاها جلوگیری می کنند.
عوامل فعال کننده برای تسلط LED
یک عامل کلیدی در رشد LED کاهش هزینه ها بود. به لطف نوآوری در تولید روشنایی و تولید در مقیاس بزرگ-قیمت LED طی چندین دهه به شدت کاهش یافت. زمانی که ال ای دی ها برای اولین بار در بریتانیا راه اندازی شدند، مصرف کنندگان تا 9 پوند برای هر لامپ پرداخت می کردند که در حال حاضر غیرقابل تصور است، با LED های 1 پوندی رایج. قیمت ها به قدری سریع کاهش یافت که قیمت یک لامپ فقط در یک سال 1 پوند کمتر بود.
این کاهش قیمت از دو جهت به رشد LED دامن زد: اول، قیمت های فعلی LED ها را تقریباً برای همه مصرف کنندگان در دسترس قرار می دهد و فروش و نفوذ را افزایش می دهد. دوم، هزینه های کم بازده سرمایه گذاری (ROI) را با برخی برآوردها 3 تا 4 ماه کوتاه می کند. در برخی موارد، ROI می تواند به 525٪ برسد، اگرچه این بستگی به متغیرهایی مانند هزینه مصرف و برق دارد.
قوانین شفاف دولتی و رهنمودهای مربوط به کارایی، کیفیت، و{0}}خروجیها نیز نقش مهمی داشتند. برای سرعت بخشیدن به پذیرش LED، دولت ها در سراسر جهان اقداماتی مانند حداقل استانداردهای کیفیت و کارایی را معرفی کردند. این سیاستها لامپهای ناکارآمد را حذف کردند و تولید را به سمت LED سوق دادند و مقیاس مورد نیاز برای کاهش سریع هزینهها را ایجاد کردند. بر اساس قوانین اتحادیه اروپا، سال 2021 می تواند آخرین سالی باشد که لامپ های رشته ای و هالوژن در بریتانیا فروخته می شوند.
تقاضای فزاینده مصرفکننده برای فناوری صرفهجویی در هزینه{0}در دسترس نیز از LED پشتیبانی میکند. لامپها به مردم این امکان را میدهند که مصرف را کاهش دهند (با جایگزینی{2}}لامپهای عمر کوتاه) و بدون دانش تخصصی یا سرمایهگذاری کلان، انتشار گازهای گلخانهای را کاهش دهند. در مقایسه با هالوژنها، الایدیها از نظر هزینه عالی هستند: هالوژنها 2000 ساعت دوام میآورند (تقریباً دو سال استفاده متوسط)، در حالی که LEDها 25000 ساعت دوام میآورند و باعث صرفهجویی طولانی مدت و کاهش ضایعات میشوند. استفاده از LED کامل سالانه 40 پوند برای خانواده صرفه جویی می کند. برای مصرفکنندگان، کسبوکارها و دولتها، این صرفهجوییها{12}}همراه با کاهش قیمتهای LED{13}} الایدیها را به انتخاب پیشفرض تبدیل میکند.
دامنه و شواهد
شرکت آمریکایی Fairchild Optoelectronics یک محصول LED را در دهه 1970 روانه بازار کرد، اما LED ها برای چندین دهه موارد گران قیمت باقی ماندند.
در سال 2006، Philips Lighting (که در آن زمان 2/3 فروش را از لامپ های رشته ای دریافت می کرد) به تولید LED در مقیاس کوچک تغییر یافت. اکنون Signify نام دارد و با درآمد سالانه 6 میلیارد پوندی، یکی از 5 تولیدکننده برتر LED جهانی است.
ال ای دی ها 25000 ساعت دوام می آورند و باعث صرفه جویی درازمدت مصرف کننده می شود.
برزیل و ونزوئلا در سال 2005 شروع به حذف تدریجی لامپ های ناکارآمد کردند. اتحادیه اروپا، استرالیا و سوئیس در سال 2009 دنبال کردند.
ایالات متحده فاز خروج خود را در سال 2007 آغاز کرد (در سال 2019 توسط دولت ترامپ تعلیق شد).
در سال 2018، روشنایی حدود 13 درصد از مصرف جهانی برق و 5 درصد از انتشار سالانه کربن جهانی را به خود اختصاص داده است.
امروزه، ال ای دی ها \\(2–\\)5 قیمت دارند و 90 درصد انرژی کمتری نسبت به لامپ های رشته ای (از جمله هالوژن ها) و 60 درصد کمتر از فلورسنت های قدیمی مصرف می کنند.
فروش LED از 37 درصد فروش جهانی روشنایی در سال 2018 به 46 درصد در سال 2019 رسیده است.
اکثر دولت ها و شرکت ها سیاست هایی برای افزایش استفاده از LED دارند که ناشی از صرفه جویی در هزینه و انرژی است.
یک دستورالعمل اتحادیه اروپا تا سال 2021 به فروش لامپ های رشته ای و هالوژن پایان می دهد.
تغییر جهانی به الایدیهای با راندمان بالا میتواند 1.4 میلیارد تن CO₂ را کاهش دهد و از 1250 نیروگاه جدید جلوگیری کند.
وزارت انرژی ایالات متحده تخمین می زند که LED ها می توانند تا سال 2025 مصرف انرژی روشنایی ملی را تا 29 درصد کاهش دهند و تقریباً 80 میلیارد پوند برای خانوارها صرفه جویی کنند.
در بریتانیا، استفاده گسترده از ال ای دی خانگی 2 میلیارد پوند از قبض انرژی را کاهش می دهد و از انتشار 8 میلیون تن کربن جلوگیری می کند.
استفاده از LED کامل باعث صرفه جویی سالانه 40 پوند در خانواده بریتانیا می شود.
با هم، آن را بهتر می کنیم.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
موبایل/واتساپ:(+86)18673599565
ایمیل:bwzm15@benweilighting.com
اسکایپ: benweilight88
وب:www.benweilight.com
اضافه کنید: ساختمان F، منطقه صنعتی یوانفن، لونگهوا، منطقه بائوآن، شنژن، چین
