چرا LED ها هنوز مصرف انرژی برای روشنایی را کاهش نداده اند؟

روشنایی LED مدتهاست که به عنوان یک بازی-تغییرکننده بهره وری انرژی مورد استقبال قرار گرفته است. ال ای دی ها با توانایی تبدیل تا 90 درصد برق به نور (در مقایسه با 5 درصد لامپ های رشته ای) و طول عمر 25 برابر بیشتر، قرار بود مصرف انرژی جهانی را برای روشنایی-یکی از بزرگترین تخلیه های انرژی مسکونی و تجاری کاهش دهند. با این حال، چندین دهه پس از پذیرش جریان اصلی آنها، مصرف انرژی روشنایی جهانی آنطور که انتظار می رفت کاهش نیافته است. در واقع، آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) گزارش داد که استفاده از انرژی روشنایی جهانی بین سال‌های 2010 تا 2022 تقریباً ثابت باقی مانده است، حتی با وجود افزایش نفوذ LED از کمتر از 5٪ به بیش از 60٪ از کل فروش روشنایی. این پارادوکس یک سوال مهم را ایجاد می کند: چرا LED ها هنوز مصرف انرژی برای روشنایی را کاهش نداده اند؟ پاسخ در تعامل پیچیده ای از عوامل، از جمله افزایش تقاضا برای روشنایی، تداوم محصولات LED با کیفیت پایین، موانع جایگزین، و عدم رسیدگی به ناکارآمدی های سیستمیک در نحوه طراحی و استفاده از نور نهفته است.

1. افزایش تقاضا برای روشناییبهره وری LED

مهم‌ترین دلیلی که ال‌ای‌دی‌ها مصرف کلی انرژی روشنایی را کاهش نداده‌اند این است که تقاضای جهانی برای روشنایی بسیار سریع‌تر از ال‌ای‌دی‌ها افزایش یافته است که می‌توانند آن را جبران کنند. در بیشتر قرن بیستم، تقاضای روشنایی نسبتاً ثابت بود، که عمدتاً به رشد جمعیت و شهرنشینی وابسته بود. اما در قرن بیست و یکم، دو گرایش باعث افزایش نیاز به نور شده است: گسترش فضاهای روشن و ظهور فرهنگ‌های روشنایی «همیشه{4}}روشن- که هر دو از آنها پیشی گرفته‌اند.صرفه جویی در انرژی از LED.

اول، شهرنشینی و توسعه اقتصادی منجر به افزایش گسترده در تعداد مناطق روشن شده است. در اقتصادهای در حال توسعه مانند هند، برزیل و نیجریه، رشد سریع شهری به این معناست که خانه‌ها، ادارات، مراکز خرید و جاده‌ها- بیشتر به روشنایی نیاز دارند. به عنوان مثال، جمعیت شهری هند از سال 2010 بیش از 200 میلیون نفر افزایش یافته است و هر خانوار شهری جدید 5 تا 10 چراغ روشنایی اضافه می کند. حتی در اقتصادهای توسعه‌یافته، تعداد فضاهای روشن در حال افزایش است: یک خانه متوسط ​​در ایالات متحده اکنون دارای 40 لامپ است که این تعداد در سال 2000 25 بود که ناشی از طرح‌های مفهومی باز، نورپردازی برجسته، و ویژگی‌های خانه هوشمند است. این رشد در "ذخیره" روشنایی{15}}لامپ های بیشتر در مکان های بیشتر{16}}به طور مستقیم صرفه جویی در مصرف انرژی را از هر فرد جبران می کند.لامپ ال ای دی.

دوم، یک تغییر فرهنگی به سمت نورپردازی "روشن تر بهتر است" و "همیشه{0}}روشن" صورت گرفته است. به عنوان مثال، فروشگاه‌های خرده‌فروشی، اکنون از نور بیشتری برای برجسته کردن محصولات و ایجاد فضایی جذاب استفاده می‌کنند: یک سوپرمارکت معمولی نسبت به سال 2010، 50 درصد نور بیشتری در هر فوت مربع استفاده می‌کند، با لامپ‌های LED که جایگزین لامپ‌های رشته‌ای شده‌اند، اما لامپ‌های بیشتری برای افزایش روشنایی اضافه شده‌اند. به طور مشابه، شهرها از "نورپردازی هوشمند" برای ایمنی و زیبایی شناسی استفاده می کنند-با نصب چراغ های خیابانی بیشتر، روشنایی تزئینی در پارک ها و نماهای ساختمان های روشن. به عنوان مثال، در توکیو، تعداد چراغ‌های خیابانی از سال 2015 تا کنون 30 درصد افزایش یافته است، حتی اگر همه اکنون LED هستند. این "تورم روشن"{10}}نور بیشتر، بیشتر استفاده می شود-به این معنی است که حتی اگر هرLED استفاده می کندانرژی کمتر، کل انرژی مصرف شده بالا باقی می ماند.

آژانس بین‌المللی انرژی تخمین می‌زند که بین سال‌های 2010 تا 2022، تقاضای جهانی برای روشنایی (که بر حسب لومن-ساعت اندازه‌گیری می‌شود، مقدار کل نور تولید شده) تا 45% افزایش یافت، در حالی که افزایش بهره‌وری LED مصرف انرژی در هر لومن را 70% کاهش داد. نتیجه خالص؟ بدون کاهش کلی در مصرف انرژی. به عبارت دیگر، جهان به قدری از نور بیشتری استفاده می کند که افزایش کارایی LED ها به سادگی حفظ می شود، نه کاهش.

2. ال‌ای‌دی‌های کم کیفیت- و ناکارآمد بازار را فراگرفته است

همه LEDها یکسان ایجاد نمی‌شوند-و بخش قابل توجهی از LED‌هایی که در سطح جهانی فروخته می‌شوند، محصولاتی با کیفیت پایین- و ناکارآمد هستند که نمی‌توانند صرفه‌جویی انرژی وعده داده شده را ارائه دهند. در حالی که{3}ال ای دی های سطح بالا (منطبق با استانداردهایی مانند ENERGY STAR در ایالات متحده یا استرالیا AS/NZS 62560) می توانند به 100 لومن در هر وات (Lm/W) یا بیشتر دست یابند، بسیاری از LED های ارزان قیمت-اغلب از تولیدکنندگان غیرقانونی وارد می شوند{9}}به مراتب پایین تر/4W، گاهی اوقات عملکردی بسیار بدتر/40 دارند. این فرعیال ای دی هاتقریباً به اندازه لامپ‌های فلورسنت فشرده (CFL) انرژی مصرف کنید و به سختی از لامپ‌های رشته‌ای عملکرد بهتری دارند و پتانسیل صرفه‌جویی{0}}این فناوری را تضعیف می‌کنند.

این مشکل به ویژه در بازارهای نوظهور، که در آن چارچوب های نظارتی برای بهره وری روشنایی ضعیف یا ضعیف اجرا می شود، حاد است. بر اساس یک مطالعه در سال 2021 توسط مرکز راه حل های انرژی پاک، در کشورهایی مانند ویتنام و اندونزی، تا 60 درصد از ال ای دی های فروخته شده فاقد گواهینامه های اولیه بهره وری هستند. این لامپ ها اغلب دارای برچسب کاذب هستند (که ادعا می کنند 10 وات هستند اما در واقع از 15 وات استفاده می کنند) یا مدیریت حرارتی ضعیفی دارند که باعث می شود راندمان آنها طی یک سال استفاده 30٪ یا بیشتر کاهش یابد. مصرف کنندگان که توسط قیمت های پایین فریفته شده اند، ناخودآگاه این LED های ناکارآمد را می خرند و فکر می کنند که در مصرف انرژی صرفه جویی می کنند-فقط برای اینکه شاهد کاهش حداقلی در قبض برق خود باشند.

حتی در بازارهای توسعه‌یافته،-ال‌ای‌دی‌های با کیفیت پایین همچنان پابرجا هستند. به عنوان مثال، در اتحادیه اروپا، یک تحقیق در سال 2023 توسط کمیسیون اروپا نشان داد که 25٪ ازال ای دی هافروش آنلاین نتوانست استانداردهای کارایی اتحادیه اروپا را برآورده کند. بسیاری از این لامپ‌ها در چین تولید می‌شوند و از طریق پلتفرم‌های شخص ثالث فروخته می‌شوند و از بررسی‌های کیفی عبور می‌کنند. این موضوع با این واقعیت تشدید می‌شود که مصرف‌کنندگان اغلب نمی‌توانند بین-کیفیت-ال‌ای‌دی‌های{4}}کیفیت بالا تمایز قائل شوند: بدون تجهیزات آزمایشی، تأیید وات یا خروجی لومن واقعی لامپ غیرممکن است. در نتیجه، LED های ناکارآمد همچنان خریداری و استفاده می شوند و صرفه جویی کلی در انرژی این فناوری را کاهش می دهند.

عامل دیگر شیوع LED های "بیش از-روشن" است. بسیاری از تولید کنندگان LED ها را به گونه ای طراحی می کنند که لومن بیشتری نسبت به استفاده معمولی تولید کنند و مصرف کنندگان را تشویق به خرید لامپ های روشن تر از نیاز خود می کنند. به عنوان مثال، یک LED معادل 60 وات (که حدود 800 لومن تولید می کند) برای اکثر لامپ های اتاق خواب کافی است، اما خرده فروشان اغلب LED های معادل 100 وات (1600 لومن) را به عنوان "ارزش بهتر" فشار می دهند. استفاده از یک LED بیش از حد روشن باعث هدر رفتن انرژی می شود، زیرا نور اضافی غیر ضروری است و اغلب منجر به کم نور شدن لامپ توسط کاربران می شود (که در عین صرفه جویی در مصرف انرژی، همچنان به این معنی است که لامپ در کارآمدترین سطح خود کار نمی کند).

3. موانع جایگزینی سیستم های روشنایی موجود

حتی زمانی که-ال‌ای‌دی‌های LED با کیفیت بالا در دسترس هستند، بسیاری از خانواده‌ها، کسب‌وکارها و دولت‌ها برای جایگزینی سیستم‌های روشنایی موجود خود تلاش می‌کنند-لامپ‌های ناکارآمد را برای مدتی طولانی‌تر از حد لازم مورد استفاده قرار می‌دهند. این موانع از هزینه‌های اولیه تا ناسازگاری‌های فنی متغیر هستند و سرعت پذیرش LED را به اندازه‌ای کاهش می‌دهند تا از صرفه‌جویی معنادار انرژی جلوگیری کنند.

هزینه اولیه همچنان یک مانع مهم است، به‌ویژه برای کاربران-در مقیاس بزرگ مانند ساختمان‌های تجاری یا شهرها. در حالی که هزینه لامپ های LED جداگانه کاهش یافته است (از 50 لامپ در سال 2010 به کمتر از 2 در سال 2023)، جایگزینی کل سیستم روشنایی-مانند 1000 لامپ فلورسنت در یک ساختمان اداری یا 10000 چراغ خیابان در یک شهر{11} نیاز به سرمایه گذاری بزرگ. برای کسب‌وکارهای کوچک یا دولت‌های محلی{13}}که دارای پول نقد هستند، این هزینه می‌تواند بسیار گران باشد، حتی اگر دوره بازپرداخت (زمان جبران هزینه‌ها از طریق صرفه‌جویی در انرژی) اغلب کمتر از دو سال باشد. به عنوان مثال، یک رستوران کوچک در ایالات متحده ممکن است نیاز به هزینه \\(2000 برای جایگزینی تمام نورهای فلورسنت خود با LED داشته باشد؛ در حالی که این کار باعث صرفه جویی 1500 در سال در قبض انرژی می شود، هزینه اولیه می تواند مانعی برای صاحبان دارای جریان نقدی محدود باشد.

ناسازگاری های فنی نیز جایگزینی را کند می کند. بسیاری از وسایل روشنایی قدیمی برای LED طراحی نشده اند و نیاز به اصلاح یا تعویض کامل دارند. به عنوان مثال، برخی از وسایل سقفی توکار (معمول در منازل و ادارات) دارای هیت سینک هستند که بیش از حد هستند.کوچک برای LED، باعث گرم شدن بیش از حد لامپ ها و از کار افتادن پیش از موعد آن می شود. به طور مشابه، بسیاری از سیستم‌های روشنایی تجاری از بالاست‌ها (دستگاه‌هایی که جریان را تنظیم می‌کنند) استفاده می‌کنند که برای لوله‌های فلورسنت طراحی شده‌اند که با اکثر LED‌ها ناسازگار هستند. برای جابجایی به LED، کاربران باید یا بالاست را تعویض کنند (افزودن به هزینه ها) یا LED های "بالاست-بای پس" را خریداری کنند که گران تر هستند و نیاز به نصب حرفه ای دارند. برای صاحبان خانه یا مشاغلی که تخصص فنی ندارند، این پیچیدگی ها می تواند دلهره آور باشد و آنها را وادار کند که به روشنایی (ناکارآمد) موجود خود بچسبند.

مانع دیگر "اینرسی روشنایی" است-تمایل به استفاده از سیستم‌های روشنایی موجود تا زمانی که از کار بیفتند، به جای جایگزینی فعالانه آنها با LED. لامپ‌های رشته‌ای و لوله‌های فلورسنت می‌توانند سال‌ها دوام بیاورند و بسیاری از کاربران دلیلی برای تعویض لامپ‌هایی که هنوز کار می‌کنند نمی‌بینند. به عنوان مثال، یک خانواده ممکن است یک چراغ کمد با یک لامپ رشته ای داشته باشد که برای 10 دقیقه در روز استفاده می شود. اگرچه لامپ ناکارآمد است، اما انرژی کمی مصرف می کند که کاربر اولویت جایگزینی آن با LED را ندارد. این مقدار را در میلیون‌ها خانوار و کسب‌وکار ضرب کنید، و نتیجه، انبار انبوهی از لامپ‌های ناکارآمد است که همچنان مورد استفاده قرار می‌گیرند و از صرفه‌جویی در مصرف انرژی جلوگیری می‌کنند.

4. طراحی ضعیف نور و عادات استفاده بیهوده

حتی زمانی که ال‌ای‌دی‌های با کیفیت بالا-نصب می‌شوند، طراحی ضعیف نور و عادات استفاده بیهوده اغلب پتانسیل صرفه‌جویی در انرژی- آنها را هدر می‌دهد. بسیاری از ساختمان‌ها-مسکونی، تجاری، و عمومی-با چیدمان‌های روشنایی ناکارآمد طراحی شده‌اند، و کاربران اغلب چراغ‌ها را در مواقعی که نیازی ندارند روشن می‌گذارند و مزایای بهره‌وری LED را نفی می‌کنند.

طراحی ضعیف نور در ساختمان های جدید و قدیمی رایج است. برای مثال، در دفاتر، بسیاری از فضاها بیش از-با وسایل سقفی روشن می‌شوند که نور یکنواخت را در کل اتاق فراهم می‌کنند-حتی در مناطقی که نور طبیعی فراوان است (مانند پنجره‌ها) یا به نور کمی نیاز است (مانند کمدهای ذخیره‌سازی). این "روشنایی پتویی" انرژی را هدر می دهدال ای دی هابرای نورپردازی مناطق خالی-یا به خوبی نور استفاده می شود. به طور مشابه، فروشگاه‌های خرده‌فروشی اغلب از نورافکن برای برجسته کردن محصولات استفاده می‌کنند، اما بسیاری از فروشگاه‌ها نورافکن‌ها را بیش از حد لازم نصب می‌کنند یا آن‌ها را در مناطقی قرار می‌دهند که هیچ محصولی برای روشنایی وجود ندارد. یک مطالعه در سال 2022 توسط مرکز تحقیقات روشنایی نشان داد که 40٪ ساختمان های تجاری به دلیل طراحی ضعیف، 25٪ بیشتر از نور مورد نیاز استفاده می کنند، حتی زمانی که مجهز به LED هستند.

عادات استفاده بیهوده یکی دیگر از مسائل مهم است. در خانه‌ها، بسیاری از مردم چراغ‌ها را در اتاق‌های خالی روشن می‌گذارند: یک نظرسنجی در سال 2021 توسط وزارت انرژی ایالات متحده نشان داد که یک خانواده به طور متوسط ​​15٪ از انرژی روشنایی خود را با روشن گذاشتن چراغ‌ها در زمانی که هیچ‌کس حضور ندارد هدر می‌دهد. در ساختمان‌های تجاری، مشکل بدتر است: دفاتر اغلب چراغ‌ها را در طول شب برای امنیت روشن می‌گذارند، حتی اگر حسگرهای حرکتی یا کنترل‌های هوشمند می‌توانند این استفاده را کاهش دهند. مدارس و دانشگاه‌ها معمولاً در تعطیلات آخر هفته یا تعطیلات، چراغ‌های کلاس درس را روشن می‌گذارند و بیمارستان‌ها (که به روشنایی 24 ساعته نیاز دارند) معمولاً در مناطق غیر بحرانی، بیشتر از مقدار لازم از نور استفاده می‌کنند.

کنترل‌های روشنایی هوشمند-مانند حسگرهای حرکت، تایمرها و کم‌نورها-می‌توانند با اطمینان از اینکه چراغ‌ها فقط در صورت نیاز و در روشنایی مناسب روشن هستند، این اتلاف را کاهش دهند. با این حال، این کنترل ها به ندرت در کنار LED ها نصب می شوند. طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی، کمتر از 20 درصد از نصب های LED در خانه ها و 30 درصد در ساختمان های تجاری شامل کنترل های هوشمند است. بدون این ابزارها، حتی کارآمدترین ال ای دی ها در استفاده غیرضروری تلف می شوند.

5. شکاف های خط مشی و اجرای ضعیف

در حالی که بسیاری از کشورها سیاست‌هایی را برای ترویج استفاده از LED اجرا کرده‌اند-مانند ممنوعیت لامپ‌های رشته‌ای یا ارائه تخفیف برای خرید LED{1}}شکاف‌های موجود در این خط‌مشی‌ها و اجرای ضعیف مانع از ارائه کامل پتانسیل صرفه‌جویی انرژی- LED‌ها شده است.

یکی از شکاف های مهم سیاستی فقدان استانداردهای اجباری کارایی برای همه محصولات روشنایی است. در حالی که اتحادیه اروپا، ایالات متحده و استرالیا لامپ های رشته ای را ممنوع کرده اند و حداقل استانداردهای کارایی را برای LED ها تعیین کرده اند، بسیاری از کشورها-به ویژه در آفریقا، آسیا و آمریکای لاتین{4}} چنین مقرراتی ندارند. در این مناطق،-کیفیت پایین،LED های ناکارآمدبازار را سرازیر می کند، زیرا تولیدکنندگان با هیچ عواقبی برای فروش محصولات زیر قیمت مواجه نیستند. حتی در کشورهایی با استانداردها، اجرا اغلب ضعیف است. به عنوان مثال، در هند، گزارش سال 2023 توسط دفتر بهره وری انرژی نشان داد که 35٪ از LED های فروخته شده استانداردهای کارایی کشور را نقض می کنند، اما تنها 2٪ از تولید کنندگان جریمه شدند. این عدم اجرا باعث می شود LED های ناکارآمد در بازار باقی بمانند و تلاش های صرفه جویی در انرژی را تضعیف می کند.

شکاف دیگر سیاستی، عدم رسیدگی به «مدیریت تقاضای روشنایی» است. بیشتر سیاست های LED بر بهبود کارایی لامپ های جداگانه تمرکز دارند، اما تعداد کمی از آنها به علت اصلی افزایش مصرف انرژی: تقاضای رو به رشد برای نور اشاره می کنند. برای مثال، هیچ کشوری سیاست‌هایی را برای محدود کردن تعداد چراغ‌های خیابان یا روشنایی روشنایی تجاری اجرا نکرده است، حتی اگر اینها محرک‌های اصلی افزایش مصرف انرژی هستند. به طور مشابه، سیاست‌های کمی استفاده از نور طبیعی را تشویق می‌کنند (مانند نصب نورگیر یا قفسه‌های نورانی) برای کاهش اتکا به نور مصنوعی-حتی اگر نور طبیعی رایگان است و انرژی مصرف نمی‌کند.

برنامه های تخفیف و تشویقی، اگرچه مفید هستند، اغلب ضعیف طراحی شده اند. بسیاری از برنامه‌های تخفیف، کاربران را ملزم به ارسال رسید و تکمیل مدارک می‌کنند، که مشارکت-به‌ویژه در میان خانوارها- کم درآمد یا مشاغل کوچک را منع می‌کند. برخی دیگر معیارهای واجد شرایط بودن را دارند، به استثنای انواع خاصی از LED ها یا کاربران. به عنوان مثال، یک برنامه تخفیف فدرال ایالات متحده برای LED ها فقط برای لامپ هایی اعمال می شود که از طریق خرده فروشان عمده فروخته می شوند، به استثنای LED های ارزان تر فروخته شده آنلاین. این موانع دسترسی به برنامه های تشویقی را محدود می کند و پذیرش LED را در میان گروه های کلیدی کند می کند.

نتیجه گیری

ال ای دی ها این پتانسیل را دارند که مصرف انرژی روشنایی جهانی را تا 50% یا بیشتر کاهش دهند-اما به دلیل طوفان کامل تقاضای روشنایی فزاینده، محصولات با کیفیت پایین-، موانع جایگزین، استفاده بیهوده و شکاف های خط مشی هنوز به این وعده عمل نکرده اند. مشکل از خود LED ها نیست. این به نحوه تولید، پذیرش و استفاده از آنها بستگی دارد.

برای بازکردن پتانسیل صرفه جویی در انرژی LEDها، یک رویکرد چندوجهی- مورد نیاز است. اولاً، دولت ها باید استانداردهای کارایی LED ها را تقویت کرده و آنها را به شدت اعمال کنند و محصولات با کیفیت پایین- را سرکوب کنند. دوم، آنها باید برنامه‌های تشویقی را برای پوشش هزینه‌های اولیه برای کسب‌وکارهای کوچک و خانوارهای کم درآمد گسترش دهند و کنترل‌های روشنایی هوشمند را برای کاهش استفاده بیهوده ترویج کنند. ثالثاً، شهرها و مشاغل باید طراحی روشنایی را که از نور طبیعی استفاده می‌کند و از نور بیش از-پرهیز می‌کند، در اولویت قرار دهند، و مالکان خانه باید در مورد مزایای جایگزینی فعال LED آموزش ببینند. در نهایت، سیاستگذاران باید با مدیریت تقاضای روشنایی به علت اصلی افزایش مصرف انرژی بپردازند-به عنوان مثال، با تعیین محدودیت برای روشنایی غیر ضروری در فضاهای تجاری و عمومی.

LED ها یک گلوله نقره ای برای صرفه جویی در انرژی روشنایی نیستند، اما یک ابزار حیاتی هستند. با سیاست‌ها و شیوه‌های صحیح، می‌توانیم اطمینان حاصل کنیم که LED‌ها به وعده‌های خود عمل می‌کنند-کاهش مصرف انرژی، کاهش انتشار کربن، و ایجاد آینده‌ای پایدارتر برای روشنایی. فناوری آماده است؛ اکنون باید نحوه استفاده از آن را تغییر دهیم.

https://www.benweilight.com/industrial-lighting/led-high-bay-light/6000-kufo-led-high-bay.html

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