Сравнение светодиодов с лампами накаливания и люминесцентными лампами. Производство и рынок светодиодов. Примеры проектов практического применения светодиодов для освещения объектов железнодорожного транспорта, промышленности, коммунального хозяйства.
Аннотация к работе
На рубеже двух тысячелетий принципиальным отличием в оценке целей и средств научно-технического прогресса становится учет не только экономических параметров, но и его экологических последствий. Глобальный характер воздействия человека на среду обитания, т.н. антропогенный фактор, определяет жесткие требования к выбору параметров внедрения технологических решений. Один из рядовых элементов электроники - светоизлучающий диод (СД) совершает переворот в светотехнической промышленности, и практически готов вытеснить лампы накаливания из сферы искусственного освещения. «Заменители» на базе светодиодов имеются как для низковольтных галогеновых ламп, так и для ламп с другими стандартными цоколями. С ростом световой отдачи и удешевления светодиодных приборов процесс их внедрения распространяется и на общее освещение, в котором лидирующее положение пока занимают обычные и галогенные лампы накаливания, а также люминесцентные лампы.В настоящее время два основных вида электрических источников света - лампы накаливания и газоразрядные лампы, среди которых главное место занимают люминесцентные лампы. В быту традиционно наиболее распространены лампы накаливания, в которых свет испускает металлическая проволочка (нить), раскаленная добела проходящим по ней током. Срок службы ламп накаливания любого назначения около 750-1000 часов, при условии, что напряжение в электрической сети не превосходит указанного на лампе. Достоинства лампы накаливания: низкая начальная стоимость лампы и необходимого для нее оборудования; компактность, благодаря которой она хорошо подходит для регулирования светового потока; надежная работа при низких температурах и довольно высокий при ее размерах световой выход. К недостаткам же, способным при некоторых обстоятельствах «перевесить» достоинства, относятся: низкий световой КПД, только 5% энергии преобразуется в свет, остальные 95% - в тепло; Высокая рабочая температура; заметные колебания светового выхода при изменениях напряжения питания; недолговечность.Рынок светодиодов расценивается как исключительно важный всеми производителями компонентов, включая и «китов» светотехнической индустрии. В течение последних пяти лет рынок светодиодов устойчиво развивается, достигая величины прироста товарной продукции до 60% в год. Рекордное количество заключенных последние годы стратегических альянсов косвенно свидетельствует о серьезном движении капиталов в рассматриваемой области. В южнокорейском городе Кванчжу создается «Светодиодная долина» (LED Valley) - аналог знаменитой Силиконовой долины в Америке, но с иной, более узкой, специализацией. На создание Светодиодной долины - своеобразного корейского технопарка, в котором будет размещено самое совершенное на сегодняшний день производство светодиодов, - только в период 2005-2008 гг. будет затрачено 100 млн. долларов США.Светодиодные источники света, активно разрабатываемые в настоящее время, могут стать еще более экономичной альтернативой и лампачкам накаливания, и лампам «дневного света» всевозможных модификаций. Их мощность растет на глазах - уже появились светодиодные прожекторы, способные осветить целиком архитектурный ансамбль или даже небольшой населенный пункт. Власти американского города Роли, столицы штата Северная Каролина, приняли решение о переходе на технологию светодиодного освещения городских улиц и общественных помещений. В ближайшие полтора года все уличные фонари, устройства для подсветки зданий, лампы в гаражах и парковках будут заменены на светодиодные источники света. При замене фонарей и ламп будут испытаны различные варианты светодиодного освещения.
План
Содержание
Введение
1. Сравнение светодиодов с лампами накаливания и люминесцентными лампами
2. Производство и рынок светодиодов
3. Примеры проектов практического применения светодиодов для освещения
Список использованных источников
Введение
На рубеже двух тысячелетий принципиальным отличием в оценке целей и средств научно-технического прогресса становится учет не только экономических параметров, но и его экологических последствий. Глобальный характер воздействия человека на среду обитания, т.н. антропогенный фактор, определяет жесткие требования к выбору параметров внедрения технологических решений.
Один из рядовых элементов электроники - светоизлучающий диод (СД) совершает переворот в светотехнической промышленности, и практически готов вытеснить лампы накаливания из сферы искусственного освещения. Не надо объяснять, что это значит в плане экономии энергии, сохранения невозобновляемых природных ресурсов, сохранения и оздоровления природной среды в планетарном масштабе.
Лампа накаливания, которой уже около 135 лет, уступает новым технологиям по многим параметрам и самая обнадеживающая из них - технология СД.
Идея прямой замены ламп накаливания на светодиодные «аналоги» уже давно не воспринимается как фантастическая. «Заменители» на базе светодиодов имеются как для низковольтных галогеновых ламп, так и для ламп с другими стандартными цоколями. Замещение быстрее всего происходит в мобильных приложениях: подсветка всевозможных ЖК-дисплеев, от мобильных телефонов до ЖК - мониторов; разного рода фонари, велосипедные фонари и т.д.
Но самое главное - это вторжение светодиодных технологий в традиционное освещение. Этот процесс начался там, где не требуется высокий уровень освещенности: дежурное аварийное освещение, ночное интерьерное освещение, знаки и таблички, маркировочное освещение и т.п.
С ростом световой отдачи и удешевления светодиодных приборов процесс их внедрения распространяется и на общее освещение, в котором лидирующее положение пока занимают обычные и галогенные лампы накаливания, а также люминесцентные лампы. По прогнозам к 2010-2015 годам производители обещают довести отдачу белых светодиодов до 150-200 лм/Вт, а цену на них снизить до стоимости современных ламп накаливания.
На освещение расходуется по разным оценкам 15-20 % производимой в мире электроэнергии. При этом промышленность использует на освещение 6-7 % потребляемой сектором электроэнергии, общественный и коммерческий секторы - 28-30 %, бытовой - 11-12 %.
По ряду прогнозов к 2025 году доля светодиодов приблизится к 50% от общего количества производимого света. В результате этого ежегодно будет экономиться 167 млрд. КВТ*ч электроэнергии. Совокупная экономия будет составлять 86,9 млрд. долларов. Сэкономленная мощность в 2025 году составит 17,2 ГВТ, что эквивалентно 29 новым электростанциям по 600 МВТ.
В мире ежегодно тратится около $38 млрд. на освещение керосинок и других ламп на жидком органическом топливе. Это требует ежегодного расхода 77 млрд. литров жидкого топлива, для получения которого нужно перерабатывать 1,3 млн. баррелей сырой нефти в день - именно столько добывается ежедневно в Ливии, Индонезии или Катаре.
В середине 90-х годов рекордным показателем световой эффективности белых СД было 5 лм/Вт, теперь же эта цифра приближается к 100 лм. У керосинки показатель эффективности - лишь 0,1 лм/Вт. Выпускаемые сейчас в промышленном масштабе белые СД потребляют мощность 1 Вт - на 80% меньше наиболее компактных люминесцентных ламп, при этом излучают света столько же, сколько обычная электрическая лампа, потребляющая 100 Вт. Столь малый расход энергии в белых СД, как и небольшое требуемое для их работы напряжение, позволяет использовать для их питания небольшие батарейки размера АА или, что еще эффективнее, такие же аккумуляторы, заряжаемые от небольших солнечных фотоэлементов. По некоторым оценкам стоимость такого устройства составит $25 США. Оно окупится за несколько месяцев работы - средние затраты на керосин для освещения составляет $77 США на семью.
Всеобщий переход на белые СД в странах третьего мира потребует значительных усилий - надо будет переориентировать и потребителей, и производителей. Необходимо также построить новые линии по выпуску аккумуляторов и солнечных батарей. Однако результат не заставит себя долго ждать, и экономическая эффективность станет скоро очевидной для всех.
Список литературы
1 Дудин Е.Б. Светоизлучающие диоды - революция в технологии освещения // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. - 2007. - №6. - с. 99-106.
2 Давиденко Ю. Современные светодиоды // Компоненты и технологии. - 2004. - №6 - с. 38-43.
3 Давиденко Ю. Светодиодные источники белого света // Светотехника. - 2004. - №4. - с. 52-55.