Какими будут светильники будущего , и какую пользу они смогут принести? Предлагаем обзор вероятного развития светодиодных и других технологий для создания систем света.

Как изменится домашнее освещение?

Самыми современными источниками света считаются светодиодные . Однако ученые прогнозируют, что в будущем LED-лампы лишатся цоколей и патронов. В них просто не будет необходимости – светодиоды способны служить долго, а со временем срок их службы будет намного срока эксплуатации светильников.

Кроме того, ожидается еще большее развитие интеллектуальных систем света. Светодиодные лампы будут сигнализировать о возгораниях, аварийных ситуациях, и работать как указатели для эвакуации даже при отключенной электроэнергии. Использование LED-освещения будет актуально для лиц с ограниченными возможностями. Например, человек с нарушениями слуха поймет по световым сигналам о звонке во входную дверь или о необходимости выключить плиту на кухне.

Лампы будущего – какие, кроме светодиодов?

LED-технологии совершили прорыв в освещении. Долговечные, энергоэкономичные и стабильно работающие светодиоды позволили создать новые формы осветительных приборов, а традиционным – обеспечить практичность и долгий срок службы.

Однако лампы будущего – не обязательно светодиодные источники света. Ученые уже объявили о создании углеродных нанотрубок (CNT). Считается, что такие источники будут функциональны и надежны, как светодиодные лампы, но смогут потреблять в 100 раз меньше электроэнергии. Пока новая разработка уступает диодам в яркости, но исследователи уверяют, что со временем этот недостаток будет устранен.

Еще одна технология светильников будущего – электролюминесцентные полимеры (FIPEL). Устройства будут представлять собой пластиковые светильники и лампы, устойчивые к механическим повреждениям и способные работать практически вечно. Достоинства технологии аналогичны со светодиодами – долгий срок службы, малая выработка тепла и отсутствие токсичных веществ. Однако электролюминесцентные полимеры дешевы в производстве, чем светодиоды пока похвастаться не могут.

Будущее светодиодов – что ждать от развития LED-технологий?

Однако большинство производителей склонно делать ставку на LED-технологии. Это подтверждает государственное финансирование программ в этой сфере, утвержденное в разных странах. Например, в США принята программа National Lighting Initiative, на исследования в которой планируется потратить более миллиарда долларов за 11 лет. Главная задача ученых – увеличить производительность белых светодиодов. Исследователи уверены, в будущем светодиоды станут способны создавать поток света в 150 Лм/Вт, а экономия электроэнергии достигнет 1100 ТВт/час ежегодно.

Будущее домашнего освещения

• Энергия и элементы питания

Традиционные лампы накаливания с вольфрамовой нитью прослужили человечеству более 120 лет. Компактные люминесцентные (энергосберегающие) лампы были запатентованы в 1984 году, а в обиход вошли лишь десять лет назад.

По всей видимости и те и другие скоро отправятся на покой - с достаточно большой вероятность можно сказать, что уже в ближайшее время для бытового освещения в основном будут использоваться светодиоды.

С момента создания первого светодиода (LED) прошло уже пятьдесят лет. Сначала светодиоды назывались «Свет Лосева» (Losev Light) по имени советского физика Олега Лосева, в 1923 году обнаружившего электролюминесценцию полупроводникового перехода. Первым появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились жёлтые и зелёные светодиоды. Cиний светодиод был создан в 1971 Яковом Панчечниковым в компании RCA, но он был чрезвычайно дорог. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешёвый и яркий синий светодиод.

Ещё 20 лет назад считалось, что белый светодиод создать невозможно, однако, после появления синего светодиода стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB), а в 1996 году появились первые белые люминофорные светодиоды. В них свет ультрафиолетового или синего светодиода преобразуется в белый с помощью люминофора. К 2005 году световая эффективность светодиодов достигла значения 100 лм/Вт и более. Это позволило начать использовать светодиоды для освещения, ведь светодиод является одним из самых экономичных источников света - он в 6-10 раз эффективней лампы накаливания.

Сегодня светодиоды достигли такого качества и яркости, что они могут полноценно заменять лампы накаливания, причём если используются хорошие светодиоды, разницу в освещении заметить невозможно.

Сейчас в большинстве магазинов, торгующих лампочками, на полках уже есть светодиодные лампочки «ретрофиты» под стандартные цоколи E27, E14 и другие. Через пять лет таких лампочек на полках магазинов будет большинство, однако эта ветвь тупиковая. Конечно, такие лампочки ещё долго будут производиться, но будущее не за ними.

Будущее за светодиодными светильниками в которых не будет никаких патронов и цоколей. Хорошие светодиоды живут достаточно долго, поэтому необходимость в их замене отпадает.

Промышленность очень инерционна, однако уже сейчас можно купить офисные светодиодные светильники - аналоги стандартных светильников на люминесцентных лампах-трубках. Причём стоимость этих светильников уже не сильно превышает стоимость светильников на люминесцентных лампах. К примеру, хороший квадратный светодиодный светильник для подвесного потолка с мощностью 32W, заменяющий светильник на четырёх лампах по 18W, стоит всего 2000 рублей. Дешёвый можно найти и за 1200. При том что обычный светильник в комплекте с лампами стоит около 1000 рублей.

По таким же ценам появились светодиодные светильники, заменяющие светильники на люминесцентных лампах-трубках 2x36w.

Начинают появляться светильники, которые можно использовать в помещениях общего пользования. К примеру, вот такой светодиодный светильник, мощностью 22W, имеет яркость 1800 лм и может заменить светильник с двумя лампами накаливания по 75W. При этом стоит он чуть больше 1000 рублей.

А вот светодиодных люстр для жилых комнат пока практически нет, но они обязательно появятся. Возможно, дизайн люстр в связи с этим будет радикально меняться, впрочем нет никаких проблем сделать люстру на светодиодах с вполне традиционным дизайном.

Предполагаю, что довольно скоро продажи любых лампочек станут минимальными - все будут покупать готовые светодиодные светильники и лампочки будут не нужны.

На этом можно было и закончить, но я, пожалуй, тезисно объясню некоторые моменты и возможно отвечу на вопросы, которые могли у вас появится.

Лампа накаливания крайне неэффективна - лишь 5% энергии, приложенной к ней, превращается в свет. 95% - в тепло. К тому же она недолговечна - среднее время работы 1000 часов.

Компактная люминесцентная (энергосберегающая) лампа в пять раз эффективнее лампы накаливания, но у неё множество недостатков: лампа содержит ртуть и представляет реальную опасность для здоровья, если разобьётся; лампа медленно разгорается, а на морозе делает это ещё медленнее; часто лампа имеет неестественный, неприятный для глаз цвет освещения, лампа не позволяет регулировать свою яркость (очень редко встречаются диммируемые КЛЛ, но минимальный уровень яркости у них довольно высок); лампа недолговечна (обычно 8000 часов) и в процессе работы деградирует.

В продаже уже есть светодиодные лампы под стандартные цоколи (ретрофиты), которыми можно полноценно заменить лампы накаливания без ухудшения качества освещения. Эти лампы не мерцают, имеют комфортный цвет и достаточную яркость. При той же яркости их мощность, как правило, в восемь раз ниже мощности ламп накаливания.

Считаю важным заметить, что хоть все эти лампы изготовлены в Китае, почему-то они не продаются в китайских интернет-магазинах. А то, что там продаётся, в подавляющем большинстве имеет очень низкое качество и заниженную мощность. Ни одна из двух десятков светодиодных ламп, купленных мной в китайских интернет-магазинах, не имела достаточного качества для применения в жилых помещениях. Эти лампы мерцали, имели недостаточную яркость, некомфортный цвет. Категорически не рекомендую покупать лампы там.

Производители светодиодных ламп-ретрофитов под стандартные цоколи вынуждены идти на многие компромиссы - в стандартный цоколь нужно как-то запихнуть драйвер (источник питания для светодиодов), да ещё и обеспечить необходимое охлаждение светодиодам. Конечно же, если не быть стеснённым в размерах (в случае светильника) всё это можно сделать проще, лучше и дешевле.

Уверенно можно утверждать, что ближайшее будущее искусственного освещения будет связано с развитием «умных» систем на основе светодиодных светильников и систем управления светом. В дальнейшем наверняка появятся и новые более совершенные и эффективные технологии, но на сегодняшний день нет другой альтернативы светодиодам по эффективности и практичности.

Конструкция мощного (от 1 Вт) светодиода

В отличие от чрезвычайно неэффективной лампы накаливания, которая лишь 5% энергии электрического тока превращает в свет, остальное – на нагрев, светодиоды имеют очень высокую световую эффективность, их светоотдача в 6-10 раз больше, чем у лампы накаливания. К тому же, лампа накаливания недолговечна - её среднее время работы – 1 000 часов. Аналогичный средний показатель у светодиодов – 50 000 часов.

Преимущества и недостатки светодиодов как источников света

Развитие технологии и производства светодиодов идёт настолько быстрыми темпами, что уже в ближайшее время многие из указанных недостатков будут полностью преодолены, либо их влияние значительно снизится.

Полезные советы при применении светодиодных светильников

Установка в местах, где освещение требуется постоянно или длительное время

Сохраняйте чек в течение всего гарантийного срока (светодиодные светильники достаточно надёжные приборы, но относительно дорогостоящие приборы)

Что придёт на смену светодиодным светильникам?

Светодиоды имеют ряд очевидных преимуществ по сравнению с другими источниками искусственного света, но даже они не лишены своих недостатков – нет предела совершенству. Новые технологии, которые придут на смену светодиодам, позволят сделать источники света дешевле, ярче, надёжнее.

Нанотрубки

Несмотря на то, что светодиоды сравнительно недавно применяться в повседневной жизни, специалисты уже объявили о технологии, которая придёт им на смену. Речь идёт об углеродных нанотрубках (CNT), которые могут стать преемниками светоизлучающих диодов – они функциональны, надёжны, эстетичны и обеспечивают необходимый уровень освещения. Исследователям удалось изготовить источник света с энергопотреблением всего 0,1 Вт, что в 100 раз меньше, чем у стандартных светодиодных светильников! Внешний вид нового устройства напоминает трубку кинескоп старого телевизора, только меньшего размера. Экран располагается в полости, из которой предварительно откачивают воздух, а к нему подведены нанотрубки, обеспечивающие подачу электроэнергии. На приспособление воздействует электрическое поле, в результате чего трубки выводят пучки энергии на экран, что заставляет его светиться.

Источники полевой эмиссии электронов привлекают внимание учёных благодаря способности генерировать пучки электронов в тысячу раз более интенсивные, чем те, что излучаются обычными нагреваемыми катодами, действующими подобно спиралям в лампах накаливания. Соответственно, полевая эмиссия позволяет с меньшими затратами энергии получать более направленный и лучше контролируемый поток электронов. По яркостной эффективности новинка уступает обычным светодиодам, однако исследователи уверены, что это дело времени. Кроме того, изделие уже превосходит органические светодиоды, обеспечивающие эффективность в 40 лм/ватт. Важнейшим преимуществом специалисты называют низкую себестоимость таких изделий, а также простоту их создания. Время покажет, насколько быстро данная технология может быть применена в повседневной жизни.

Электролюминесцентные полимеры (FIPEL)

Это ещё одна разработанная учёными технология, которая может прийти на смену существующим источникам света – пластиковые лампы и светильники, которые не бьются, не мерцают и, как сообщается, будут работать почти вечно. Эти лампы примерно в два раза эффективнее люминесцентных и, наверняка, станут более эффективными, чем светодиодные. Новые лампы основаны на технологии электролюминесцентных полимеров или FIPEL. Технология FIPEL достаточно старая, предполагает прохождение электричества через полимерные покрытия. Интенсивность излучения не достаточная, чтобы использовать пластик, как лампочки, но полимер дополнен углеродными нанотрубками, что позволило учёным увеличить яркость излучаемого света примерно в пять раз.
Новое устройство состоит из трёх слоёв полимерного материала с углеродными нанотрубками, которые расположены между диэлектрическими слоями. При прохождении электричества электроны возбуждают электролюминесцентный полимер и он начинает генерировать свет. Легирование углеродных нанотрубок увеличивает количество излучаемого света, применяются и другие технические решения, улучшающие свойства материалов.
Экспериментальный источник света FIPEL проработал в течение десяти лет. Одной из вероятных причин такой живучести является то, что FIPEL производит малое количество тепла – почти вся электрическая энергия преобразуется в свет.
Пластиковые трубы являются очень дешёвыми в производстве и не содержат ртути и других токсичных веществ, а качество света, излучаемого лампой FIPEL оптимально и почти идеально соответствует солнечному спектру.

Доклад лампы будущего светодиоды 7 класс

Ответы:

Технология светодиодного освещения сегодня является одним из наиболее перспективных и популярных видов освещения. Рынок светотехники это направление захватывает стремительно – сегодня его распространенность достигает около 20% и растет буквально с каждым годом. В чем причина его популярности? Прежде всего, в его экономичности по сравнению с другими видами освещения, что сегодня является основной тенденцией. Световая отдача светодиодов составляет 132 люменов на 1 ватт – это примерно столько же, сколько отдают натриевые лампы, и почти в 5 раз больше, чем светоотдача обычных ламп накаливания. Экономия очевидна. Срок службы светодиодных ламп также превышает срок службы обычных – он более, чем в 60 раз выше, чем срок годности ламп накаливания и в 6 раз выше, чем срок службы привычных люминесцентных ламп. В эстетическом плане светодиоды снова в лидерах: для того, чтобы с их помощью достичь разнообразных спектральных характеристик освещения, не обязательно использовать светофильтры, как это делается при применении ламп накаливания. Светодиоды отличаются абсолютно безопасностью в процессе эксплуатации, а также обладают сравнительно небольшими размерами и отличаются высоким уровнем прочности. Они не выделяют опасные для здоровья пары ртути, как это происходит при использовании других видов ламп, и получить отравление этим вредным веществом невозможно как во время переработки ламп, так и при их использовании в быту. Также светодиоды отличаются небольшим инфракрасным и ультрафиолетовым излучением и низким уровнем выделения тепла.

Световые диоды - это низковольтные электролюминесцентные устройства, которые излучают свет при прохождении электронов через элементарный p-n-переход. Излучение света возникает при инжекции сквозь p-n-переход неосновных носителей. Диоды можно возбуждать постоянным, переменным и импульсным напряжением.

Диодная лампа содержит предназначен для притягивания электронов, которые выделяет катод, на анод всегда подается положительное напряжение. При подаче электрического тока на контакты лампы между анодом и катодом образуется электрическое поле, оно помогает вылетевшим из катода электронам (такие электроны называют свободными) продвигаться в сторону анода. В настоящее время светодиодные лампы - это наиболее перспективное направление развития светотехники и источников света. Диодные лампы заменяют лампы накаливания и галогенные, начинают создавать конкуренцию даже энергосберегающим.

Диодная лампа имеет свои Главным ее достоинством является низкое электропотребление. Оно примерно в десять раз ниже, чем у и примерно в три раза ниже, чем у люминесцентной. Небольшое потребление электрического тока обусловлено тем, что мощность диодных ламп довольно низкая.

Вторым достоинством считается большой срок эксплуатации - 100 000 часов, или 11 лет беспрерывной работы. Следующее достоинство: диодная лампа практически безвредна, она не содержит ртути и проста в утилизации. В связи с тем что в процессе работы диодные лампы практически не нагреваются, они считаются пожаробезопасными, поэтому их можно применять в местах с плохой вентиляцией, например в подвесных потолках. Достоинством приборов считается их высокая механическая прочность, им даже не страшны падения с высоты, и все это благодаря материалам, из которых они изготавливаются.

Недостатков у светодиодных ламп больше, чем достоинств. Главным недостатком является очень высокая цена. Например, бытовые диодные лампы мощностью 9-10 Вт будут стоить до 2000 рублей, а офисного типа (потолок «Армстронг») - от 5000 рублей. Второй недостаток: заявленные производителями 100 000 часов беспрерывной работы на практике показывают гораздо меньший срок эксплуатации. Это происходит оттого, что существует эффект деградации кристаллов светодиода. Производитель же дает гарантию на свою продукцию 3-5 лет. Учитывая, что окупается через 5 лет, то можно потерять свои деньги. Следующим недостатком является узконаправленный свет и неприятный спектр свечения.

Нашли свое применение и в автомобилестроении. С 1990-х годов автопроизводители начали использовать светодиоды в автомобильных фарах, в стоп-сигналах, указателях поворотов, в габаритах, в освещении салона и панели приборов и т. д. Диодные лампы для автомобиля имеют различный спектр свечения: от красного до голубого. Сейчас многие производители выпускают для автомобилей разных моделей светодиоды высокого качества, это открывает огромные возможности при тюнинге машины.