تبلیغات
ENGINEERING - لامپ های LED

ENGINEERING

I come to this world,of necessity and lived amazement and will go reluctantly

 

لامپ های LED

 

نوع مطلب :اخبار فناوری های نوین ،

نوشته شده توسط:مهدی حسن پور



لامپهای LED بهترین منبع روشنایی و كاهش مصرف برق                          

                     

آلودگی‌های محیط زیست و انتشار گازهای گلخانه‌ای در فضا و هوای كره زمین سبب شده كه صنعت برق در كشورهای مختلف جهان علاوه بر اینكه به سمت انرژیهای تجدیدپذیر حركت كند در زمینه بهره‌گیری از لامپهای روشنایی جدیدی كه كمترین میزان آلودگی را دربر دارد اقدام كند. در مقاله زیر كه با طرف نوربخش صادقی رییس اداره نمایندگی سابا در مركز ارسال شده است با توجه به اهمیت مبحث مدیریت مصرف انرژی در سیستم‌های روشنایی و ابداع روشها و فناوریهای نوین در این زمینه و همین طور كارایی و دامنه كاربرد بسیار بالای آن در به كارگیری سیستم‌های جدید LED در روشنایی خانگی، تجاری، معابر و ... تهیه شده است.
با بالارفتن حرارت كره زمین، همه كشورها باید به حذف عوامل سازنده گازهای گلخانه‌ای كمك كنند، یكی از این عوامل كه باعث تولید گازهای گلخانه‌ای می‌شود، لامپ‌های معمولی یا همان لامپ‌های رشته‌ای (فیلمان‌دار) و تابان است كه به دلیل استفاده وافر در اكثر كشورهای جهان از عوامل مهم تولید گازهای گلخانه‌ای به شمار می‌آید و با درنظر گرفتن این نكته كه سهم روشنایی كه عمدتاً نیز به وسیله لامپ‌های رشته‌ای تامین می‌شود از كل مصرف الكتریسیته خصوصاً در زمان اوج مصرف چشمگیر است به عنوان مثال در ایران حدود 30 درصد از كل انرژی مصرفی و حدود 45 تا 50 درصد از مصرف پیك صرف تامین روشنایی می‌شود این موضوع را جدی‌تر نشان می‌دهد.
با توجه به این امر، بسیاری از كشورها، برنامه چند ساله‌ای را برای جایگزین كردن مدلهای دیگری از لامپ به جای لامپهای رشته‌ای كرده‌اند تا در درازمدت بتواند این نوع لامپ را حذف كرده و لامپ دیگری را جایگزین كنند كه علاوه بر حذف گازهای گلخانه‌ای از انرژی كمتری برای تولید نور بیشتر استفاده كند. البته این مساله نیاز به تغییر فرهنگ مردم در نوع استفاده از تجهیزات دارد تا رویكرد آنها به این نوع لامپ همگانی بیشتر شود. هزینه خرید اولیه بالای سایر لامپ‌ها و ارزان بودن انرژی از دلایل عمده روی آوردن بسیاری از مردم به خرید لامپهای معمولی و تابان است.
سوال این است اكنون چه نوع لامپی می‌تواند جایگزین آن شود؟ آیا آگاهی از این موضوع به تنهایی برای تغییر رویكرد استفاده‌كنندگان كافی است؟ یا اینكه این طرح جهانی نیازمند بسیج همگانی برای رشد تكنولوژی و كاهش هزینه سایر لامپها است؟
هم‌اكنون شاید تنها لامپ جایگزین كه می‌تواند گزینه مناسبی باشد، مدلهای مختلف از لامپ فلورسنت (معروف به مهتابی) است. لامپ لوله‌ای فلورسنت، لامپ كم‌مصرف و فلورسنت فشرده.


(CFL و FPL) از جمله آنها محسوب می‌شوند، اما آیا آینده از آن این نوع لامپ است؟

ممنوعیت استفاده از لامپ نور تابان در برخی از كشورها
بسیاری از كشورها، منتظر تغییر علاقه مصرف‌كنندگان نشده و قوانینی را برای حذف لامپ‌های مضر وضع كرده‌اند. در ایالت كالیفرنیا و آمریكا و كشور كانادا قانونی وضع شده كه تا سال 2012 میلادی، استفاده از هر نوع لامپ دارای نور تابان در این مناطق ممنوع خواهد شد و كاربران فرصت دارند به صورت تدریجی نوع محصولات مصرفی خود را تغییر دهند. كشور استرالیا هم مشابه این قانون را تا سال 2010 میلادی وضع كرده است. اتحادیه اروپا نیز به دنبال راهكاری برای وضع قانون جدید و كارا در این زمینه در كشورهای عضو این اتحادیه است. در نیوجرسی، مكانی كه توماس ادیسون در سال 1879 موفق به تولید الكتریسیته و روشن كردن لامپ شد قانونی وضع شده كه استفاده از لامپهای تابان (رشته‌ای) در ادارات دولتی ممنوع و تنها لامپهای فلورسنت و LED قابل استفاده خواهند بود.
لامپ‌های تابان (رشته‌ای) علاوه بر كارآیی و بازده پایین، از انرژی بالایی برای تولید روشنایی استفاده می‌كنند. به عنوان مثال یك لامپ 100 وات، روشنایی معادل یك لامپ 20 وات فلورسنت را خواهد داشت، یعنی برای تولید نور مشابه، لامپهای تابان، 5 برابر بیشتر انرژی مصرف می‌كنند.
هم‌اكنون در كشور ما نیز استفاده از لامپهای كم مصرف، فلورسنت و FPL به لامپهای تابان ترجیح داده می‌شود و طبق بخشنامه‌های جدید ارگانهای دولتی در مواقعی كه از نظر فنی محدودیتی ندارند ملزم به استفاده از لامپهای كم مصرف شده‌اند و دیگر مصرف‌كنندگان نیز می‌توانند از لامپهای كم مصرف یارانه‌ای استفاده كنند. اما استفاده از LED چندان رواج نیافته و بیشتر جنبه تزئینی دارد. حال به راستی سوال این است كه LEDها چه برتری به لامپهای فلورسنت معمولی و فشرده دارند؟ منبع اصلی نور در آینده مطمئناًَ یك لامپ یا یك چراغ حبابدار نخواهد بود بلكه می‌تواند یك میز یا یك دیوار و یا هر چیز دیگری باشد.

LED‌ها جایگزین ارزان‌تر لامپهای حباب‌دار


كشف تصادفی اخیر،‌تولید نور از LED‌ها یا دیود نورانی را به مركز جدیدی رساند. به زودی LED خواهد توانست جایگزین ارزانتر و با دوام‌تری برای لامپهای حبابدار كنونی شود.


حال سوال این است كه LED چیست؟


LED مخفف واژه LIGHT EMMTTED DIODE به معنای دیود ساطع كننده نور است. دیودهای ساطع كننده نور در واقع جزء خانواده‌ها دیودها هستند كه دیودها نیز زیرگروه نیمه هادی‌ها به شمار می‌آیند. خاصیتی كه LED‌ها را از سایر نیمه هادیها متمایز می‌سازد این است كه با گذر جریان از آنها مقداری انرژی به صورت نور از آنها ساتع می‌شود.

نسل جدید LED‌ها


سالها قبل ذرات بسیار كوچك كوانتومی ساخته شد كه این ذرات كوانتومی كریستالهایی هستند كه ابعادشان چند نانومتر بیشتر نیست و می‌توانند از 100 تا 1000 الكترون را در خود جای دهند.
این ذرات به آسانی از خود بسته‌های انرژی منتشر می‌كنند و هر قدر كوچكتر باشد بیشتر تحریك می‌شوند. هر ذره در مجموعه ویژه بوئرز به طور استثنایی كوچك و تنها شامل 33 یا 34 جفت اتم بود. هنگامیكه نور روی ذرات كوانتومی تابانده شده یا جریان برق به آنها وصل می‌شوند آنها با تولید نور از خود واكنش نشان می‌دهند و رنگهای متغیر و متنوعی ایجاد می‌كنند.
اما هنگامیكه یك پرتوی لیزری روی مجموعه‌ای از این ذرات كوانتومی تابانده شد اتفاق غیر منتظره‌ای رخ داد. ناگهان نور سفیدی تمامی میز را پوشاند و انتظار می‌رفت كه ذرات كوانتومی نور آبی منتشر كند اما این نور، نور بسیار زیبای سفیدی بود.
سپس این ذرات را با پلی اورتان شد و سطح بیرونی یك حبابت لامپ LED آبی را با آن پوشاند. هر چند ظاهر این حباب زیبا نبود اما نور سفیدی مانند لامپهای معمولی منتشر می‌كرد كه شدت آن 2 برابر و دوام آن 50 برابر یك لامپ معمولی 60 وات بود.
Led‌ها تا اواخر دهه گذشته فقط می‌توانستند سه نور آبی، سبز و قرمز تولید كنند كه به همین علت كاربردشان محدود بود.
سپس led‌هایی با رنگ آبی به بازار آمدند كه می‌توانستند نور سفید با هاله‌ای از رنگ آبی روشن كنند.
بسیاری اعتقاد دارند لامپ‌هایی كه از دیودهای ساطع كننده نور استفاده می‌كنند، یا همان LED، آینده را از دست سایر رقبا خارج خواهند كرد.
LED‌ها كه از دهه‌های گذشته در الكترونیك مورد استفاده قرار می‌گرفتند، عموماً برای نمایش خاموش یا روشن بودن نمایشگرها در لوازم مولتی مدیا مورد استفاده قرار گرفتند.
در حال حاضر LED‌ها به نحوی ساخته می‌شوند كه نور را در جهت خاصی متمركز می‌كند و به صورت چیپ‌های كوچكی هستند كه معمولاً در داخل یك شیشه‌ گنبدی شكل قرار می‌گیرند و دارای سایز چوب كبریت یا كمی بزرگ‌تر هستند و به سختی می‌شكنند.
همانطور كه گفته شد آنها در ابتدا فقط به رنگ قرمز و سبز بودند اما یك تغییر بسیار عظیم در این صنعت در دهه 90 میلادی باعث شد كه LED سفید رنگ (یا همان روشن و بدون رنگ) تولید شود. هم اكنون به آسانی با تغییر در ساختار فیزیكی و مواد تشكیل‌دهنده‌ها LED نور را در رنگها و شدت‌های مختلف و با طول موج مشخص می‌توان با رنگ كاملاً خالص تولید كرد. به عبارت دیگر می‌توان گفت منابع روشنائی دیگر دارای پرتوهای مادون قرمز و فرابنفش بوده، كه چشم غیر مسلح قادر به دیدن آن نیست و تاثیری در تامین روشنایی محیط ندارند و حتی بر روی انسان اثر منفی نیز می‌گذارند ولیكن LED‌ها فاقد این پرتوهای مضر بوده و در سلامت چشم تاثیر بسزایی دارند.
LED‌های سفید قابلیت تولید همه نوع رنگ را داشته و علاوه بر آن از انرژی بسیار كمی (در مقایسه با سایر لامپها و LED‌های قدیمی) برای تولید روشنایی استفاده می‌كنند. به همین دلیل روز به روز ابعاد استفاده از آنها گسترده‌تر شد و در مواردی كه احتیاج به علامت دادن و یا رقص نور (زدن فلاش و SOS) بود، استفاده شد.
اكنون بسیاری از شركتهای بزرگ سازنده لوازم روشنایی مخصوصاً شركتهای فعال در زمینه روشنهایی منازل بسیاری از فعالیت‌های خود را برروی‌LEDها متمركز كرده‌اند و قصد دارند روشنایی لازمه برای منازل را از LED‌ها تهیه كنند كه به نظر می‌رسد این روند تا كمتر از 5 سال آینده، باعث تغییر بسیار عمده در نوع محصولات روشنایی شود.
به طور ی كه در حال حاضر نیز اكثر لوازم روشنایی خانگی، معادل LED نیز دارند و مصرف‌كنندگان می‌توانند در صورت تمایل مشابه هر نوع كالایی را از مدل LED استفاده كنند. هر چند به نظر می‌رسد این تكنولوژی در سالهای آینده و با رشد قابل پیش‌بینی صنعت، لوازمی با روشنایی بسیار بهتر و مصرف انرژی كمتر و قیمت مناسب را به مشتریان ارائه دهد.

كاربردهای دیگر LED


همانطور كه گفته شد، دیود منتشر كننده نور كه به طور رایج LED نامیده می‌شود واقعاً قهرمان ناشناخته جهان الكترونیك است. آنها دو جین كار متفاوت انجام می‌دهند و در همه وسایل الكترونیكی یافت می‌شود اساساً LED‌ها لامپهای كم نوری هستند كه به آسانی در مدارهای الكترونیكی قرار می‌گیرند اما برخلاف لامپهای معمولی آنها فیلامانی كه بسوزد ندارند و به ویژه اینكه گرم نمی‌شوند آنها فقط با حركت الكترونها در یك ماده نیمه هادی نور می‌دهند. آنها شماره‌ها را در ساعتهای دیجیتال نشان می‌دهند، اطلاعات را از كنترل تلویزیون می‌فرستند (LED‌های مادون قرمز) و نور آنها نشان می‌دهد كه چه وقت وسایل روشن است همچنین تصاویر را روی تلویزیون‌های پلاسما نشان می‌دهند و با توجه به مصرف بسیار پایین و شدت نور بسیار عالی در انواع رنگ‌های مختلف در روشنایی و چراغ‌های خودروها كاربرد وسیعی دارند.
در حال حاضر چراغ‌های راهنمایی كه در تقاطع‌ها و خیابان‌های شهر تهران و دیگر نقاط كشور نصب شده‌اند به وسیله لامپهای 100 واتی روشن شده و به واسطه لنز رنگی كه در درون این چراغ‌ها تعبیه شده در مواقع معین به رنگ سبز، زرد و قرمز مشاهده می‌شوند، اما استفاده از این لامپ‌ها در چراغ‌های راهمنایی كه اصطلاحاً به آن ”لامپ‌های رشته‌ای ترافیكی“ اطلاق می‌شود، مصرف بسیار زیاد برق و عمر محدودی را به همراه دارد كه در همین زمینه نصب فانوس‌های LED در چراغ‌های راهنمایی به منظور صرفه‌جویی در مصرف برق و كاهش خطای دید رانندگان در دستور كار قرار گرفته است.
مصرف برق به میزان یك دهم لامپ‌های معمولی 100 وات، عمر بالا تا 5 سال با گارانتی، بدون نیاز به تعمیر، نوردهی بسیار زیاد در مقایسه با لامپ‌های معمولی، جلوگیری از بروز تصادفات به دلیل خطای دید رانندگان و مهم‌تر از همه حذف لنز رنگی داخل چراغ‌ها را از جمله مزیت‌های استفاده از فانوس LED در چراغ‌های راهنمایی می‌توان نام برد. با استفاده از فانوس‌های LED در چراغ‌های راهنمایی به دلیل این كه صفحه اصلی چراغ‌ها كاملاً بی‌رنگ هستند، در هنگام خاموش بودن به رنگ سفید دیده می‌شوند و در زمان روشن شدن به دلیل نوردهی بالا، احتمال خطای دید رانندگان را به صفر می‌رساند و درصد ایمنی آنها در هنگام رانندگی افزایش می‌یابد به این ترتیب تشخیص روشن یا خاموش بودن چراغ سبز یا قرمز برای رانندگان كاملاً آسان و بدون طخا خواهد بود كه خوشبختانه در سطح شهر تهران و اغلب شهرهای كشور فرایند تجهیز تقاطع‌ها به این سیستم جدید در حال اجراء است.
از سوی دیگر با توجه به اینكه LEDها قابلیت تغذیه هم با جریان AC و هم جریان DC با مصرف كم را دارد، لذا می‌تواند از منابع انرژی خورشیدی و یا باطری نیز جهت تامین نیروی خود استفاده كنند.
همچنین در حال حاضر در روشنائی معابر، خیابانها و جاده‌ها، تزئین و زیباسازی معابر و پلها و مكانهای مختلف استفاده از این منابع روشنائی با توجه به هزینه بالای تعمیر و نگهداری منابع روشنائی سنتی در این مكانها و طول عمر بالا و صرفه‌جویی انرژی تا 90 درصد ، توجیه فنی و اقتصادی استفاده از LED‌ها را بسیار بیشتر می‌كند.

قیمت بالای LED


تنها عیب LED‌ها قیمت نسبتاً بالای آن است. قیمت LED با توجه به نوع، كیفیت نور، توان خروجی و ... متفاوت است و در هر صورت قیمت بالاتری نسبت به معادل منابع روشنائی فلورسنت یا رشته‌ای خود دارد اما بدیهی است با همه گیر شدن آن و افزایش تقاضا. كاهش قیمت شدیدی را خواهد داشت كه در نتیجه استفاده از آن را مقرون به صرفه‌تر خواهد كرد.
از دیگر فواید LED‌ها در روشنائی خانگی می‌توان به اندازه كوچك آن اشاره كرد كه با قرارگیری چند عدد از آن بر روی برد الكترونیك، نور كافی را تولید می‌كنند. بزرگترین فایده این سایز كوچك، مانند لامپهای هالوژنی قرارگیری آن در فرورفتگی‌های سقف ساختمان، با اندازه دلخواه است و به این ترتیب افراد می‌توانند طراحی منزل و روشنایی آن را به صورت دلخواه انجام دهند، در حالیكه لامپهای تابان و به ویژه لامپهای فلورسنت دارای سایز نسبتاً بزرگ و غیر قابل انعطافی هستند و فضای زیاد و همواری را برای نصب لازم دارند.
اما بزرگترین برتری LED عمر مفید آن است. LED‌ها 50 هزار ساعت عمر مفید دارند در حالیكه عمر مفید لامپهای تابان تنها 1000 ساعت و در نهایت عمر مفید فلورسنت‌ها، 10000 ساعت است. این برتری LED باعث می‌شود كه بسیاری از افراد آینده‌نگر استفاده از آن را در دستور كار خود قرار دهند، زیرا طول عمر زیاد، نور تولیدی روشن و واضح آن باعث می‌شود كه در هزینه‌های صرفه‌جویی شود. عدم احتیاج به تعویض در كوتاه مدت (حداقل 5 برابر بیش از فلورسنت‌ها) باعث صرفه‌جویی بسیار در وقت مصرف‌كنندگان نیز می‌شود. یكی دیگر از برتری‌های آنها مصرف بسیار پائین انرژی است كه باعث تولید گرمای بسیار كم در اطراف لامپ و اشاعه آن به محیط است كه می‌تواند فواید زیادی داشته باشد. كه با توجه به دامنه كاربرد دمائی از 40- تا 85 درجه سلسیوس كه یكی از مزایای عمده این منابع روشنایی است، صنایع برودتی و به ویژه كارخانه‌های یخچال‌سازی یكی از مصرف‌كنندگان LED هستند و از آن در داخل دستگاههای خود استفاده می‌كنند، زیرا گرمای كم تولیدی آن، سرمای داخل دستگاه را از بین نمی‌برد. یكی دیگر از فواید LED عدم تولید زهر سمی و كشنده جیوه است كه توسط لامپهای تابان و كمی هم فلورسنت‌ها تولید می‌شود.
با توجه به موارد گفته شده بسیاری از مصرف‌كنندگان می‌توانند با پرداخت یك هزینه اولیه نسبتاً بالاتر، تا مدتها از نور LED استفاده كرده و زمانی را صرف تعویض یا تعمیر آن نكنند. تولیدكنندگان لوازم روشنایی درجه یك در جهان نیز در حال حاضر تولیدات زیادی را در این زمینه ارائه داده‌اند كه از جمله آنها شركت آلمانی اسرام است. (اسرام، زیرمجموعه شركت زیمنس آلمان است).
همانطور كه گفته شد سهم روشنایی از كل مصرف الكتریسیته خصوصاً در زمان اوج مصرف چشمگیر است به نحوی كه در كشور حدود 30 درصد از كل انرژی مصرفی و حدود 45 تا 50 درصد از مصرف پیك صرف تامین روشنایی می‌شود.
میزان فروش انرژی الكتریكی در سال 85 برابر با 144598 میلیون كیلووات ساعت است كه با درنظر گرفتن حداقل 30 درصد سهم روشنائی و با جایگزینی 20درصد از مصارف روشنایی با لامپ‌های LED و صرفه‌جویی به طور متوسط 80% (70 تا 90 درصدی) طرح، میزان صرفه‌جوئی به عمل آمده برابر با 6941 میلیون كیلووات ساعت در یك سال است در حالی كه مجموع تولید نیروگاه اصفهان در یك سال برابر با 5248 میلیون كیلووات ساعت است.


BHW
پنجشنبه 24 فروردین 1396 10:27 ب.ظ
excellent points altogether, you just gained a brand new
reader. What could you recommend in regards to
your put up that you just made a few days ago? Any sure?
manicure
چهارشنبه 16 فروردین 1396 11:35 ب.ظ
Great post.
BHW
چهارشنبه 16 فروردین 1396 03:41 ب.ظ
Great post.
manicure
سه شنبه 15 فروردین 1396 10:38 ب.ظ
This website was... how do you say it? Relevant!!
Finally I've found something that helped me.
Many thanks!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


پروژه شنبه 24 دی 1390
مسیریاب جمعه 20 آبان 1390
طرز ساخت فیبر مدار چاپی به روش اسید کاری پنجشنبه 30 تیر 1390
ربات مسیر یاب پنجشنبه 2 تیر 1390
انتقال بی سیم انرژی سه شنبه 27 اردیبهشت 1390
نیروگاه های بخاری چهارشنبه 14 اردیبهشت 1390
استفاده از نانوالیاف پلیمری برای تولید انرژی سه شنبه 13 اردیبهشت 1390
ایران فناوری استفاده از سلول‌های خورشیدی برای تأمین برق منازل را دارد سه شنبه 13 اردیبهشت 1390
صفحه نمایش‌های OLED جدید براساس گرافن سه شنبه 13 اردیبهشت 1390
نیروگاه سیکل ترکیبی خورشیدی یزد جمعه 9 اردیبهشت 1390
لامپ های LED جمعه 9 اردیبهشت 1390
فنرهای نانولوله ای با قدرت ذخیره انرژی بالا ابداع شد جمعه 9 اردیبهشت 1390
باتری های هسته ای ریز برای ابزارهای الكتریكی ساخته شد جمعه 9 اردیبهشت 1390
زباله های ناپل برق تولید می كند جمعه 9 اردیبهشت 1390
شهادت آب پنجشنبه 8 اردیبهشت 1390
مقره چهارشنبه 7 اردیبهشت 1390
تاریخچه ساخت ترانسفور ماتور قدرت خشك چهارشنبه 7 اردیبهشت 1390
ژنراتور چهارشنبه 7 اردیبهشت 1390
تصاویر شگفت‌انگیز ناسا از سطح مریخ سه شنبه 6 اردیبهشت 1390
مختصری از نانو دوشنبه 5 اردیبهشت 1390
لیزر دوشنبه 5 اردیبهشت 1390
آیین‌نامه ایمنی‌تاسیسات‌لكتریكی‌بااتصال‌به‌ زمین‌ دوشنبه 5 اردیبهشت 1390
تابلوی روان یکشنبه 4 اردیبهشت 1390
مراسم آتش زدن خیمه در ظهر عاشورا در حرم سلطان سید جلال الدین اشرف جمعه 2 اردیبهشت 1390
زندگی نامه و بیوگرافی دكتر محمد معین جمعه 2 اردیبهشت 1390
گردش گری آستانه اشرفیه جمعه 2 اردیبهشت 1390
با آستانه اشرفیه بیشتر آشنا بشیم جمعه 2 اردیبهشت 1390
موتور و درایور پنجشنبه 1 اردیبهشت 1390
زبان تخصصی---بخش اول شنبه 20 فروردین 1390
ترانسفورماتور شنبه 20 فروردین 1390
لیست آخرین پستها