Hoe Led-Lampen Werken

{h1}

Led-lampen zijn een geweldige manier om uw deel voor het milieu te doen. Bezoek WordsSideKick.com om alles te leren over led-lampen.

De gloeilamp die sinds de jaren 1800 onze huizen heeft verlicht, is officieel op zijn retour. De inefficiënte gloeilamp, die het grootste deel van zijn energie als warmte verliest, is uit de gratie geraakt met de financieel en ecologisch betrokken; vanaf 2012 kunnen ingezetenen van de VS er geen kopen, ook al willen ze [bron: Linden]. De overheid neemt de kleine energiezuigers van de markt.

De belangrijkste vervanging voor de gloeilamp is de hoogefficiënte compacte fluorescentie of CFL. De CFL heeft echter zijn eigen problemen, voornamelijk de opname van giftig kwik in het ontwerp en een vreemde, soms onaangename kleur die zelfs sommige mensen hoofdpijn bezorgt.

Voer de LED of lichtgevende diode in. LED's bestaan ​​al vele jaren - ze verlichten digitale klokken, kerstverlichting, zaklampen en verkeerslichten en ze vertellen je wanneer je een nieuw voicemailbericht op je mobiele telefoon hebt staan. Maar wat huishoudelijke verlichting betreft, zijn LED's nooit echt van de grond gekomen. Bepaalde nadelen hebben ertoe geleid dat bedrijven ze niet in een standaard, vervangende lampvorm hebben gemaakt.

In de afgelopen paar jaar zijn deze LED-vervangingslampen, van het soort dat je net in een lamp schroeft zoals je een gloeilamp doet, veel gewoner geworden, wat betekent dat een behoorlijk aantal bedrijven en een handvol huishoudens hen gebruiken.

In sommige opzichten zijn LED-lampen een perfecte technologie. Maar ze hebben nog een lange weg te gaan voordat ze de meest voordelige lamp naar keuze worden. In dit artikel zullen we ontdekken waarom. We zullen kijken hoe ze werken, waarom ze een gewenste verlichtingskeuze zijn en wat er moet veranderen voordat de rest ze gaat gebruiken in onze bedlampjes.

Laten we beginnen met de basis: hoe produceert een LED licht?

LED-lampbasis

Energie-efficiëntie is populair sinds ten minste 1918, toen deze poster werd gepubliceerd door de Amerikaanse overheid.

Energie-efficiëntie is populair sinds ten minste 1918, toen deze poster werd gepubliceerd door de Amerikaanse overheid.

Een LED is een zogenaamde "solid-state lighting" -technologie of SSL. Kortom, in plaats van licht uit een vacuüm (zoals in een gloeilamp) of een gas (zoals in een CFL) te emitteren, zendt een SSL licht uit een stuk vaste stof. In het geval van een traditionele LED is dat stuk materie een halfgeleider.

Heel eenvoudig gezegd, een LED produceert licht wanneer elektronen binnen de halfgeleiderstructuur rondbewegen.

Een halfgeleider bestaat uit een positief geladen en een negatief geladen component. De positieve laag heeft "gaten" - openingen voor elektronen; de negatieve laag heeft vrije elektronen die erin ronddrijven. Wanneer een elektrische lading de halfgeleider raakt, activeert deze de stroom van elektronen van de negatieve naar de positieve laag. Die geëxciteerde elektronen zenden licht uit wanneer ze in de positief geladen gaten stromen. (Zie Hoe Light Emitting Diodes werken voor een volledige uitleg.)

Het probleem met LED's als primaire huisverlichting is dat terwijl ze veel licht uitstralen, de structuur van een LED ervoor zorgt dat een deel van dat licht binnenin opgesloten raakt. Dus een LED-lamp is van oudsher dimmer dan een gloeilamp en de meeste mensen willen dat hun lampen en plafondarmaturen behoorlijk fel zijn.

De laatste tijd zijn LED-lampen echter helderder geworden. U kunt nu LED-vervangende lampen vinden die licht uitstralen dat overeenkomt met een gloeilamp van 60 watt, wat ze tot een levensvatbare technologie maakt voor basisverlichtingsbehoeften thuis.

En in sommige opzichten zijn ze veel meer dan haalbaar: een LED-vervangende gloeilamp met de naam GeoBulb stoot 60 watt equivalent licht uit met 7,5 watt vermogen [bron: Sundance].

En op andere manieren, minder dan haalbaar: een 60-watt-equivalente LED-lamp kost ongeveer $ 100.

Dat brengt ons bij de voor- en nadelen van LED-lampen.

Voordelen van LED-lampen

Sommige LED-lampen kunnen tot 50.000 uur meegaan.

Sommige LED-lampen kunnen tot 50.000 uur meegaan.

Hoewel je tegenwoordig geen LED's in teveel huishoudelijke verlichtingsarmaturen vindt, zijn er een paar goede redenen om ze daar in grotere aantallen te willen hebben.

Ten eerste is er het verminderde energieverbruik. De LED-methode voor het produceren van licht verliest veel minder energie om te verwarmen dan andere verlichtingstechnologieën. Het is aanzienlijk efficiënter dan de vacuüm- / filamentmethode die wordt gebruikt in gloeilampen - soms ongeveer 85 procent efficiënter; en het is zelfs ongeveer 5 procent efficiënter dan de plasma-buisbenadering van de CFL [bron: Taub].

Een enkele lamp gevuld met een gloeilamp van 60 watt verbruikt ongeveer 525 kWh elektriciteit per jaar; zet een GeoBulb LED-lamp in dat lichtarmatuur, en het jaarlijkse energieverbruik is meer als 65 kWh [bron: Sundance]. De jaarlijkse CO2 reductie is in de honderden kilo's voor een enkele lamp.

Maar energie-efficiëntie is slechts een deel van het verhaal. Het andere deel is tijdefficiëntie: u kunt 20 jaar meegaan zonder een LED-lamp te hoeven vervangen. Solid-state lampen zoals LED's zijn stabielere lichtbronnen dan gloeilampen of fluorescerende lampen, en het verschil is verrassend: een typische gloeilamp gaat ongeveer 750 uur mee; een Geobulb duurt 30.000 uur [bron: Sundance].

Sommige LED-lampen gaan tot 50.000 uur mee [bron: Linden].

Vanwege die tijdvoordeel, wordt het een beetje warmer als je in de kostenkwestie komt. Een LED-vervangende lamp van 60 watt vervangt $ 100, en zelfs de versies met een lagere uitgang, die worden gebruikt voor dingen als spotverlichting, kosten tussen de $ 40 en $ 80. Dat is in vergelijking met een gloeilamp van $ 1 en een fluorescentielamp van $ 2.

De realiteit is dat zelfs bij $ 100 voor een enkele lamp, LED's uiteindelijk geld zullen besparen, omdat je er slechts één per tien jaar of twee nodig hebt en je minder geld aan huisverlichting besteedt, wat ongeveer 7 procent van je elektriciteitsrekening [bron: groenere keuzes]. Maar de kosten vooraf zijn nog steeds vrij onbetaalbaar. Veel mensen kunnen niet duizend dollar uitgeven voor 10 gloeilampen.

Het andere primaire LED-probleem - verslechtering van de kleur van het licht tot iets blauws - is opgelost in nieuwere modellen. LED's kunnen hetzelfde zachte, witte licht produceren als een gewone gloeilamp. (Hoewel Energy Star aanbeveelt naar het Energy Star-label te zoeken bij het kopen van LED-lampen, omdat de organisatie voor kleurstabiliteit test als onderdeel van haar certificeringscriteria.)

Dus prijs is echt het enige probleem met LED-lampen op dit moment. Maar dat zou snel kunnen veranderen.

Zorgen over LED-lampen

LED's zijn klaar om de huishoudelijke verlichting over te nemen.

LED's zijn klaar om de huishoudelijke verlichting over te nemen.

LED's zijn klaar om de huishoudelijke verlichting over te nemen. Of geloof zo veel onderzoekswetenschappers en enkele grote verlichtingsbedrijven. Philips heeft bijvoorbeeld gestopt met geld steken in onderzoek en ontwikkeling van fluorescente technologieën en zet nu al zijn energie in LED's [bron: Taub]. General Electric besteedt de helft van zijn R & D-budget aan solid-state verlichting [bron: GE].

Als je kijkt naar wat de wetenschappers zeggen over LED's, ziet het er behoorlijk rooskleurig uit. Doorbraken duiken in een razend tempo op. Twee recente ontwikkelingen voorspellen een belangrijke prijsdaling in de zeer efficiënte, duurzame lampen.

Het ene heeft te maken met het probleem van het verlies van licht in het ontwerp van de lamp. Eén manier om meer van een LED-lampje vrij te geven, is door microscopische gaatjes in de behuizing te plaatsen. Het probleem is dat het maken van al die gaten tijdrovend en duur is. Een team van onderzoekers aan de Universiteit van Glasgow in Schotland heeft een nieuwe manier gevonden om dit te doen. Ze hebben ontdekt dat het gebruik van een nano-afdruk lithografietechniek de tijd en de kosten kan verlagen om miljarden gaten in kleine LED's te plaatsen.

Een ander team van wetenschappers, deze aan de Universiteit van Cambridge in Engeland, benaderde het probleem aan de aanbodzijde. Ze hebben een nieuwe, minder dure manier gevonden om gallium-nitride halfgeleidermateriaal te maken, een gemeenschappelijke basis van LED-verlichting. Op dit moment worden gallium-nitride halfgeleiders gekweekt op dure saffierwafels. De nieuwe manier maakt gebruik van siliciumwafels en heeft een dramatische verlaging van de productiekosten voor de LED's tot gevolg.

En wat meer is, deze nieuwe bollen op basis van gallium-nitride hebben een geschatte duur van 100.000 uur, zijn driemaal efficiënter dan spaarlampen en kosten per stuk minder dan $ 3 [bron: Evans]. Gallium-nitride LED-lampen zouden tegen 2012 op de markt kunnen zijn.

De verlichtingsindustrie verwacht over het algemeen dat de LED-kosten snel zullen dalen. Lighting Science Group, een bedrijf dat LED-verlichting ontwikkelt en produceert, schat binnen twee jaar een prijsverlaging van 50 procent [bron: Linden]. Bedrijven met veel meer extreme verlichtingsuitgaven en dus heel snel hun vooruitbetaalde lampuitgaven kunnen terugverdienen, zullen waarschijnlijk met een dergelijke prijsdaling naar LED's gaan. Huiseigenaren kunnen echter wachten tot de bollen de $ 3 halen waar de Cambridge-onderzoekers naar streven.

Raadpleeg de links op de volgende pagina voor meer informatie over LED-lampen en gerelateerde onderwerpen.


Video Supplement: Hoe werkt... een LED-lamp.




Onderzoek


Orkaan Harvey Bedreigt Texas Met 'Verwoestende' Overstromingen
Orkaan Harvey Bedreigt Texas Met 'Verwoestende' Overstromingen

Wat Als De Zon Half Zo Groot Was?
Wat Als De Zon Half Zo Groot Was?

Science Nieuws


Wat Is Democratie? Definitie, Typen En Geschiedenis
Wat Is Democratie? Definitie, Typen En Geschiedenis

Wetenschappers Hebben De Verantwoordelijkheid Om Zich Te Engageren (Op-Ed)
Wetenschappers Hebben De Verantwoordelijkheid Om Zich Te Engageren (Op-Ed)

Mexico En De Vs Beginnen Met Dam Worden Vrijgegeven Om Colorado River Te Herstellen (Op-Ed)
Mexico En De Vs Beginnen Met Dam Worden Vrijgegeven Om Colorado River Te Herstellen (Op-Ed)

It Takes Guts: The Yucky Way Sea Spiders Krijgen Zuurstof Naar Hun Benen
It Takes Guts: The Yucky Way Sea Spiders Krijgen Zuurstof Naar Hun Benen

Foto'S: Spectaculaire Zoutwatermoerassen Van De Oostelijke Verenigde Staten
Foto'S: Spectaculaire Zoutwatermoerassen Van De Oostelijke Verenigde Staten

WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com