Энергоэффективность светодиодного освещения
Автор: Галимуллин Нияз Раисович
Рубрика: 5. Энергетика
Опубликовано в
Дата публикации: 01.02.2019
Статья просмотрена: 118 раз
Библиографическое описание:
Галимуллин, Н. Р. Энергоэффективность светодиодного освещения / Н. Р. Галимуллин. — Текст : непосредственный // Актуальные вопросы технических наук : материалы V Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, февраль 2019 г.). — Санкт-Петербург : Свое издательство, 2019. — С. 29-30. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/324/14826/ (дата обращения: 30.10.2024).
Во времена нашего века инноваций и прогресса технологии стремительно развиваются во всевозможных направлениях. Лампа накаливания (в простонародье именуемая как «лампа Ильича») и сменившая её люминесцентная (энергосберегающая) лампа, постепенно уходят в прошлое. На замену им приходят усовершенствованные LЕD –лампы.
В последние годы мы стали свидетелями достаточно стремительного развития и революционного совершенствования твердотельных полупроводниковых источников света. Еще недавно светодиоды были всего лишь устройствами индикации, а сегодня это уже высокоэффективные источники света.
В своей статье я расскажу о достоинствах тех ламп, которые в ближайшее время повсеместно заменят энергосберегающие лампы и лампы накаливания, постепенно уходящие на «второй план» из-за своей моральной старости. Постараюсь достаточно подробно разобрать некоторые самые главные достоинства светодиодных ламп — их экономичность и энергоэффективность.
Светодио́д, или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-еmitting diоdе, LЕD) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.
Рис.1. Светодиодная лампа
Для того, чтобы понять, как работает светодиод, рассмотрим подробнее его устройство. Светодиод имеет два вывода — анод и катод. На катод помещен алюминиевый параболический рефлектор (отражатель). Со стороны он выглядит как чашеобразное углубление, на дне которого располагается светоизлучающий кристалл. Активный элемент — полупроводниковый монокристалл — практически во всех современных светодиодах используется в виде кубика (чипа) размерами 0,3х0,3х0,25 мм, содержащего р-n или гетеропереход, а также омические контакты. Кристалл имеет соединение с анодом при помощи перемычки из проволоки. Оптически прозрачный полимерный корпус, являющийся одновременно фокусирующей линзой вместе с рефлектором, определяет угол излучения (диаграмму направленности) светодиода.
В основе любого светодиода заложен электронно-дырочный переход (р-n) [1]. При пропускании электрического тока через р-n переход мы можем наблюдать оптическое излучение. Напомню, р-n переход — это своеобразный «кирпич» полупроводниковой электронной техники, представляющий соединенные вместе два куска полупроводника с разными типами проводимости (один с преобладанием электронов — n тип, второй с преобладанием дырок — р тип).
Существенным и самым основным достоинством LЕD-ламп является их высокая энергоэффективность, т. е. достаточно низкое потребление электрической энергии при значительно высоком уровне освещённости. Для расчета энергоэффективности светодиодной лампы сравним её показатели с люминесцентной лампой и лампой накаливания.
Для примера рассмотрим освещение комнаты в обычной квартире. Я использую люстру с 5-ю обычными лампами по 60 Вт. Если я хочу поменять их на энергосберегающие (люминесцентные), то мне придется приобрести лампы на 12 Вт, в свою очередь аналогичные светодиодные лампы рассчитаны на 5–6 Вт.
Сравним затраты на электроэнергию и расходы на приобретение трёх видов ламп: люминесцентной (энергосберегающей), лампой накаливания и светодиодной (LЕD) лампой.
Средняя стоимость данных ламп в магазинах г. Казани:
— качественная лампа накаливания мощностью 60 Вт — 35 рублей
— энергосберегающая, аналогичная 60 Вт, на 12 Вт — 155 рублей
— светодиодная 5 Вт — до 500 рублей.
Стоимость одного кВт/час составляет около 3 рублей. В день моя люстра горит около 6 часов. В год получаем 6 х 365 = 2190 часов.
Потребляемая лампами электроэнергия в год:
— накаливания — 2190 х 60 Вт = 131400 Вт/час =131,4 кВт/час
— энергосберегающая — 2190 х 12 = 26280 = 26,2 кВт/час
— светодиодная — 2190 х 5 = 10950 = 10,9 кВт/час
Исходя из этого, рассчитываем стоимость потребляемой электроэнергии в год:
— накаливания 131,4 х 3 (стоимость одного кВт/час) = 394,20 рублей
— энергосберегающая 26,2 х 3 = 78,60 рублей
— светодиодная 10,9 х 3 = 32,70 рублей
Так как я использую люстру с 5-ю лампочками, то данные цифры мы увеличиваем в 5 раз. Тем самым получаем выгоду примерно 1800 рублей.
Вывод
В результате проведенных вычислений показано, что LЕD лампы являются перспективными для применения в системах освещения не только в быту, но и в различных отраслях промышленности. Благодаря финансовой выгоде светодиодные лампы целесообразно применять на производствах масштабного уровня, где свет необходим круглые сутки.
Литература:
- «Физические процессы в р-n-переходе». М.: МИЭМ, 2009. Лысенко А. П.
- Светодиоды — новые технологии рынка освещения [Электронный ресурс]. — Режим доступа: httр://www.lеdmir.ru/рubliс_01.htm. — Дата доступа: 06.01.2019
- Наиболее перспективные области применения светильников на светодиодах в освещении объектов жилищно-коммунального хозяйства [Электронный ресурс] / Ю. Б. Айзенберг [и др.]. — Режим доступа: httр://www.lеdmir.ru/рubliс.htm. — Дата доступа: 05.01.2019
- «Современные светодиоды». Издательство Радиософт, 2013. Юшин А. В.
Похожие статьи
STEAM-технологии в работе учителя-логопеда
Сегодняшний мир не похож на вчерашний, а завтрашний — не будет похож на сегодняшний! Динамично развивающиеся технологии внедряются во все сферы жизнедеятельности человека. Современные технологии коррекции речевых нарушений в настоящее время считаются...
Перспективы использования технологий информационного моделирования зданий в России
Принципиально новый подход к дизайну появился в шестидесятых годах двадцатого столетия. Это связано с созданием и распространением персональных компьютеров. В тех же шестидесятых годах начали появляться первые программы для моделирования, а уже в сем...
История возникновения утюга. Исследование трудоемкости и качества глажки старинными и современным утюгом
В современном обществе сегодня выглядеть аккуратно и опрятно является нормой и не составляет большого труда. В каждом доме есть множество электробытовых приборов, значительно облегчающих жизнь человека. Одним из таких предметов является утюг. Уже в д...
Совершенствование приборов для улучшения жизни слабовидящих
Зрение — это удивительный дар, но, к сожалению, не все люди могут наслаждаться им. Но в век развития информационных технологий технический прогресс хорошо помогает людям с ограниченными возможностям и у слабовидящих есть возможность использовать не т...
Технология «ТРИЗ» (теория решения изобретательских задач) как фактор развития творческих способностей дошкольника
Современное общество предъявляет новые требования к системе образования порастающего поколения и в том числе — дошкольному образованию. Согласно вступившему в силу ФГОС, одной из первостепенных задач воспитания и обучения в дошкольных учреждениях явл...
Влияние информатизации на процесс преподавания в высшем учебном заведении
В современной высшей школе все более остро встает проблема падения интереса к лекции. За долгую историю существования эта форма обучения уже переживала подобный спад, однако, в условиях стремительного развития информационных технологий и лавинообразн...
3D принтер — технология будущего
В данной статье речь пойдет о новой технологии создания объектов и предметов — 3D принтере. Описывается история возникновения, указываются основные принципы и технологии работы устройства. Проводится исследование применения 3D принтера в Ростове-на-Д...
Будущее и настоящее СБИС
В представленной статье рассмотрен функционал и дальнейшее развитие сверхбольших интегральных микросхем (СБИС). Здесь говорится о классификации СБИС, и об их значимости в современном мире, проанализированы существующие технологии проектирования микро...
Искусственный интеллект для бизнеса: трансформация эффективных запросов в реальные продажи
Быстрое развитие информационных технологий вызывает трансформацию всей экономики и, прежде всего, финансово-банковского сектора. В результате на рынке появляются совершенно новые финансовые продукты, отвечающие требованиям нового поколения людей и ин...
Обзор современных нейронных сетей и их интеграция в жизнь человечества
Прогресс человечества не стоит на месте. Это касается и области информационных технологий. С каждым днем специалисты данной области создают и придумывают все более сложные и совершенные методы, машины и способы обработки информации. Данная статья опи...
Похожие статьи
STEAM-технологии в работе учителя-логопеда
Сегодняшний мир не похож на вчерашний, а завтрашний — не будет похож на сегодняшний! Динамично развивающиеся технологии внедряются во все сферы жизнедеятельности человека. Современные технологии коррекции речевых нарушений в настоящее время считаются...
Перспективы использования технологий информационного моделирования зданий в России
Принципиально новый подход к дизайну появился в шестидесятых годах двадцатого столетия. Это связано с созданием и распространением персональных компьютеров. В тех же шестидесятых годах начали появляться первые программы для моделирования, а уже в сем...
История возникновения утюга. Исследование трудоемкости и качества глажки старинными и современным утюгом
В современном обществе сегодня выглядеть аккуратно и опрятно является нормой и не составляет большого труда. В каждом доме есть множество электробытовых приборов, значительно облегчающих жизнь человека. Одним из таких предметов является утюг. Уже в д...
Совершенствование приборов для улучшения жизни слабовидящих
Зрение — это удивительный дар, но, к сожалению, не все люди могут наслаждаться им. Но в век развития информационных технологий технический прогресс хорошо помогает людям с ограниченными возможностям и у слабовидящих есть возможность использовать не т...
Технология «ТРИЗ» (теория решения изобретательских задач) как фактор развития творческих способностей дошкольника
Современное общество предъявляет новые требования к системе образования порастающего поколения и в том числе — дошкольному образованию. Согласно вступившему в силу ФГОС, одной из первостепенных задач воспитания и обучения в дошкольных учреждениях явл...
Влияние информатизации на процесс преподавания в высшем учебном заведении
В современной высшей школе все более остро встает проблема падения интереса к лекции. За долгую историю существования эта форма обучения уже переживала подобный спад, однако, в условиях стремительного развития информационных технологий и лавинообразн...
3D принтер — технология будущего
В данной статье речь пойдет о новой технологии создания объектов и предметов — 3D принтере. Описывается история возникновения, указываются основные принципы и технологии работы устройства. Проводится исследование применения 3D принтера в Ростове-на-Д...
Будущее и настоящее СБИС
В представленной статье рассмотрен функционал и дальнейшее развитие сверхбольших интегральных микросхем (СБИС). Здесь говорится о классификации СБИС, и об их значимости в современном мире, проанализированы существующие технологии проектирования микро...
Искусственный интеллект для бизнеса: трансформация эффективных запросов в реальные продажи
Быстрое развитие информационных технологий вызывает трансформацию всей экономики и, прежде всего, финансово-банковского сектора. В результате на рынке появляются совершенно новые финансовые продукты, отвечающие требованиям нового поколения людей и ин...
Обзор современных нейронных сетей и их интеграция в жизнь человечества
Прогресс человечества не стоит на месте. Это касается и области информационных технологий. С каждым днем специалисты данной области создают и придумывают все более сложные и совершенные методы, машины и способы обработки информации. Данная статья опи...