Освещение будущего. Светодиоды в интерьере квартиры

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.

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.

Новый свет - все еще впереди!

Каким бы огромным и ярким не было солнце, человечество все равно изобретает все новые и новые источники освещения. Без них уже совершенно невозможно представить нашу жизнь, работу, отдых. Причем потребности в электроэнергии растут с каждым днем.

Всего лишь 10 лет назад в качестве основного источника освещения использовались лампы накаливания. За это время наука ушла далеко вперед, изобретено большое количество ламп и систем освещения.

Сегодня в основном используется 4 вида источников искусственного освещения:

• лампы накаливания;
• лампы галогенные;
• лампы люминесцентные;
• лампы газоразрядные.

Лампы накаливания

С 1879 года, когда Эдисон получил патент на изобретение лампы накаливания, конструкция ее постепенно совершенствовалась, изменялись методы получения света, применялись новые материалы. Несмотря на то, что на рынке появляются все новые виды этих ламп - зеркальные, декоративные, и т.п., «лампочка Ильича» для россиян (а во всем мире лампа Эдисона) продолжает оставаться символом света.

Принцип работы такой лампы мы все изучали на уроках физики. В лампочке накаливания использован эффект нагревания нити из вольфрама в момент прохождения через нее тока. Ее температура растет после включения тока, и часть энергии преобразуется в излучение.

Галогенные лампы

Галогенные источники света становятся популярнее год от года. Это обусловлено, в первую очередь, их сильным и ярким светом, во много раз превосходящим лампы накаливания. Поскольку галогенные лампы позволяют нашим глазам гораздо лучше воспринимать и различать цвета, предметы в их свете выглядят более отчетливыми, живыми, яркими. К тому же галогенный свет может меняться от узко направленного пучка до мягкого рассеянного, не дает тени. Это позволяет дизайнерам варьировать возможности освещения помещения.

Конструкция лампы – колба из кварцевого стекла и наполнитель из газа с галогеном – позволяет им работать намного дольше ламп накаливания. Привлекают в этих лампах также неизменная насыщенность в течение срока службы, возможность регулировки яркости, небольшие размеры, прозрачность колбы.

Люминесцентные лампы

В отличие от галогенных ламп, люминесцентные лампочки более экономичны и служат значительно дольше. Свечение люминофора на стенках колбы обусловлено выделяемым под воздействием электричества ультрафиолетом. Меняя сорт люминофора, можно подбирать цветовую окраску света.

На сегодняшний день можно назвать много различных типов люминесцентных ламп. В зависимости от свойств они используются в самых разных местах – от промышленных цехов и тоннелей, где их замена сопряжена с определенными трудностями, до миниатюрных дисплеев. Очень интересны лампы для аквариумов и растений. В их спектре преобладают красный и синий цвета, что идентично естественному излучению. Свет этих ламп способствует хорошему развитию микрофлоры аквариума и растений при отсутствии естественного освещения.

Энергосберегающие лампы

Несколько лет назад мода на эти лампочки буквально захватила всю страну. Энергосберегающие лампы - это небольшие люминесцентные лампы с электронным регулятором пуска. Поскольку они имеют размер цоколя как у обычной лампы, то могут с успехом заменить их, учитывая то, что срок их службы больше раз в 10.

Газоразрядные лампы

Такие лампы обычно применяются в тех местах, где требуются яркие и компактные осветительные приборы с увеличенным сроком службы. Их работа основана на действии электрических разрядов между электродами, которые и вызывают свечение газа в разрядной трубке.

Ртутные лампы применяются в основном для освещения улиц. Существуют также металлогалогенные лампы , в которых улучшена цветопередача за счет добавления к наполнителю йодидов металлов.

Самой большой светоотдачей и самым долгим сроком службы обладают натриевые лампы . Они экономичны, и дают возможность при освещении увидеть все естественные цвета. Эти лампы нашли применение в уличном освещении, на спортивных стадионах.

Перспективы

Передовые рубежи науки не перестают радовать новинками в области освещения. Перспективная технология OLED (органические светодиоды) уже применяется в дисплеях для карманной техники. Но дальнейшие исследования позволят OLED-панелям, достаточно гибким и широким, найти применение в оформлении целых комнат – ими можно украсить элементы интерьера, стены, потолки.

Специалисты Германии тоже удивляют оригинальными новинками в области освещения – теперь в дамских сумочках может появиться подсветка, представляющая собой зашитую в ткань гибкую люминесцентную панель. Все дамы знают, как порой тяжело в темноте найти нужную вещь в сумочке. В будущем это не составит труда. Но изобретатели не намерены останавливаться на сумочках – в будущем нас ждут светящиеся приборные панели в автомобилях, самолетах, другой технике, светящиеся детали интерьера.

Китайские и американские ученые впервые со времен изобретения лампочки внесли в нее радикальные изменения – заменили вольфрамовую нить на углеродные нанотрубки. Пока проводятся исследования и испытания, но есть надежда в ближайшие 5 лет увидеть такие лампы в продаже.

Недалеко то время, когда уличные фонари наших городов заменят на светящие дорожки, по улицам будут ездить светящиеся автомобили. Нас ждет светлое будущее.

В вашем доме все еще обычные лампы накаливания или люминесцентные энергосберегающие лампочки? Наверное, вы думаете, что это слишком дорого, и не слышали обо всех их преимуществах. Эта статья расскажет вам, почему за светодиодами (или LED-лампами) будущее, и почему даже высокая цена - не недостаток.

1. Экономия денег за электроэнергию

С постоянно растущими тарифами на электроэнергию лампочки, которые ее экономят, - просто спасение. Светодиоду нужно 8-10 Вт, чтобы произвести столько же света, сколько произведет лампа накаливания на 100 Вт или энергосберегающая на 30-50 Вт.

2. Экологичность

В состав светодиодной лампочки не входят ртуть или опасные для атмосферы газы. Такую лампочку можно просто выбросить, обойдясь без специальной утилизации. Да и пониженные затраты электроэнергии помогают заботиться об окружающей среде.

3. Долговечность

Светодиоды работают долго. Очень долго. Например, продолжительность непрерывной работы одних из самых доступных и качественных в России светодиодов ИКЕА - 25 000 часов (около трех лет), есть лампочки и на 40 000-50 000 часов. Получается, если пользоваться светодиодной лампочкой по 5 часов в день, она может прослужить около 10 лет.

При этом светодиодные лампочки прочные сами по себе: их сложно разбить, уронив. Постоянное включение-выключение, длительную работу и перепады электричества они тоже переносят очень стойко, без неожиданных взрывов и перегораний.

4. Отсутствие нагрева

Светодиоды не нагреваются - это означает, что электроэнергия не уходит с теплом (у ламп накаливания такая потеря составляет около 30%). О светодиодные лампочки невозможно обжечься, что очень важно, особенно для безопасности детей. Это также расширяет возможности абажуров, которые могут быть сделаны из разных материалов и расположены близко к лампочке без риска расплавиться или загореться.

5. Разнообразие размеров и форм

Некоторые виды лампочек привязаны к типу цоколя в светильнике, но не светодиоды. Их выпускают с цоколями разных размеров и даже форм, например с штырьковым цоколем, чтобы можно было заменить светодиодами галогенные лампочки. Разнообразие форм и вовсе умопомрачительно: от привычной грушевидной до светящихся лент.

6. Разнообразие тона и яркости света

Светодиодные лампы могут быть нескольких цветовых температур: холодной, нейтральной и теплой. Такой выбор помогает в создании желаемой атмосферы или позволяет сделать цвет объектов, освещаемых лампочкой, максимально естественным. Для создания особого настроения существуют цветные светодиоды, они даже дешевле белых.

Яркость лампочки тоже можно выбирать, она обозначается на упаковке в люменах. На картинке ниже - сравнение яркости ламп накаливания (в ваттах) и светодиодных ламп (в люменах).

Еще одно преимущество светодиодных ламп (не всех, уточняйте при покупке) - возможность регулировки яркости диммером. Тогда одна лампочка может стать и полноценным освещением, и ночником.

7. Окупаемость высокой стоимости

Светодиодные бытовые лампочки сейчас самые дорогие на рынке, и это часто отпугивает покупателей. Однако при учете срока действия одной лампочки и стоимости сэкономленной электроэнергии, цена будет сравнима даже с обычными энергосберегающими лампочками. Не стоит забывать и о все более широком распространении технологии, с которым приходит снижение цены: чем дальше в будущее, тем дешевле светодиоды.

Единственный возможный недостаток светодиодных ламп - они не самые яркие: если вам нужен очень сильный свет, стоит выбрать галогенные или люминесцентные лампочки или использовать несколько светильников.

Фотографии: habrastorage.org, tutknow.ru, e-outlet.ru, homedit.com, impressiveinteriordesign.com, drawhome.com