Гибкость света
Меньше чем через десять лет обычную лампу накаливания можно будет увидеть в государствах Европы, США и Австралии разве что в музее. Причина проста: стараниями министров энергетики этих стран лампа, конструкция которой не изменилась с момента ее изобретения Томасом Эдисоном в
1879 г., объявлена вне закона. С сентября с. г. в Великобритании исчезнут с прилавков лампочки 100 Вт, в следующем году — 75-ваттные, а к сентябрю
2012 г. будут запрещены лампы на 40 и 25 Вт. Таким образом в Европе планируют ежегодно экономить 5 млрд ватт. В качестве альтернативы простым гражданам предлагается постепенно переходить на энергосберегающие технологии, и самой передовой из них сегодня считаются светодиоды, эффективность которых превосходит энергосберегающие компактные флуоресцентные лампы. О массовом переходе на светодиоды из-за их дороговизны пока еще говорить рано, но дизайнеры и производители уже успели поразить воображение потребителя своими креативными разработками с использованием LED.
Маленький и яркий
Светодиод, или светоизлучающий диод (от англ. light-emitting diode, LED), известен еще с 1960-х гг. Это маленький кусочек полупроводникового кристалла, встроенный в прозрачный корпус, который служит одновременно и линзой для собирания света. Принцип работы прост: подключенный к источнику электроэнергии, полупроводник начинает излучать свет. При этом электрический ток в светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, полностью переходит в световое излучение, т. е. КПД светодиода приближено к 100%. Для сравнения: обычная лампочка накаливания излучает в виде полезного света только 10% получаемой энергии, остальные 90% уходят на нагрев.
Кроме того, светодиод безопасен и долговечен. У него нет бьющейся стеклянной колбы, он не содержит ртуть (как люминесцентная лампа) и прочие вредные вещества, не перегорает при включении/выключении, не требует высоковольтного питания. Срок службы может достигать 100 тыс. часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в пять-десять раз больше, чем у люминесцентной лампы. Светодиод компактен, может быть встроен куда угодно и работает при любой температуре окружающей среды. И еще одно достоинство светодиода, которое уже оценили дизайнеры: он дает свет очень чистых и насыщенных цветовых оттенков.
Одним только не могли долгое время похвастаться LED — своей мощностью. Световая отдача одного светодиода была менее 0,1 люмена на ватт, тогда как у самых миниатюрных сигнальных ламп накаливания 0,1 Вт — не менее трех люменов на ватт. Понятно, что при таких показателях как основной источник света LED даже не рассматривались, хотя активно использовались там, где не требовался высокий уровень освещенности — дисплеях, приборных панелях, табло. И только с изобретением сверхъярких светодиодов в конце ХХ в. ситуация изменилась. Уже к
2000 г. световая отдача LED превысила 20 люменов на ватт, сейчас средний показатель достигает 70 люменов, а экспериментально уже создан прототип белого светодиода с эффективностью в 161 люмен на ватт. И это уже уверенная заявка на использование LED в бытовом освещении. В настоящее время производством светодиодов разной степени мощности занимаются более 300 компаний. По мнению аналитиков исследовательской фирмы iSuppli, это самый перспективный рынок, растущий на протяжении последних нескольких лет на 45 % в год. Ожидается, что к
2012 г., когда Евросоюз откажется от ламп накаливания, его объем составит $12 млрд.
Недешевое удовольствие
При всех замечательных свойствах светодиодов есть у них и серьезный недостаток, который пока мешает их массовому использованию в быту, — это стоимость, превышающая стоимость люминесцентных ламп аналогичной мощности более чем в десять раз. Высокая цена приборов на LED объясняется не только тем, что сто-двести светодиодов дороже одной лампы, но и тем, что для работы им нужна более сложная и дорогостоящая схема питания. В результате начальные затраты на LED заметно выше, зато после установки можно вообще забыть об эксплуатационных расходах как минимум на пять лет. За это время, по словам производителей, потребитель значительно сэкономит еще и на электроэнергии. Пока такую экономию могут позволить себе лишь богатые клиенты. Судите сами. Одна только подсветка канадской телебашни CN Tower (высота —
533 м) обошлась в $2,4 млн. Компания-производитель Color Kinetics гарантирует, что светодиоды прослужат десять лет. Благодаря им CN Tower будет использовать на 10% меньше энергии по сравнению с люминесцентными системами освещения.
В целях экономии светодиоды сейчас повсеместно используются в светофорах и дорожных указателях Европы. Муниципалитеты подсчитали, что при равных силах света зеленый светофор со светодиодами потребляет примерно в двадцать раз меньше электричества, чем с лампой накаливания и зеленым светофильтром, красный — в 15-20, желтый — в пять-десять раз. При этом свет LED-светофоров более яркий, а срок службы в 50-100 раз больший, чем лампы накаливания. Кроме того, выход из строя одной или даже нескольких групп светодиодов не приводит к полному отказу светофора, так как остальные светодиоды продолжают работать.
Экономичность LED пропагандирует на собственном примере такой любитель новых технологий и изобретатель, как американец Дин Кеймен. В конце прошлого года он провозгласил принадлежащий ему остров North Dumpling Island площадью 8 тыс. кв. м землей светодиодной нации. Это громкое название пришло в голову Дину после того, как он перевел освещение всего острова на светодиоды. Причем произошло это вынужденно. После того как остров был отрезан от электричества с Большой земли, Дин установил у себя солнечные батареи. Но оказалось, что их энергии мало для того, чтобы освещать остров с помощью «прожорливых» ламп накаливания. Тогда Дин заменил все лампочки на светодиоды от Philips Color Kinetics. В результате энергопотребление острова в целом сократилось на 50%, а дома Кеймена — на 70%! Правда, новшество это влетело в копеечку: на освещение одного только дома было потрачено несколько десятков тысяч долларов.
Очертания света
Пока ученые ищут способ сделать светодиоды дешевле, дизайнеры придумывают бытовые LED-светильники. Уже несколько лет такая продукция — обязательная составляющая ассортимента любой уважающей себя фирмы. А последнее время светильники со светодиодами даже стали особой гордостью компаний, которые таким образом демонстрируют свой вклад в дело энергосбережения на планете. Взять, к примеру, миланскую выставку Euroluce 2009, одной из ведущих тем которой был как раз светодиодный дизайн, или токийское шоу Lighting Fair 2009 с его девизом: «Свет, дружественный человеку и миру». Везде светодиоды были в числе фаворитов. Однако не только забота об окружающей среде движет дизайнерами, выбирающими LED в качестве источника света в своих лампах. Оказалось, что светодиоды — подходящий материал для реализации самых причудливых фантазий. Точечные габариты, которые являются недостатком с точки зрения производителей, стремящихся сделать LED больше и мощнее, стали для дизайнеров настоящей находкой. Из ярких, невесомых, почти не греющихся фонариков-точек можно сооружать невероятно сложные и красивые конструкции — медузы, звезды, цветы. Оригинальную конструкцию люстры Coral suspension light на светодиодах предложила итальянская фирма Pallucco на Euroluce 2009. Ее форма воспроизводит структуру коралла, и создается впечатление, что он растет прямо из потолка. С помощью LED можно создавать 3D-эффекты, как это сделал дизайнер Маркус Тременто в своей работе LD Sconces. Выложив из светодиодов на зеркальной основе половинку лампы, он добился потрясающего трехмерного эффекта: в темноте лампа становится объемной!
Светодиоды позволяют делать свет не только объемным, но и гибким. Благодаря своим малым размерам, крохотные лампочки можно составить в линейные модули и поместить в корпус из любого материала, придав ему желаемую форму. Так получаются мебель и светильники, которые излучают свет. Фактически с помощью светодиодных модулей какую угодно поверхность можно сделать светящейся — пол, потолок, ступени лестницы, поручни, — выбрав при этом любой цвет.
Способность светодиодов воспроизводить широкую цветовую палитру использовала компания Philips, продемонстрировавшая на Euroluce 2009 улучшенную версию светильника Living Colors. Его особенность в том, что одним прикосновением к соответствующему цветному сектору на пульте можно менять оттенок света, превращая комнату из синей в белую, из белой в оранжевую и т. д. Варианты почти бесконечны — Philips уверяет, что Living Colors способен производить 16 млн цветов! Это богатство оттенков обеспечивают всего четыре светодиода мощностью 3 Вт (два красных, один голубой, один зеленый). Энергопотребление светильника 10-15 Вт, и компания гарантирует его бесперебойную работу в течение восьми-десяти лет при использовании полтора часа в день. Правда, стоит такая лампа недешево — GBP160.
Распространение светодиодов может пойти намного дальше бытовой техники. Согласно исследованию ученых из политехнического института Ренсселера, с помощью LED можно лечить ряд заболеваний, стимулировать рост растений в нетипичных для них условиях, корректировать биоритмы человека. А при условии широкого внедрения светодиодов в быту, можно будет закрыть 280 среднестатистических электростанций на Земле и сэкономить таким образом около $2 трлн за следующее десятилетие. При этом расход электричества на освещение домов, квартир и улиц сократится в 13-17 раз. Остается только подождать, когда это экономичное чудо станет дешевле.
Источник:
"Власть денег" 
