LED Ampuller Nasıl Çalışır?

1800'lerden beri evlerimizi aydınlatan ampul resmen sönmek üzere. Enerjisinin çoğunu ısı olarak kaybeden verimsiz akkor, finansal ve ekolojik olarak ilgililerin gözünden düştü; 2012'den itibaren ABD sakinleri [kaynak: Linden ] isteseler bile bir tane satın alamayacaklar . Hükümet, küçük enerji emicileri piyasadan çekiyor.

Akkor ampulün ana yedeği, daha yüksek verimli kompakt floresan veya CFL'dir. Bununla birlikte, CFL'nin kendi sorunları vardır, öncelikle tasarıma toksik cıva eklenmesi ve bazı insanlara baş ağrısı bile veren garip, bazen hoş olmayan bir renk.

LED'i veya ışık yayan diyotu girin. LED'ler uzun yıllardır varlar -- dijital saatleri, Noel ışıklarını, el fenerlerini ve trafik sinyallerini yakarlar ve cep telefonunuzda yeni bir sesli posta mesajınız olduğunda size haber verirler. Ancak ev aydınlatması söz konusu olduğunda, LED'ler hiçbir zaman gerçekten sönmedi. Bazı dezavantajlar, şirketlerin bunları standart, yedek boyutlu ampul biçiminde üretmesini engelledi.

Bununla birlikte, son birkaç yılda, akkor ampul gibi bir lambaya vidaladığınız türden bu LED değiştirme ampulleri çok daha yaygın hale geldi - yani, makul sayıda işletme ve bir avuç hane onları kullanarak.

Bazı yönlerden LED ampuller mükemmel bir teknolojidir. Ancak, tercih edilen daha yüksek verimli ampul haline gelmeden önce hala gidecekleri bir yol var. Bu yazıda nedenini öğreneceğiz. Nasıl çalıştıklarını, neden arzu edilen bir aydınlatma seçimi olduklarını ve geri kalanımız onları başucu lambalarımızda kullanmaya başlamadan önce nelerin değişmesi gerektiğini inceleyeceğiz.

Temel bilgilerle başlayalım: Bir LED nasıl ışık üretir?

1. LED Ampul Temelleri
2. LED Ampullerin Avantajları
3. LED Ampullerle İlgili Endişeler

LED, "katı hal aydınlatma" teknolojisi veya SSL olarak adlandırılan şeydir. Temel olarak, bir vakumdan (akkor ampulde olduğu gibi) veya bir gazdan (CFL'de olduğu gibi) ışık yaymak yerine, bir SSL bir parça katı maddeden ışık yayar. Geleneksel bir LED durumunda, bu madde parçası bir yarı iletkendir.

Çok basit bir ifadeyle, bir LED, elektronlar yarı iletken yapısı içinde hareket ettiğinde ışık üretir.

Bir yarı iletken, pozitif yüklü ve negatif yüklü bir bileşenden yapılır. Pozitif katmanın "delikleri" vardır -- elektronlar için açıklıklar; negatif katman, içinde yüzen serbest elektronlara sahiptir. Bir elektrik yükü yarı iletkene çarptığında, elektronların negatif katmandan pozitif katmana akışını aktive eder. Bu uyarılmış elektronlar, pozitif yüklü deliklere akarken ışık yayar. (Tam bir açıklama için bkz . Işık Yayan Diyotlar Nasıl Çalışır .)

Birincil ev aydınlatması olarak LED'lerle ilgili sorun, çok fazla ışık yaymalarına rağmen, LED'in yapısının bu ışığın bir kısmının içeride kalmasına neden olmasıdır. Bu nedenle, bir LED ampul, geleneksel olarak akkor ampulden daha sönük olmuştur ve çoğu insan, lambalarının ve tavan armatürlerinin oldukça parlak olmasını ister.

Ancak son zamanlarda, LED ampuller parladı. Artık 60 watt'lık akkor ampule eşdeğer ışık yayan LED yedek ampuller bulabilirsiniz, bu da onları evdeki temel aydınlatma ihtiyaçları için uygun bir teknoloji haline getirir.

Ve bazı yönlerden, uygulanabilir olmaktan çok daha fazlasıdır: GeoBulb adlı bir LED yedek ampul, 7,5 watt güç [kaynak: Sundance ] kullanarak 60 watt eşdeğer ışık yayar.

Ve diğer açılardan, uygulanabilirlikten daha az: 60 watt eşdeğeri bir LED ampulün maliyeti yaklaşık 100 dolar.

Bu da bizi LED ampullerin artılarına ve eksilerine getiriyor.

Bu günlerde çok fazla sayıda ev aydınlatma armatüründe LED bulamayacak olsanız da, onları orada daha fazla sayıda istemek için birkaç iyi neden var.

First, there's the reduced energy use. The LED method of producing light loses far less energy to heat than do other lighting technologies. It's dramatically more efficient than the vacuum/filament method used in incandescent bulbs -- sometimes around 85 percent more efficient; and it's even about 5 percent more efficient than the CFL's plasma-tube approach [source: Taub].

A single light fixture stocked with a 60-watt incandescent bulb consumes about 525 kWh of electricity in a year; put a GeoBulb LED bulb in that light fixture, and the annual energy use is more like 65 kWh [source: Sundance]. The annual CO₂ reduction is in the hundreds of pounds for a single lamp.

But energy-efficiency is just part of the story. The other part is time-efficiency: You could go 20 years without having to change an LED light bulb. Solid-state lights like LEDs are more stable light sources than incandescent or fluorescent bulbs, and the difference is startling: A typical incandescent bulb lasts about 750 hours; a Geobulb lasts 30,000 hours [source: Sundance].

Some LED bulbs last up to 50,000 hours [source: Linden].

Because of that time benefit, things get a bit more muddled when you get into the cost issue. A 60-watt LED replacement bulb runs in the area of $100, and even the lower-output versions, used for things like spot lighting, will cost between $40 and $80. That's compared to a $1 incandescent and a $2 fluorescent bulb.

The reality is, even at $100 for a single bulb, LEDs will end up saving money in the long run, because you only need one every decade or two and you spend less money on home lighting, which can account for about 7 percent of your electric bill [source: Greener Choices]. But the upfront cost is still pretty prohibitive. Lots of people simply can't spend a thousand dollars for 10 light bulbs.

The other primary LED issue -- degradation in the color of the light to something bluish -- has been solved in newer models. LEDs can produce the same soft, white light as a regular bulb. (Although Energy Star does recommend looking for the Energy Star label when shopping for LED bulbs, since the organization tests for color stability as part of its certification criteria.)

So price is really the only problem with LED light bulbs right now. But that could change pretty soon.

LEDs are poised to take over household lighting. Or so believe lots of research scientists  and some big lighting companies. Philips, for one, has stopped putting money into research and development of fluorescent technologies and is now putting all of its energy into LEDs [source: Taub]. General Electric devotes half its R&D budget to solid-state lighting [source: GE].

If you look at what the scientists are saying about LEDs, the picture does look pretty rosy. Breakthroughs are popping up at a breakneck pace. Two recent developments are predicting a major price reduction in the high-efficiency, long-lasting bulbs.

One has to do with the light-loss issue in bulb design. One way to release more of an LED's light is to put microscopic holes in the casing. The problem is that making all of those holes is time-consuming and expensive. A team of researchers at the University of Glasgow in Scotland has found a new way to do it, though. They've found that using a nano-imprint lithography technique can reduce the time and expense of putting billions of holes in tiny LEDs.

İngiltere'deki Cambridge Üniversitesi'ndeki bir başka bilim insanı ekibi, konuya arz tarafından yaklaştı. LED aydınlatmanın ortak bir temeli olan galyum -nitrür yarı iletken malzeme yaratmanın yeni ve daha ucuz bir yolunu buldular. Şu anda, galyum nitrür yarı iletkenleri pahalı safir levhalar üzerinde yetiştirilmektedir. Yeni yöntem, silikon levhaları kullanır ve LED'lerin üretim maliyetinde önemli bir düşüşü etkiler.

Dahası, bu yeni galyum nitrür bazlı ampuller 100.000 saatte derecelendirilmiştir, CFL'lerden üç kat daha verimlidir ve parça başına 3 dolardan daha ucuza mal olmalıdır [kaynak: Evans ]. Galyum nitrür LED ampuller 2012 yılına kadar piyasada olabilir.

Aydınlatma sektörü genel olarak LED maliyetlerinin hızla düşmesini bekliyor. LED aydınlatma geliştiren ve üreten bir şirket olan Lighting Science Group, iki yıl içinde yüzde 50 fiyat indirimi tahmin ediyor [kaynak: Linden ]. Aşırı aydınlatma giderleri olan ve bu nedenle ön ampul harcamalarını çok hızlı bir şekilde karşılayabilen işletmeler, bu tür bir fiyat düşüşü ile büyük olasılıkla LED'lere akın edeceklerdir. Bununla birlikte, ev sahipleri, ampuller Cambridge araştırmacılarının hedeflediği 3 $ işaretine ulaşana kadar bekleyebilir.

LED ampuller ve ilgili konular hakkında daha fazla bilgi için bir sonraki sayfadaki bağlantılara bakın.

İlk Yayınlanma: 23 Tem 2009

LED ampuller nasıl çalışır?

LED ampullerin avantajları nelerdir?

LED ışıklar her zaman açık bırakılabilir mi?

LED ışıklar yanıyor mu?

LED ışıkları açıp kapatmak ömrünü kısaltır mı?

İlgili Makaleler