Η Εξέλιξη του Φωτισμού: Από Πυρακτώσεως σε LED
Ο λαμπτήρας πυρακτώσεωςέφερε επανάσταση στις ζωές και το έργο όσων είχαν πρόσβαση στην ηλεκτρική ενέργεια, ωστόσο η αναποτελεσματικότητά της-η σπατάλη της περισσότερης ενέργειας ως θερμότητα-δεν αμφισβητήθηκε παρά τα πετρελαϊκά σοκ της δεκαετίας του 1970. Ως απάντηση, οι κυβερνήσεις προώθησαν την ενεργειακή απόδοση και οι ηγέτες του κλάδου όπως η Philips και η Osram επένδυσαν πολλά σε εναλλακτικές λύσεις, που υποστηρίζονται από νόμους για τη σταδιακή κατάργηση των σπάταλων λαμπτήρων.
Η πρώτη εναλλακτική ήταν ο συμπαγής λαμπτήρας φθορισμού (CFL), πέντε φορές πιο αποδοτικός σε ενέργεια-από τους παραδοσιακούς λαμπτήρες πυρακτώσεως. Αλλά στους καταναλωτές δεν άρεσε η σκληρή μπλε-λευκή λάμψη και το αργό ζέσταμα-. Οι λαμπτήρες αλογόνου χρησίμευσαν για λίγο ως αντικατάσταση, αλλά πρόσφεραν μόνο ελαφρώς καλύτερη απόδοση από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως. Στη συνέχεια, οι λυχνίες LED εμφανίστηκαν ως αλλαγή-παιχνιδιών.
Τα LED έχουν μεγάλες δυνατότητες για γρήγορη υιοθέτηση και μείωση των εκπομπών άνθρακα. Παράγουν φως αμέσως, ταιριάζουν με το χρωματικό φάσμα του φυσικού φωτός της ημέρας και παράγουν ελάχιστη θερμότητα-σε αντίθεση με τα πυρακτωμένα, τα οποία σπαταλούν έως και το 95% της ενέργειας ως θερμότητα. Η αμερικανική εταιρεία Fairchild Optoelectronics κυκλοφόρησε ένα προϊόν LED ήδη από τη δεκαετία του 1970, αλλά τα LED παρέμειναν ακριβά εξειδικευμένα αντικείμενα για δεκαετίες. Μόλις το 2000, όταν τόσο τα βιομηχανικά όσο και τα αναπτυσσόμενα έθνη έθεσαν ελάχιστα πρότυπα απόδοσης/απόδοσης και σταθερές προθεσμίες για τη σταδιακή κατάργηση των αναποτελεσματικών λαμπτήρων, οι πωλήσεις στράφηκαν σιγά σιγά σε επιλογές χαμηλής-ενέργειας.
Δεν αποτελεί έκπληξη ότι η ταχύτητα και η κλίμακα υιοθέτησης των LED διαφέρουν ανάλογα με τη χώρα, λόγω των μεγάλων διαφορών στις πολιτικές, τις οικονομίες και την πρόσβαση στην ενέργεια. Μέχρι το 2015, πολλοί καταναλωτές εξακολουθούσαν να προσκολλώνται στους παραδοσιακούς λαμπτήρες, θεωρώντας τις εναλλακτικές λύσεις αλογόνου/πυρακτώσεως ως ανεπαρκείς. Όμως τα τελευταία χρόνια έχουν φέρει εντυπωσιακές βελτιώσειςσε ποιότητα LED, σχεδιασμός, τιμή και λειτουργικότητα, ωθώντας την ταχεία απορρόφηση. Σήμερα, τα LED κοστίζουν \\(2–\\)5, χρησιμοποιούν 90% λιγότερη ενέργεια από τα πυρακτωμένα (συμπεριλαμβανομένων των αλογόνων) και 60% λιγότερο από τα παλιά φθορίζοντα. Μέχρι το 2019, αποτελούσαν το ~46% των παγκόσμιων πωλήσεων φωτισμού, από 37% το 2018.
Κυβερνητική ώθηση για υιοθέτηση LED
Η κυβέρνηση-οδήγησε την προσπάθεια σταδιακής κατάργησης των αναποτελεσματικών λαμπτήρων-το κλειδί για την ανάπτυξη των LED-ξεκίνησε το 2005 στη Βραζιλία και τη Βενεζουέλα. Η ΕΕ, η Αυστραλία και η Ελβετία ακολούθησαν με τις δικές τους σταδιακές αποχωρήσεις-το 2009. Τώρα, οι περισσότερες κυβερνήσεις και εταιρείες έχουν πολιτικές για την ενίσχυση της χρήσης των LED, με βάση τα οφέλη τους για το κόστος και την εξοικονόμηση ενέργειας-. Οι ΗΠΑ άρχισαν να καταργούν σταδιακά τους αναποτελεσματικούς λαμπτήρες το 2007 (αν και η κυβέρνηση Τραμπ το ανέστειλε αυτό το 2019), ενώ μια οδηγία της ΕΕ θα τερματίσει τις πωλήσεις λαμπτήρων πυρακτώσεως και αλογόνου μέχρι τα τέλη του 2021.
Ευρύτερη συνάφεια της ανάπτυξης LED
Τα LED δείχνουν πόσο ισχυρές, παρεμβατικές κυβερνητικές πολιτικές μπορούν να εξαλείψουν τα αναποτελεσματικά, σπάταλα προϊόντα. Χωρίς τέτοιες πολιτικές, οι βιομηχανίες δεν θα είχαν κίνητρο να εγκαταλείψουν την ξεπερασμένη τεχνολογία φωτισμού. Είναι σημαντικό ότι αυτή η νομοθεσία εστιάζει συνήθως στις απαιτήσεις απόδοσης και όχι σε συγκεκριμένες τεχνολογίες-που επιτρέπουν στις βιομηχανίες να αναπτύξουν λύσεις. Το αποτέλεσμα ήταν η σταθερή μείωση των αλογόνων και των πυρακτώσεων, με αποτέλεσμα εξοικονόμηση κόστους τόσο για τις επιχειρήσεις όσο και για τους καταναλωτές.
Τα LED μειώνουν ήδη τη συνολική κατανάλωση ενέργειας του φωτισμού: το 2018, ο φωτισμός αντιπροσώπευε το ~13% της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας και με τα σημερινά ποσοστά υιοθέτησης, αυτό αναμένεται να μειωθεί στο 8% έως το 2030. Ωστόσο, η ενεργειακή απόδοση συχνά επισκιάζεται από τη νέα τεχνολογία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και χρειάζεται συνεχή υποστήριξη. Ο ΔΟΕ σημειώνει ότι τα παγκόσμια κέρδη ενεργειακής απόδοσης έχουν επιβραδυνθεί από το 2015, ωστόσο η απόδοση παραμένει κρίσιμη για τη μείωση της συνολικής χρήσης ενέργειας.
Ο φωτισμός αποτελεί επί του παρόντος το 13% της παγκόσμιας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και το 5% των ετήσιων παγκόσμιων εκπομπών άνθρακα (για το πλαίσιο, η διεθνής ναυτιλία εκπέμπει 1,7%). Υπάρχουν ακόμα τεράστιες δυνατότητες μείωσης των εκπομπών που σχετίζονται με τον φωτισμό-: ορισμένες εκτιμήσεις προτείνουν μια παγκόσμια μετάβαση σε LED υψηλής{{5}απόδοσης θα μπορούσε να μειώσει το CO₂ κατά 1,4 δισεκατομμύρια τόνους, αποφεύγοντας την ανάγκη για 1.250 νέους σταθμούς παραγωγής ενέργειας-μια τεράστια νίκη για τη μείωση του άνθρακα και την ποιότητα του αέρα.
Τα LED υπογραμμίζουν επίσης πόσο τολμηρές επιχειρηματικές αποφάσεις αποδίδουν γρήγορα. Οι κατασκευαστές ανέλαβαν τον κίνδυνο να στραφούν από τον αναποτελεσματικό φωτισμό στα LED. Το 2006, η Philips Lighting-που λάμβανε τότε σχεδόν τα δύο-των πωλήσεων από λαμπτήρες πυρακτώσεως-αντ' αυτού αποφάσισε να αυξήσει την παραγωγή LED. Αυτή η ριζοσπαστική κίνηση αντιμετώπισε έντονη αντίδραση εντός της εταιρείας και από τους μετόχους, αλλά πέτυχε: τώρα με την επωνυμία Signify, η εταιρεία συγκαταλέγεται στους πέντε κορυφαίους παγκόσμιους κατασκευαστές LED, με ετήσια έσοδα ~6 δισεκατομμυρίων λιρών.
Επιπλέον, η αλλαγή φωτισμού τονίζει τη σημασία της ατομικής δράσης για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα. Ακόμη και μικρές επιλογές, πολλαπλασιασμένες σε δισεκατομμύρια ανθρώπους, έχουν τεράστιο περιβαλλοντικό και οικονομικό αντίκτυπο. Η μεταβίβαση των αποταμιεύσεων στους καταναλωτές συμβάλλει στην αλλαγή σε ένα καπιταλιστικό σύστημα. Πέρα από την αποδοτικότητα και τα περιβαλλοντικά οφέλη, τα LED εξοικονομούν χρήματα από τους καταναλωτές: το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ εκτιμά ότι τα LED θα μπορούσαν να μειώσουν την εθνική χρήση ενέργειας φωτισμού κατά 29% έως το 2025, εξοικονομώντας £80 δισεκατομμύρια στα νοικοκυριά στους λογαριασμούς ηλεκτρικού ρεύματος. Στο Ηνωμένο Βασίλειο, η ευρεία χρήση LED στο σπίτι θα περικόψει 2 δισεκατομμύρια λίρες από τους λογαριασμούς ενέργειας και θα αποτρέψει 8 εκατομμύρια τόνους εκπομπών άνθρακα. Η αρχική επένδυση για τη μετάβαση σε LED στο Ηνωμένο Βασίλειο αποπληρώνεται σε μόλις 3-4 μήνες και κάθε νοικοκυριό θα μπορούσε να εξοικονομήσει ~ £ 40 ετησίως με πλήρη υιοθέτηση.
Πλαίσιο και φόντο
Η προέλευση του λαμπτήρα χρονολογείται το 1761-νωρίτερα από το Volta - όταν ο Ebenezer Kinnersley έδειξε πυράκτωση από ένα θερμαινόμενο καλώδιο. Αλλά μόλις το 1879 ο Thomas Alva Edison κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα που θα κυριαρχούσε στην αγορά για σχεδόν δύο αιώνες. Αγόρασε έξυπνα πατέντες από άλλους εφευρέτες για να αναπτύξει ένα λειτουργικό προϊόν.
Ο λαμπτήρας πυρακτώσεως μεταμόρφωσε τη ζωή και την εργασία για όσους έχουν ηλεκτρική ενέργεια. Η κυριαρχία του τον 19ο και τον 20ο αιώνα προήλθε από την έλλειψη ανταγωνισμού και την πτώση του κόστους. Όπως είπε ο Έντισον, «μόνο οι πλούσιοι θα μπορούν να καίνε κεριά». Μέχρι τον 20ο αιώνα, η χρήση τεχνητού φωτός ήταν 100.000 φορές μεγαλύτερη από ό,τι τον 18ο αιώνα.
Ωστόσο, η ανάπτυξη αποτελεσματικών λαμπτήρων-μακράς διαρκείας δεν ήταν εύκολη. Στη δεκαετία του 1920, ένα καρτέλ κατασκευαστών που ονομαζόταν «Phoebus» (συμπεριλαμβανομένων των θυγατρικών Osram, Philips και GE) συνεργάστηκε για να κατασκευάσει λαμπτήρες με μικρότερη διάρκεια ζωής από πριν.
Γρήγορα-προς τον 21ο αιώνα: μόλις έγινε σαφής η συντριπτική υπεροχή των LED, η στροφή στην κατασκευή τους ήταν εκπληκτικά αμφιλεγόμενη-αλλά η υπόσχεση για τεράστια εξοικονόμηση ενέργειας κέρδισε. Η διείσδυση στην αγορά ήταν πιο αργή από ό,τι ήλπιζαν οι υποστηρικτές των LED, έτσι οι κυβερνήσεις παρενέβησαν για να επιταχύνουν την υιοθέτηση, να κλιμακώσουν την παραγωγή LED και να καταργήσουν σταδιακά τους αναποτελεσματικούς λαμπτήρες. Οι κυβερνήσεις είχαν επιπλέον κίνητρα: το κόστος του δημόσιου φωτισμού κατέλαβε μεγάλο μερίδιο των δημοτικών προϋπολογισμών. Για παράδειγμα, ο δημόσιος φωτισμός αντιπροσωπεύει το 20–40% των λογαριασμών ηλεκτρικής ενέργειας των δημοτικών συμβουλίων των ΗΠΑ.
Όπως ελπίζαμε, οι αυστηροί κυβερνητικοί νόμοι και τα πρότυπα απόδοσης μείωσαν τις τιμές των LED, καθιστώντας τις προσιτές για δισεκατομμύρια και ενισχύοντας το μερίδιο αγοράς. Πάνω από δύο δεκαετίες,Λάμπα LEDΤο κόστος μειώθηκε περισσότερο από 20 φορές, ενώ η φωτεινή ροή τους (ποιότητα φωτισμού) βελτιώθηκε 40 φορές. Αυτό όχι μόνο εξοικονόμησε χρήματα από τους καταναλωτές αλλά βοήθησε επίσης τις κυβερνήσεις να μειώσουν τις εκπομπές άνθρακα.
Στην Ινδία, για παράδειγμα, η αγορά LED αυξήθηκε κατά 130-φορές σε πέντε χρόνια: από 5 εκατομμύρια ετήσιες πωλήσεις το 2014 σε 670 εκατομμύρια το 2018. Τα LED εξοικονομούν τώρα 30 terawatt-ώρες ενέργειας ετησίως - αρκετή για να τροφοδοτήσουν 28 εκατομμύρια ινδικά σπίτια ή ολόκληρη τη Δανία ένα χρόνο. Την ίδια περίοδο, οι τιμές των λαμπτήρων LED μειώθηκαν από ~ £ 4,50 το 2014 σε £ 0,78 το 2019. Τα LED έκαναν επίσης φθηνότερο και πιο αποτελεσματικό τον ηλιακό φωτισμό στο σπίτι στην Ινδία, όπου πολλοί δεν διαθέτουν ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο.
Σε ζεστά κλίματα όπως η Ινδία, τα LED προσφέρουν ένα επιπλέον πλεονέκτημα: διατηρούν τα κτίρια δροσερά. Οι πυρακτώσεις σπαταλούν το 95% της ενέργειας ως θερμότητα, καθιστώντας τους χώρους άβολους σε ήδη ζεστό καιρό-αναγκάζοντας συχνά την εξάρτηση από αναποτελεσματικά, ρυπογόνα AC. Τα LED, αντίθετα, χάνουν λίγη ενέργεια ως θερμότητα, αποτρέποντας την περιττή θέρμανση ανθρώπων και χώρων.
Ενεργοποιητικοί παράγοντες για κυριαρχία LED
Βασικός παράγοντας για την ανάπτυξη των LED ήταν η πτώση του κόστους. Χάρη στην καινοτομία στην κατασκευή φωτιστικών και την παραγωγή-μεγάλης κλίμακας, οι τιμές των LED έπεσαν κατακόρυφα εδώ και δεκαετίες. Όταν κυκλοφόρησαν για πρώτη φορά τα LED στο Ηνωμένο Βασίλειο, οι καταναλωτές πλήρωναν έως και 9 £ ανά λάμπα-αδιανόητο τώρα, με κοινά LED 1 £. Οι τιμές έπεσαν τόσο γρήγορα που ένας λαμπτήρας θα μπορούσε να κοστίσει 1 £ λιγότερο σε μόλις ένα χρόνο.
Αυτή η πτώση της τιμής τροφοδότησε την ανάπτυξη των LED με δύο τρόπους: πρώτον, οι τρέχουσες τιμές καθιστούν τα LED προσβάσιμα σχεδόν σε όλους τους καταναλωτές, ενισχύοντας τις πωλήσεις και τη διείσδυση. Δεύτερον, το χαμηλό κόστος μειώνει την απόδοση επένδυσης (ROI), με ορισμένες εκτιμήσεις σε 3-4 μήνες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η απόδοση επένδυσης μπορεί να φτάσει το 525%, αν και αυτό εξαρτάται από μεταβλητές όπως η χρήση και το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι σαφείς κυβερνητικοί νόμοι και οι οδηγίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα, την ποιότητα και τις σταδιακές-αποκλείσεις έπαιξαν επίσης μεγάλο ρόλο. Για να επιταχύνουν την υιοθέτηση των LED, οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο εισήγαγαν μέτρα όπως ελάχιστα πρότυπα ποιότητας και απόδοσης. Αυτές οι πολιτικές κατάργησαν σταδιακά τους αναποτελεσματικούς λαμπτήρες και μετατόπισαν την κατασκευή σε LED, δημιουργώντας την κλίμακα που απαιτείται για τη γρήγορη μείωση του κόστους. Σύμφωνα με τους κανόνες της ΕΕ, το 2021 θα μπορούσε να είναι η τελευταία χρονιά που πωλούνται λαμπτήρες πυρακτώσεως και αλογόνου στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Η αυξανόμενη ζήτηση των καταναλωτών για προσβάσιμη{0}}τεχνολογία εξοικονόμησης κόστους υποστήριξε επίσης LED. Οι λαμπτήρες επιτρέπουν στους ανθρώπους να μειώσουν την κατανάλωση (αντικαθιστώντας τους λαμπτήρες σύντομης-ζωής) και να μειώσουν τις εκπομπές χωρίς εξειδικευμένες γνώσεις ή μεγάλες επενδύσεις. Σε σύγκριση με τα αλογόνα, τα LED υπερέχουν σε κόστος: τα αλογόνα διαρκούν ~2.000 ώρες (περίπου δύο χρόνια μέσης χρήσης), ενώ τα LED διαρκούν 25.000 ώρες-παρέχοντας μακροπρόθεσμη-εξοικονόμηση και μείωση της σπατάλης. Η υιοθέτηση πλήρους LED εξοικονομεί στο μέσο νοικοκυριό 40 £ ετησίως. Για τους καταναλωτές, τις επιχειρήσεις και τις κυβερνήσεις, αυτές οι οικονομίες-σε συνδυασμό με τις μειωμένες τιμές LED{14}}καθιστούν τα LED την προεπιλεγμένη επιλογή.
Πεδίο εφαρμογής και αποδεικτικά στοιχεία
Η αμερικανική εταιρεία Fairchild Optoelectronics κυκλοφόρησε ένα προϊόν LED στη δεκαετία του 1970, αλλά τα LED παρέμειναν ακριβά εξειδικευμένα αντικείμενα για δεκαετίες.
Το 2006, η Philips Lighting (τότε λάμβανε περίπου τα 2/3 των πωλήσεων από λαμπτήρες πυρακτώσεως) στράφηκε στην παραγωγή LED σε κλίμακα. Τώρα ονομάζεται Signify, είναι ένας κορυφαίος 5 παγκόσμιος κατασκευαστής LED με ~6 δισεκατομμύρια £ ετησίως έσοδα.
Οι λυχνίες LED διαρκούν ~25.000 ώρες, παρέχοντας-μακροπρόθεσμη εξοικονόμηση στους καταναλωτές.
Η Βραζιλία και η Βενεζουέλα άρχισαν να καταργούν σταδιακά τους αναποτελεσματικούς λαμπτήρες το 2005. ακολούθησαν η ΕΕ, η Αυστραλία και η Ελβετία το 2009.
Οι ΗΠΑ ξεκίνησαν τη σταδιακή τους έξοδο-το 2007 (ανεστάλησαν από την κυβέρνηση Τραμπ το 2019).
Το 2018, ο φωτισμός αντιπροσώπευε το ~13% της παγκόσμιας χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας και το 5% των ετήσιων παγκόσμιων εκπομπών άνθρακα.
Σήμερα, τα LED κοστίζουν \\(2–\\)5, χρησιμοποιούν 90% λιγότερη ενέργεια από τα πυρακτωμένα (συμπεριλαμβανομένων των αλογόνων) και 60% λιγότερο από τα παλιά φθορίζοντα.
Οι πωλήσεις LED αυξήθηκαν από 37% των παγκόσμιων πωλήσεων φωτισμού το 2018 σε 46% το 2019.
Οι περισσότερες κυβερνήσεις και εταιρείες έχουν πολιτικές για την ενίσχυση της χρήσης LED, με γνώμονα την εξοικονόμηση κόστους και ενέργειας.
Μια οδηγία της ΕΕ θα τερματίσει τις πωλήσεις πυρακτώσεως και αλογόνου έως το 2021.
Μια παγκόσμια μετάβαση σε LED υψηλής απόδοσης-θα μπορούσε να μειώσει το CO₂ κατά 1,4 δισεκατομμύρια τόνους, αποφεύγοντας 1.250 νέους σταθμούς παραγωγής ενέργειας.
Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ εκτιμά ότι τα LED θα μπορούσαν να μειώσουν τη χρήση της εθνικής ενέργειας φωτισμού κατά 29% έως το 2025, εξοικονομώντας 80 δισεκατομμύρια λίρες στα νοικοκυριά.
Στο Ηνωμένο Βασίλειο, η ευρεία χρήση LED στο σπίτι θα περικόψει 2 δισεκατομμύρια λίρες από τους λογαριασμούς ενέργειας και θα αποτρέψει 8 εκατομμύρια τόνους εκπομπών άνθρακα.
Η υιοθέτηση πλήρους LED εξοικονομεί το μέσο νοικοκυριό του Ηνωμένου Βασιλείου ~ £ 40 ετησίως.
Μαζί, το κάνουμε καλύτερο.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Κινητό/Whatsapp :(+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Ιστός:www.benweilight.com
Προσθήκη: F Building, Yuanfen Industrial Zone, Longhua, Bao'an District, Shenzhen, Κίνα
