پیدایش لامپ های LED
قبل از پیدایش لامپ های LED سه نوع از لامپ ها برای تامین بخش عمده ای از روشنایی مورد استفاده قرار می گرفتند. این لامپ ها شامل لامپ های رشته ای، فلورسنت و متال هالید ها هستند. در این مطلب به صورت خلاصه به بررسی ویژگی های هر گروه می پردازیم و با روند جایگزینی هر نسل بر دیگری آشنا می شویم. ضمن این مقایسه با برخی از اصلی ترین مزیت های لامپ های led بر دیگر لامپ ها آشنا می شویم.
لامپ های رشته ای
در لامپ های رشته ای با عبور جریان الکتریکی از درون یک رشته ی تنگستن و گرم شدن آن نور تولید می شود. تولید این لامپ ها ساده است و در نتیجه ارزان قیمت اند. اما برای تولید نور مناسب توسط این لامپ ها گرمای زیادی تولید می شود و اتلاف انرژی بالایی وجود دارد. در نتیجه محصولات روشنایی کارآمدی به شمار نمی روند. در این لامپ ها حدود 90 درصد از توان مصرف شده، بجای نور به حرارت تبدیل می شود. همچنین طول عمر کوتاهی در حدود 1000 ساعت دارند.
لامپ های فلورسنت
دسته ی بعدی لامپ های فلورسنت هستند که جایگزین مناسب تری برای لامپ های رشته ای به شمار می روند. این لامپ ها به طور گسترده برای روشنایی های مسکونی و اداری مورد استفاده قرار گرفتند. در این لامپ ها از طریق تخلیه الکتریکی بین دو الکترود در داخل یک لوله حاوی بخار جیوه با فشار کم، نور ماوراء بنفش تولید می شود. از آنجا که این نور یک نور نامرئی است، در اثر برخورد با لایه فلورسنتی به نور مرئی تبدیل می شود. لامپ های فلورسنتی محصولات کارآمدتری به شمار می روند و طول عمری بین 6000 تا 15000 ساعت دارند. ولی از معایب آنها می توان به آسیب های زیست محیطی در اثر بخار جیوه اشاره کرد. طوری که این لامپ ها باید در دسته ی زباله های خطرناک دفع شوند.
لامپ های متال هالید
دسته ی سوم یعنی لامپ های متال هالید کارآمدترین چراغ های الکتریکی قبل از لامپ های LED بودند. در این لامپ ها علاوه بر جیوه مقدار کمی نمک های هالوژنی مانند یدور سدیم ، تالیوم و ایندیوم استفاده می شود. در نتیجه ی حضور این مواد طیف نوری بهتری به وجود می آید. گاز داخل این لامپ ها توسط یک میدان مغناطیسی یونیزه شده و باعث تولید نور می شود. طول عمر آنها بین 6000 تا 15000 ساعت است. این لامپ ها قبل از روشن شدن به زمانی بین 5 تا 7 دقیقه برای گرم شدن نیاز دارند. بنابراین برای روشنایی مسکونی مورد استفاده قرار نمی گیرند. اما برای نورپردازی مناطق تجاری، صنعتی و چراغ های خیابانی کاربرد دارند. همان طور که اشاره شد این لامپ ها نیز همانند لامپ های فلورسنت حاوی بخار جیوه هستند. و آسیب های محیط زیستی را به دنبال دارند.
به عنون مبدل های انرژی الکتریکی همه ی این لامپ ها ناکارآمد هستند. بخش زیادی از انرژی دریافتی را به گرما تبدیل می کنند. همچنین دلایلی از جمله: کمبود منابع انرژی، هزینه های زیست محیطی تولید انرژی، گرمایش جهانی بدلیل کربن ناشی از سوختن سوخت های فسیلی که بزرگ ترین منبع انرژی برای تولید برق هستند و دیگر موارد، باعث افزایش انگیزه برای توسعه ی چراغ های الکتریکی کارآمدتر شده است.
لامپ های LED
لامپ های LED از light emitting diode یعنی دیود تولید کننده نور استفاده می کنند. با عبور جریان الکتریکی از این دیودها، نور ساتع می شود. میزان نور تولیدی به اندازه LED و مشخصات فنی آن بستگی دارد. لامپ های LED بر اساس تعداد و نحوه ی قرار گیری LED ها در توان ها و شکل های مختلفی طراحی می شوند.
اولین لامپ های LED های کم قدرت در اوایل دهه 1960 توسعه یافتند. چین در سال 1995 تحقیقات خود را در توسعه LED تقویت کرد و اولین درخت کریسمس با لامپ LED را در سال 1980 رونمایی کرد. لامپ های LED کارآیی بسیار بالایی دارند. طول عمر آنها بین 50 تا 60 هزار ساعت است و قابل مقایسه با سایر لامپ ها نیستند.
این لامپ ها در ابتدا به عنوان نشانگر درون دستگاه های الکترونیکی کاربرد داشتند. اما امروزه با توجه به پیشرفت در فناوری ساخت، عدم تولید حرارت و کم مصرف بودن، جای خود را در صنعت روشنایی دنیا باز کرده است. در ادامه با جزئیات بیشتر به بررسی ساختار LED خواهیم پرداخت.