Почти два триллиона долларов — столько сэкономят Земле новые светодиоды за следующие 10 лет, при условии широкого их внедрения.
В энергетических единицах экономия выразится в 18,3 тераватт-часа. Но самое важное — сокращение выбросов углекислого газа за десятилетие составит 11 гигатонн. Потребление нефти сократится почти на миллиард баррелей – 280 среднестатистических электростанций можно будет закрыть…
В последнее время широкие массы людей во всем мире кинулись скупать компактные флуоресцентные лампы, потребляющие меньше электричества, чем обычные лампы накаливания. Светодиоды же пока пребывают в тени, главным образом по причине чрезмерно высокой стоимости. Но это — дело временное.
Многие знают, что современные светодиоды эффективнее ламп накаливания, а некоторые модели могут поспорить с лампами дневного света. Но когда ученые получают еще один источник света, лучше прежнего, люди обычно говорят: «Отлично. Сэкономим еще несколько ватт, и что дальше?» А дальше вырисовывается занятная перспектива, сулящая пересмотр многих аспектов жизни цивилизации!
В последнее время широкие массы людей во всем мире кинулись скупать компактные флуоресцентные лампы, потребляющие меньше электричества, чем обычные лампы накаливания. Светодиоды же пока пребывают в тени, главным образом по причине чрезмерно высокой стоимости. Но это — дело временное. Потенциальная способность светодиодов существенно превосходит лучшие люминесцентные лампочки.
В 2005 году трубу электростанции в бельгийском Дрогенбосе украсили 8 тысячами «пикселями» светодиодов с возможностью компьютерной настройки цвета. Инсталляция послужила прекрасным примером применения светодиодов в архитектуре. Широкое распространение же подобных световых приборов как повседневных источников света на улицах европейских городов нас ожидает уже в ближайшем будущем.
Светоизлучающий диод — это ничто иное, как полупроводниковый материал, преобразующий электрическую энергию в энергию оптического излучения на основе явления инжекционной электролюминесценции.
Профессоры Чон Кхю Ким и Фред Шуберт из института Ренсселера сделали прогноз будущего твердотельных систем освещения. Они попробовали выйти за рамки экономии электричества «для одного дома» и представить, каким будет наш мир, в котором светодиоды получат куда большее распространение, чем имеется ныне. А главное, они посчитали, каких технических высот нам следует ждать от тех же светодиодов в ближайшие годы.
По прогнозу Кима и Шуберта, в ближайшие годы мы станем свидетелями настоящей революции в этой области. Комфортная для глаз цветовая температура и высокая яркость делают современные белые светодиоды удобными источниками света как для квартир, так и для офисов, магазинов, улиц.
В своей работе, опубликованной в последнем номере журнала «Optics Express», Чон и Фред пишут о «парадигме замены» (то есть тотальной замене ламп накаливания на светодиоды). Дело в том, что по достижении какой-то критической массы разработки в области светодиодов «взорвутся» не просто количественным, но качественным изменением жизни. Обзор по технологиям, материалам и цепочкам преобразования энергии в светодиодах, так же как и вопросы их приближения к естественному спектру, будут интересны лишь специалистам. Нам же важнее другое. Расход электричества на освещение домов, квартир и улиц сократится в 13-17 раз. Совпадение или нет — но сама жизнь подтверждает правоту прогноза ученых.
Так, в конце прошлого года американская компания «Cree» сообщила о создании прототипа белого светодиода с эффективностью в 161 люмен на ватт, что в десять раз выше, чем у среднестатистической лампы накаливания! Между тем серийные светодиоды «осветительного» класса от разных компаний уже перешагнули за порог в 100 люмен на ватт.
Красота, но когда же снизят цены? Ведь до последнего времени распространение светодиодов сдерживала только их высокая себестоимость. Здесь нужно сказать, что в «светодиодной науке» в последние время происходит много чего интересного. Ученые вовсю экспериментируют с новыми материалами.
Исследователи из университета Дюка получили яркий поток света с широким спектром, подсвечивая свой материал на основе оксида цинка ультрафиолетовым лазером. Физики открыли, что ультратонкий порошок оксида цинка (он, кстати, широко известен каждому как компонент детских присыпок) при условии формирования правильной наноструктуры может эффективно трансформировать ультрафиолет в очень яркий и чистый белый свет. При этом в выходном излучении белый компонент оказывается в 1000 раз (!) ярче ультрафиолетового. Это исследование финансировали американские военные, но, понятно, военным применением потенциальная новинка не ограничится.
Вообще, бурное развитие фотоники может перевернуть наше представление об источниках света. Гибкие органические светодиодные панели, светоизлучающая керамика и микроволновые преобразователи… Все они — ни что иное, как замена традиционным осветительным приборам, сулящая многократную экономию электричества. И все они способные со временем подешеветь.
Физики утверждают, что твердотельные излучатели способны изменить окружающую нас техногенную среду. Ведь в различных светодиодах можно с высокой точностью контролировать спектр, параметры расхождения пучка света, его поляризацию, колебания излучения по времени. А это значит, что при содействии светодиодов можно лечить ряд заболеваний, стимулировать рост растений в нетипичных для них условиях (как по географии, так и по сезонам). С такой гибкостью настроек — открыты все пути.
КСТАТИ
В США создан особый исследовательский центр — «Smart Lighting Research Center» на базе института Ренсселера совместно с университетами Бостона и Нью-Мексико. А поскольку данной темой занимаются далеко не только в упомянутых университетах и институтах, — грядущую революцию света можно считать делом решенным. Уйдет на это 10 лет, или несколько больше, или же, наоборот, меньше, в связи с последними событиями в мире — другой вопрос.
:)