Registreeru    
EST        
Eesti Energia Energiasäästu portaal
Kvatro
ESILEHT
ERAISIK
ÜHISTU
ETTEVÕTJA
 
Tagasi
LED-tehnoloogia: säästlikum kui säästupirn01.01.2010

Kui Euroopa Liit on alustanud hõõgniitpirnide väljatõrjumist, et neid säästupirnidega asendades edendada energiasäästlikkust, on säästupirn muutumas juba vananenud tehnoloogiaks. Paranevate näitajatega tungivad turule LED-pirnid, mis jätavad säästupirnid energiatarbimises kaugele maha.

Euroopa Liidu aktsiooni keelustada hõõgniitpirnide müük ja asendada need säästupirnidega - üks eesmärk on kokkuhoitud energia abil vähendada süsihappegaasi õhkupaiskamist viie miljoni tonni võrra aastas. LED-lampide kasutamisel peaks aga süsihappegaasi kogus vähenema vähemalt kaheksa korda enam. On välja arvutatud, et kui Ameerikas 55% tänavavalgustusest ja fluorescent-valgustusest asendada LED-valgustitega, säästaks USA 35 miljardi dollari väärtuses energiat ja igal aastal väheneks CO2 õhu­saaste 755 miljoni tonni võrra.

 Jaapan aga võiks sulgeda kaks tuumajaama, kui asendada sealses riigis kõik päevavalguslambid LED-lampidega. Hõõgniitpirnidega võrreldes on LED-pirn 80-85% säästlikum ning tema tööiga on vähemalt 50 korda pikem (hõõgniitpirnil 1000 tundi, LEDil 50 000 – 100 000 tundi). Erinevalt teistest valgusallikatest ei pane LED energiat soojuse, vaid valguse tootmisesse, mistõttu LED-pirnid ei kuumene, vaid toodavad valgust vati kohta rohkem kui muud valgusallikad.

 Vaatamata niivõrd headele näitajatele on LED valgusallikana siiani veel väga vähe levinud, võrreldes harjumuspäraste hõõgniit-, halogeen- või säästupirnidega. LED leiutati tegelikult juba 1920. aastal venelase Oleg Lossevi poolt, kuid praktilist kasutamist ei leidnud see leiutis mitu aastakümmet. Esimese nähtava valgus­spektriga (punane) praktiliselt kasutatav LED arendati välja 1962. aastal General Electricus. Ja ikkagi ei tähendanud see veel LEDide võidukäiku. Põhjuseks oli ekstreemselt kõrge hind – 200 dollarit/ühik. Hinda aitas mõnevõrra alla tuua ilmselt firma nimega Monsato, kes 1968. aastal alustas esimesena LEDide mass­tootmist. LEDe toodeti Hewlett Packardi jaoks, kes kasutas neid indikaatorlampidena.

 Kõrge hinna kõrval oli LEDi teine probleem valguse värvus. LED-tehnoloogias (ingl k Light Emitting Diode, valgust emiteeriv diood) pannakse madala pingega helendama epovaiku asetatud, peegeldi ja elektroodidega varustatud pooljuhi kristall. Pooljuhtdioodide kristalle valmistatakse ränist, germaaniumist, seleenist ja teistest liht- või liitpooljuhtidest. Uuema põlvkonna materjaliks on ka galliumarseniid, mille elektrilised parameetrid ja temperatuuritaluvus on paremad kui ränil, rääkimata germaaniumist. Ränikarbiidi kasutatakse tänapäeval juba üsna harva. Pooljuhtide kristallid ergastatakse elektrivoolu mõjul ning nad kiirgavad erinevat värvi valgust. Paraku aga mitte igapäevaelus harjumuspärast valget valgust.

 Pikka aega oli teadlastele probleem, kuidas tekitada valgusradiatsioon, mis oleks inimsilmaga nähtav kui valge valgus. Alles 1990. aastate lõpus tulid kasutusele sinist valgust kiirgavad dioodid ning siis hakati saama ka valget valgust. Selle jaoks pandi koos tööle punane, roheline ja sinine valgusdiood. Teise tehnoloogia järgi saadakse valge, kui osa sinisest valgusest muundatakse kollaseks. Kollane ja sinine koos loovad valge valguse illusiooni. Sellest ajast on LEDid valgusallikana tormiliselt arenema hakanud. Esialgne külm valge (sinakas) valgus on suudetud muuta üha soojemaks ning praeguseks ei ole LEDi valgus reeglina silmaga eristatav halogeenpirni valgusest. Arvestama peab LEDi puhul siiski, et ka tema valgusjõud ei ole igavene ja pärast 50 000 põlemistundi hakkab LEDi valgusjõud vähenema, mistõttu on mõistlik hakata mõtlema LEDi väljavahetamisele. Kuid võrreldes hõõgniit- ja ka säästupirniga on LEDi tööiga ikkagi kordades pikem (hõõgniitpirni tööiga 1000 tundi, säästupirnil kuni 10 000 tundi).

 Sobiliku valguse leidmine on andnud LEDide levikule tugeva tõuke. Praegu on võimalik juba ükskõik milline koduse majapidamise hõõgniit- või halogeenpirn asendada LED-pirniga. Esialgne investeering on endiselt suhteliselt kõrge, kuid hilisem pikk ja energiasäästlik kasutusiga võimaldab LED-pirni esialgse kõrge maksumuse tagasi teenida.

 LEDi eelised

 Efektiivsus – LED toodab rohkem valgust vati kohta kui hõõgniitpirn.

Värvus – LED annab erinevat värvi valgust ilma spetsiaalset filtrit kasutamata.

Suurus – LED on väga väike, mõõtmetelt alla 2 mm, teda saab kergesti paigutada trükiplaadile.

Sisse- ja väljalülitamise aeg – LED süttib väga kiiresti. Tüüpilise punase LEDi heledus saavutatakse mikrosekunditega.

Tsüklilisus – LEDid on ideaalsed kasutamiseks kohtades, kus on vaja valgust sagedasti sisse ja välja lülitada. Näiteks päevavalguslambid põlevad palju kiiremini läbi, kui neid kogu aeg sisse-välja lülitada, LEDile lülituskordade arv ei mõju.

Valguse reguleerimine – LEDi valgustugevust saab kergesti reguleerida, vähendades pinget.

Külm valgusallikas – erinevalt teistest valgusallikatest eraldab LED põlemisel väga vähe soojust, mistõttu saab teda kasutada soojustundlikes kohtades.

Pikk eluiga – LEDidel on pikk kasutus­iga, hinnanguliselt 35 000 – 50 000 tundi kasulikku tööaega (tavaliselt isegi rohkem). Päevavalguslampide tööiga on 10 000 – 15 000 tundi, sõltudes kasutustingimustest, ja hõõgniitpirnidel 1000 – 2000 tundi.

Põrutuskindlus – LED koosneb tahketest komponentidest, mistõttu ta ei purune.

Fookus – LEDi jäik kuju võimaldab valgusvihku suunata. Päevavalguslambil ja hõõgniitpirnil on vaja välist reflektorit, et selle abil valgusvihku suunata.

Ohutus – LEDides ei ole elavhõbedat nagu näiteks päevavalguslampides.

 LEDi puudused

 Kõrge omahind – LED on luumeni kohta kallim kui ükski teine valgustehnoloogia. LED on väikese luumenite mahuga. Kui võtta arvesse kogumaksumust (kaasa arvatud energia ja püsikulud), siis jääb LED kindlasti alla halogeen- ja hõõgniitpirnide maksumusele, olles siiski ohtlik konkurent säästupirnidele.

Sõltuvus temperatuurist – LEDi tööjõudlus sõltub oluliselt ümbritseva keskkonna temperatuurist. Kui temperatuur on liiga kõrge, võib see viia LEDi läbipõlemiseni.

Tundlik pinge suhtes – LEDidele peab andma ühtlast voolupinget.

Valguse kvaliteet – LEDide valguses võivad objektide värvid paista teistsugused.

Valgusnurk – LEDiga on raske valgustada suurt ala.

Valguse saastatus – kuna külma valgusega LED eraldab rohkem sinakat valgust kui teised valgusallikad, tekitab ta sellega rohkem valguse saastatust.

 Eesti tuntuim LED-valgustusega objekt, Vabadussõja võidusammas, sai 250 000 LEDi tänu efektiivsusele ja laiadele valgustusvõimalustele.

 Samba ühe autori Rainer Sternfeldi ütlusel oli soov igijääd meenutava klaasi omaduste väljatoomiseks kasutada lumivalge värvustemperatuuriga valgustust, mis annaks sambale ühtlase valgusjaotuse. Selleks sobisid LED­id hästi, kuna nende värvustemperatuuride skaala on lai ning dioodid ise piisavalt väikesed, et neid poleks klaasi tagant märgata. Teine LEDide kasuks otsustamise oluline põhjus oli nende sujuvlülitus ning automaatikavõimalus. Kolmandaks, LED­ide kõrge eluiga, madal elektritarve ehk teisisõnu suur kasutegur.

 Võidusamba valguslahendus jaguneb kaheks, postamendi ja risti osaks. Postamendi valguslahenduses on alumiiniumlatile ritta asetatud Power LEDid, mis on varustatud kroomitud klaasist silinderkatetega. Need katted ahendavad valgusvihu vaid soovitud suunas ega tekita eredaid täppe. LEDid on asetatud kordamööda üles ja alla.

Kuna postament koosneb kahe meetri kõrgustest klaastahvlitest, siis ühtlase valgusjaotuse tagamiseks on LEDid horisontaalselt asetatud iga kahe meetri järel vuugivahe taha.

 Risti valgustamiseks on trükkplaatidele paigutatud LED-maatriksid, kus valgusdioodid asetsevad teineteisest 3-sentimeetrise sammuga. Trükkplaadid järgivad Vabadusristi kujundi geomeetriat.

Ristil on võimalik eraldi juhtida risti kontuure, risti südamikku ehk sümbolit ning risti sisemisi pindu. Postamendil on võimalik sujuvkäivitus. Näiteks samba avamistseremoonial hakkas sammas valgustuma altpoolt ülespoole, mis tipnes risti valgustamisega.

 Sternfeldi väitel ongi LED-valgustuse selge eelis võimalus seda juhtida täpselt nii, nagu tahad. Eriti tuleb see välja olukorras, kus on suured pinnad ja LEDe on kogu pinna peal palju. Nii saab luua erinevaid kujundeid, sisselülitamise efekte jms.

Kui kõrvaltvaatajale on jäänud viimasel ajal mulje, et samba LED-valgustusega on probleeme, siis Sternfeldi kinnitusel ei ole põhjus mitte LEDides, vaid samba vuugivahede praagis, mistõttu pääses vesi risti sisse. LEDide töökindlusega mingeid probleeme ei ole.
Allikas: Inseneeria


Säästva arengu ja halduse portaal | info@property24.ee

     Videoteek
300 aastat fossiilseid kütuseid 300 sekundiga!
Fantastiline graafiline läbilõige faktidega töösturevolutsioonist kuni globaalsete energeetika- ja kliimaprobleemideni!
Carlota Perez - 2020 Shaping Ideas
Muljetavaldavad ideed maailmakuulsalt professorilt keskkonna, ühiskonna ja tuleviku analüüsis.
Passiivmaja minutiga
Video madala energiakuluga passiivmaja elementide montaazist Oslo lähedal Norras. Kvaliteetse karkassi paigaldamiseks kulus 4 päeva.

     Ideed
1. Päeva moto: kõik mis teed- tee hästi!
2. Elu on lihtne aga inimene järjekindlalt muudab seda keeruliseks!
3. Nihil difficile volenti- miski ei ole raske neile kes seda tahavad!

     Reklaam
banner

EAS
banner

E- ehitus
Energe.it