Еволюцията на осветлението: от лампи с нажежаема жичка до светодиоди
Крушката с нажежаема жичканаправи революция в живота и работата на хората с достъп до електричество, но неговата неефективност-хабенето на повечето енергия като топлина-не беше поставено под въпрос до петролните шокове през 70-те години. В отговор правителствата насърчиха енергийната ефективност, а лидери в индустрията като Philips и Osram инвестираха сериозно в алтернативи, подкрепени от закони за премахване на разточителните крушки.
Първата алтернатива беше компактната флуоресцентна крушка (CFL), пет пъти по-енергийно-ефективна от традиционните лампи с нажежаема жичка. Но потребителите не харесаха силното му синьо-бяло сияние и бавното загряване-. Халогенните крушки за кратко служеха като заместител, но предлагаха само малко по-добра ефективност от лампите с нажежаема жичка. Тогава светодиодите се появиха като промяна-в играта.
Светодиодите имат голям потенциал за бързо приемане и намаляване на въглеродните емисии. Те произвеждат светлина моментално, съответстват на цветовия спектър на естествената дневна светлина и генерират минимална топлина-за разлика от лампите с нажежаема жичка, които губят до 95% от енергията като топлина. Американската фирма Fairchild Optoelectronics пусна LED продукт още през 70-те години на миналия век, но светодиодите останаха скъпи нишови продукти в продължение на десетилетия. Едва през 2000 г., когато и индустриализираните, и развиващите се нации определят минимални стандарти за производителност/ефективност и твърди крайни срокове за постепенно премахване на неефективните крушки, продажбите бавно се насочиха към ниско-енергийни опции.
Не е изненадващо, че скоростта и мащабът на внедряване на LED се различават в различните страни поради големите разлики в политиките, икономиките и достъпа до енергия. До 2015 г. много потребители все още се придържаха към традиционните крушки, гледайки на халогенните/нажежаемите алтернативи като на неадекватни. Но последните години донесоха впечатляващи подобренияв LED качество, дизайн, цена и функционалност, стимулиращи бързото усвояване. Днес светодиодите струват \\(2–\\)5, използват 90% по-малко енергия от лампите с нажежаема жичка (включително халогени) и 60% по-малко от старите флуоресцентни лампи. До 2019 г. те представляват ~46% от глобалните продажби на осветление, спрямо 37% през 2018 г.
Правителствен натиск за приемане на LED
Ръководеният от правителството-натиск за премахване на неефективните крушки-ключов за растежа на светодиодите-започна през 2005 г. в Бразилия и Венецуела. ЕС, Австралия и Швейцария ги последваха със свои собствени постепенно-преустановяване през 2009 г. Сега повечето правителства и компании имат политики за насърчаване на използването на светодиоди, водени от техните ползи за-спестяване на разходи и енергия. САЩ започнаха да премахват неефективните крушки през 2007 г. (въпреки че администрацията на Тръмп спря това през 2019 г.), докато директива на ЕС ще прекрати продажбите на лампи с нажежаема жичка и халогенни лампи до края на 2021 г.
По-широко значение на LED растежа
Светодиодите показват колко силни, интервенционистки правителствени политики могат да премахнат неефективните, разточителни продукти. Без такива политики индустриите няма да имат мотивация да изоставят остарелите осветителни технологии. Важно е, че това законодателство обикновено се фокусира върху изискванията за ефективност, а не върху конкретни технологии,-които позволяват на индустриите да разработват решения. Резултатът е постоянният спад на халогените и лампите с нажежаема жичка, което води до спестяване на разходи както за бизнеса, така и за потребителите.
Светодиодите вече намаляват общото потребление на енергия от осветлението: през 2018 г. осветлението представляваше ~13% от световното потребление на енергия, а при настоящите нива на приемане се очаква това да спадне до 8% до 2030 г. Енергийната ефективност обаче често остава засенчена от новите технологии за възобновяеми източници и се нуждае от постоянна поддръжка. МАЕ отбелязва, че глобалното повишаване на енергийната ефективност се е забавило от 2015 г. насам, но ефективността остава критична за намаляване на общото потребление на енергия.
Понастоящем осветлението представлява 13% от световното търсене на електроенергия и 5% от годишните глобални въглеродни емисии (за контекст, международното корабоплаване отделя 1,7%). Все още има огромен потенциал за намаляване на емисиите,-свързани с осветлението: някои оценки предполагат, че глобалното преминаване към високо-ефективни светодиоди може да намали CO₂ с 1,4 милиарда тона, избягвайки необходимостта от 1250 нови електроцентрали-огромна победа за намаляване на въглерода и качеството на въздуха.
Светодиодите също така подчертават колко бързо се изплащат смелите бизнес решения. Производителите поеха рискове, за да преминат от неефективно осветление към светодиоди. През 2006 г. Philips Lighting-когато тогава получаваха почти две-трети от продажбите от лампи с нажежаема жичка-вместо това реши да увеличи производството на светодиоди. Този радикален ход се сблъска със силна опозиция в компанията и от страна на акционерите, но успя: сега наречена Signify, фирмата е сред петте най-големи световни производители на светодиоди с ~6 милиарда британски лири годишни приходи.
Освен това промяната на осветлението подчертава важността на индивидуалните действия за намаляване на въглеродните емисии. Дори малките избори, умножени сред милиарди хора, водят до огромни екологични и финансови въздействия. Прехвърлянето на спестяванията на потребителите помага за стимулиране на промяната в една капиталистическа система. Освен ефективността и ползите за околната среда, светодиодите спестяват пари на потребителите: Министерството на енергетиката на САЩ изчислява, че светодиодите могат да намалят потреблението на енергия за национално осветление с 29% до 2025 г., спестявайки на домакинствата ~80 милиарда британски лири от сметки за електричество. В Обединеното кралство широко разпространеното използване на светодиоди в домашни условия ще намали сметките за енергия с £2 милиарда и ще предотврати 8 милиона тона въглеродни емисии. Първоначалната инвестиция за преминаване към светодиоди в Обединеното кралство се изплаща само за 3-4 месеца и всяко домакинство може да спести ~40 британски лири годишно с пълно приемане.
Контекст и фон
Произходът на електрическата крушка датира от 1761-по-рано от Волта – когато Ебенезър Кинерсли демонстрира нажежаване от нагрята жица. Но едва през 1879 г. Томас Алва Едисон патентова електрическа лампа, която ще доминира на пазара в продължение на почти два века. Той умело купи патенти от други изобретатели, за да разработи работещ продукт.
Крушката с нажежаема жичка промени живота и работата на хората с електричество. Неговото господство през 19-ти и 20-ти век идва от липсата на конкуренция и падащите разходи. Както е казал Едисън: „Само богатите ще могат да палят свещи“; до 20-ти век употребата на изкуствена светлина е била 100 000 пъти по-голяма, отколкото през 18-ти век.
Разработването на ефективни, дълготрайни-крушки обаче не беше лесно. През 20-те години на миналия век картелът на производителите, наречен "Phoebus" (включително дъщерни дружества на Osram, Philips и GE), се заговори да направи крушки с по-кратък живот от преди.
Бързо-напред към 21-ви век: след като огромното превъзходство на светодиодите стана ясно, преминаването към производството им беше изненадващо противоречиво-но обещанието за огромни икономии на енергия победи. Навлизането на пазара беше по-бавно, отколкото се надяваха привържениците на светодиодите, така че правителствата се намесиха, за да ускорят приемането, да увеличат производството на светодиоди и постепенно да премахнат неефективните крушки. Правителствата имаха допълнителен стимул: разходите за обществено осветление изядоха голяма част от общинските бюджети. Например общественото осветление представлява 20–40% от сметките за електричество на съветите в САЩ.
Както се надяваме, строгите правителствени закони и стандартите за ефективност намалиха цените на светодиодите, което ги направи достъпни за милиарди и увеличи пазарния дял. Повече от две десетилетия,LED крушкаразходите са паднали повече от 20 пъти, докато техният светлинен поток (качество на осветление) се е подобрил 40 пъти. Това не само спести пари на потребителите, но и помогна на правителствата да намалят въглеродните емисии.
В Индия, например, пазарът на светодиоди нарасна 130-пъти за пет години: от 5 милиона годишни продажби през 2014 г. до 670 милиона през 2018 г. Сега светодиодите спестяват 30 терават-часа енергия годишно – достатъчно, за да захранват 28 милиона индийски домове или цяла Дания за една година. През същия период цените на LED крушките паднаха от ~4,50 паунда през 2014 г. до 0,78 паунда през 2019 г. Светодиодите също направиха слънчевото домашно осветление по-евтино и по-ефективно в Индия, където много от тях нямат мрежово електричество.
В горещ климат като Индия, светодиодите предлагат допълнително предимство: поддържат сградите хладни. Лампите с нажежаема жичка губят 95% от енергията като топлина, което прави помещенията неудобни при вече горещо време-често принуждавайки да се разчита на неефективни, замърсяващи климатици. Светодиодите, напротив, губят малко енергия като топлина, предотвратявайки ненужното нагряване на хора и пространства.
Благоприятни фактори за доминиране на LED
Ключов фактор за растежа на светодиодите бяха спадащите разходи. Благодарение на иновациите в производството на осветление и широкомащабното-производство, цените на светодиодите паднаха рязко в продължение на десетилетия. Когато светодиодите бяха пуснати за първи път в Обединеното кралство, потребителите плащаха до £9 на крушка-което сега е немислимо, като светодиодите от £1 са обичайни. Цените паднаха толкова бързо, че една крушка можеше да струва £1 по-малко само за година.
Този спад на цените подхранва растежа на светодиодите по два начина: първо, текущите цени правят светодиодите достъпни за почти всички потребители, повишавайки продажбите и проникването; второ, ниските разходи съкращават възвръщаемостта на инвестициите (ROI), с някои оценки на 3–4 месеца. В някои случаи ROI може да достигне 525%, въпреки че това зависи от променливи като използване и разходи за електроенергия.
Ясните правителствени закони и насоките относно ефективността, качеството и постепенното{0}}преустановяване също изиграха голяма роля. За да ускорят приемането на LED, правителствата по целия свят въведоха мерки като минимални стандарти за качество и ефективност. Тези политики постепенно премахнаха неефективните крушки и пренасочиха производството към светодиоди, създавайки мащаба, необходим за бързо намаляване на разходите. Съгласно правилата на ЕС 2021 г. може да бъде последната година, в която крушки с нажежаема жичка и халогенни крушки се продават в Обединеното кралство.
Нарастващото потребителско търсене на достъпни{0}}спестяващи технологии също подкрепи светодиодите. Електрическите крушки позволяват на хората да намалят потреблението (чрез замяна на крушките с кратък-жизход) и намаляване на емисиите без специализирани знания или големи инвестиции. В сравнение с халогените, светодиодите превъзхождат цената си: халогените издържат ~2000 часа (приблизително две години средна употреба), докато светодиодите издържат 25 000 часа-осигурявайки дългосрочни-спестявания и намалявайки отпадъците. Пълното внедряване на LED спестява на средното домакинство £40 годишно. За потребителите, фирмите и правителствата тези спестявания-съчетани с падащите цени на светодиодите-правят светодиодите изборът по подразбиране.
Обхват и доказателства
Американската фирма Fairchild Optoelectronics пусна LED продукт през 70-те години на миналия век, но светодиодите останаха скъпи нишови продукти в продължение на десетилетия.
През 2006 г. Philips Lighting (тогава получавайки ~2/3 от продажбите от лампи с нажежаема жичка) се пренасочи към мащабно производство на светодиоди; сега наречен Signify, той е топ 5 глобален производител на светодиоди с ~6 милиарда британски лири годишни приходи.
Светодиодите издържат ~25 000 часа, осигурявайки дългосрочни-спестявания на потребителите.
Бразилия и Венецуела започнаха постепенно премахване на неефективните крушки през 2005 г.; ЕС, Австралия и Швейцария последваха през 2009 г.
САЩ започнаха поетапното-преустановяване през 2007 г. (спряно от администрацията на Тръмп през 2019 г.).
През 2018 г. осветлението представлява ~13% от световното потребление на електроенергия и 5% от годишните глобални въглеродни емисии.
Днес светодиодите струват \\(2–\\)5, използват 90% по-малко енергия от лампите с нажежаема жичка (включително халогени) и 60% по-малко от старите флуоресцентни лампи.
Продажбите на светодиоди са нараснали от 37% от глобалните продажби на осветление през 2018 г. до 46% през 2019 г.
Повечето правителства и компании имат политики за насърчаване на използването на светодиоди, водени от разходите и икономиите на енергия.
Директива на ЕС ще прекрати продажбите на лампи с нажежаема жичка и халогенни лампи до 2021 г.
Глобално преминаване към високо{0}}ефективни светодиоди може да намали CO₂ с 1,4 милиарда тона, избягвайки 1250 нови електроцентрали.
Министерството на енергетиката на САЩ изчислява, че светодиодите могат да намалят националното потребление на енергия за осветление с 29% до 2025 г., спестявайки на домакинствата ~80 милиарда британски лири.
В Обединеното кралство широко разпространеното използване на светодиоди в домашни условия ще намали сметките за енергия с £2 милиарда и ще предотврати 8 милиона тона въглеродни емисии.
Пълното приемане на светодиоди спестява на средното домакинство в Обединеното кралство ~£40 годишно.
Заедно го правим по-добър.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Mobile/Whatsapp :(+86)18673599565
Имейл:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Уеб:www.benweilight.com
Добавяне: Сграда F, индустриална зона Yuanfen, Longhua, област Bao'an, Шенжен, Китай
