Tradicionālo
kvēlspuldžu ēra Eiropas Savienības valstīs tuvojas noslēgumam.
Kvēlspuldzēs tikai 4% no patērētās enerģijas tiek pārvērsta gaismā, bet
pārējie 96% siltumenerģijā. 20. gadsimta beigās pasaulē parādījās
principiāli jauni gaismas ķermeņi – gaismas diodes (šī tehnoloģija
pazīstama ar apzīmējumu LED – Light Emitted Diode).
Gaismas diode ir pusvadītāju iekārta,
kas redzamajā spektrā tiek uztverta kā vienkrāsaina. Izstarotās gaismas
krāsu nosaka izmantotie pusvadītāju materiāli, kā arī to piemaisījumi.
Pusvadītājs ir materiāls, kurš elektrisko strāvu vada vienā virzienā.
Starojums tajos tiek ģenerēts nevis ar sildīšanas palīdzību, kā tas ir
kvēlspuldzēs, ne arī ar elektrisko lādiņu, bet gan elektronu izdalītās
enerģijas rezultātā, kas rodas, elektriskai strāvai šķērsojot metāla un
pusvadītāja robežu. Atšķirībā no citiem gaismas avotiem gaismas diožu
starojumā nav siltuma (infrasarkano) un ultravioleto staru. Līdz ar to
gaismas diodes nesasilda apkārtējos priekšmetus un tos neizbalina.
Gaismas diožu izmēri ir ļoti mazi un līdz ar to ir viegli gaismas
plūsmu telpā pārdalīt ar atstarotāju un lēcu palīdzību. Izmantojot
gaismas diodes, var radīt ļoti efektīvus gaismas ķermeņus, kas
paredzēti, piemēram, vitrīnu vai dažādu ekspozīciju apgaismošanai,
neizmantojot nekādus papildu pasākumus, lai pasargātu apgaismojamos
priekšmetus no pārkaršanas vai ultravioletā starojuma.
Pēdējā
laikā arvien plašāk tiek izmantotas baltās gaismas diodes, kas ir sava
veida luminiscējošās lampas un gaismas diodes hibrīds. Tā ir
monohromatiska zilā diode, kas pārklāta ar luminofora slāni, kas zilā
gaismas diodes starojuma rezultātā dod plaša krāsu spektra gaismu no
zaļas līdz sarkanai. Sajaukumā ar pašas gaismas diodes starojumu tas
dod apgaismojumu, ko cilvēka acs uztver kā ļoti tuvu parastai dienas
gaismai, dažreiz ar nelielu nobīdi uz auksto toņu pusi. Pašlaik
atkarībā no krāsas gaismas diožu efektivitāte sasniedz 30 lm/W un
vairāk, salīdzinājumam augstākais gaismas atdeves rādītājs, ko izdodas
panākt no parastajām lampām laboratorijas apstākļos, ir 200 lm/W.
Tipiska gaismas diode patērē 15–20 mA strāvu pie darba sprieguma
1,7–4,6 V.
Gaismas diožu galvenās priekšrocības
1.
Gaismas plūsmas vadāmība – gaismas diodes ļauj virzīt gaismas plūsmu uz
kādu konkrētu punktu. Tās iespējams novietot uz plakanas virsmas un tās
rada ideālu virzītu apgaismojumu. Gaismas plūsmas izmantošana sasniedz
90%, kamēr parastajiem gaismas avotiem tā ir ne vairāk par 60–75%. 2.
Kontrastainība, apgaismojot virsmu ar gaismas diodēm, pat 400 reizes
pārsniedz gāzizlādes lampu kontrastainību, kas nodrošina ideāli skaidru
apgaismojamo objektu redzamību un gaismas pārraidi. Gaismas pārraides
indekss sastāda 80-85. 3. Stroboskopiskā efekta neesamība.
Darbojoties gaismas diožu matrica nerada kaitīgu zemfrekvenču pulsāciju
efektu, kas raksturīgs luminiscējošiem un gāzizlādes gaismas avotiem. 4. Izturība pret nolietojumu. Gaismas diožu kalpošanas laiks nav atkarīgs no ieslēgšanas–izslēgšanas biežuma. 5. Momentāna ieslēgšanās. Nav nepieciešams iesildīšanās laiks, lai sasniegtu pilnvērtīgu gaismas atdevi. 6.
Zems palaišanas un darba strāvas patēriņš, kas izslēdz tīkla pārslodzes
iespējas ieslēgšanas brīdī. Palaišanas un darba strāvas parametri ir
0,7–1,1 A. Salīdzinājumam, gāzizlādes lampām palaišanas strāva ir 4,5
A, bet darba 2,1 A. 7. Kontrolējamība un vadāmība. Gaismas diodes
iespējams savietot ar elektroniskajām vadības sistēmām, kas ļauj
regulēt gaismas intensitāti un gaismas plūsmas krāsu. 8. Izturība
pret zemām temperatūrām. Gaismas diodes var darboties nelabvēlīgos
apkārtējās vides apstākļos, tai skaitā arī pie zemām temperatūrām.
Piemēram, luminiscējošo lampu efektivitāte pie zemām temperatūrām
ievērojami krītas, savukārt gaismas diožu efektivitāte pat nedaudz
palielinās, kas ir ļoti piemēroti ārējam apgaismojumam. 9. Izturība
un drošība. Stikla detaļu un kvēldiega neesamība padara gaismas diodes
par īpaši piemērotām dažādās ražotnēs, transportā un citās vietās, kur
ir paaugstinātas prasības pret izturību un drošību. Bieži vien gaismas
diodes tiek izmantotas arī kā pretvandāļu apgaismojums. 10. Plaša apgaismojuma amplitūda. Gaismas diodes var darboties arī ar 5% intensitāti no maksimuma. 11.
Liels resurss. Gaismas ķermeņu ar gaismas diožu matricām kalpošanas
laiks sasniedz 40–70 tūkstošus stundu, kas ir apmēram 15–20 gadi
pilsētas apgaismojuma režīmā. Halogēno lampu šajā laika periodā nāktos
nomainīt apmēram 100 reizes.
Enerģijas ekonomija ir vispasaules
problēma, jo enerģiju pietiekamā daudzumā praktiski nav iespējams
saražot, neradot nekādu ietekmi uz apkārtējo vidi. Eiropas Savienībā ir
uzsākta cīņa pret neracionālu elektroenerģijas izmantošanu. Par
ienaidnieku numur viens pašlaik ir pasludinātas parastās kvēlspuldzes,
jo tās tikai 4% no patērētās enerģijas pārvērš gaismā.
Krusta
kara ietvaros pret elektriskajām kvēlspuldzēm tām no Eiropas Savienības
veikalu plauktiem jāpazūd 2012. gadā. Eiropas Komisija (EK) pieņēmusi
regulu, ka Eiropas Savienības dalībvalstīm līdz 2012. gada septembrim
jāatsakās no ierastajām kvēlspuldzēm, sākot izmantot cita parauga
spuldzes. To vietā paredzēts izmantot galvenokārt luminiscējošās
energoefektīvās spuldzes, taču tām ir virkne trūkumu, salīdzinot ar
gaismas diožu izmantošanu apgaismojumam. Kā galvenās gaismas diožu
priekšrocības var minēt augstāku apgaismojuma efektivitāti, lielāku
izturību un garāku kalpošanas laiku. Tomēr daudzus patērētājus kaitina
luminiscējošo lampu apgaismojuma spektrs.
Bet, protams, visu
savās vietās noliks tirgus, ar laiku parādot, kurš no energoefektīvā
apgaismojuma veidiem ir piemērotāks mūsdienu pasaulē. Naudas izteiksmē
pagaidām pāreja no kvēlspuldzēm uz energoefektīvākiem gaismas ķermeņiem
nedod lielu guvumu katrai ģimenei, turklāt ekonomisko spuldžu iegāde
izmaksā vairāk. Taču visā Eiropā tas ļaus ietaupīt tādu
elektroenerģijas daudzumu, kādu gadā saražo desmit 500 MW jaudas
elektrostacijas. Salīdzinājumam: pie Liepājas plānotās ogļu
elektrostacijas jauda būs 400 MW. Vēl jaunās spuldzes ļaus samazināt
ogļskābās gāzes izmešus atmosfērā par aptuveni 15 miljoniem tonnu gadā.
Ļoti efektīva gaismas diožu izmantošana varētu būt pilsētas
ielu apgaismojumā, kā arī citās sabiedriskās vietās. Tāpat to sniegtās
iespējas vēl joprojām ir nenovērtētas industriālajā sfērā. |