"Zöld világítás" programok

	Keresés	Terjesztés	Kezdőlapnak
	Kapcsolat	Médiaajánló	Lapszámok

2009. december

2009. december 15. kedd, 18:29

LED-es közvilágítás Az egyre nagyobb energiafelhasználás egyenes következménye a szén-dioxid-kibocsátás növekedése, az üvegházhatás erősödése. Valóban megállíthatatlan a folyamat? A LED-ek, a "zöld világítás" és hasonló programok biztos válasznak tűnnek korunk egyik legnagyobb kihívására.

A világítás az energiafogyasztás jelentős részét teszi ki, és miután a megszokott, hagyományos, de igen rossz fényhasznosítású világítási technológiák mellett az utóbbi évtizedekben egész sor energiahatékonyabb technológia jelent meg – a hagyományos izzólámpák mellett a halogénlámpák, lineáris és kompakt fénycsövek és a nagy intenzitású kisülőlámpák –, a világ számos területén dolgoztak ki programokat az elavult fényforrások lecserélésére.

Fényemittáló diódák
A fesoroltakon kívül a legígéretesebb fényforrások azonban kétségtelenül a fényemittáló diódák, a LED-ek. Alkalmazásuk óriási léptekkel halad előre, négyhat havonta jelennek meg teljesen új generációk. Nem csoda, hogy a "fehér" fények helyett ma már a beltéri általános világításra, sőt a kültéri út- és térvilágításra is egyre több helyen használják a LEDet. Ezek teljesen elektronikus eszközök, hagyományos, a diódáknál, tranzisztoroknál megismert szervetlen félvezető anyagokból vagy szerves polimerekből készülhetnek. A kétféle eszköz kutatása- fejlesztése külön-külön utakon folyik, de az előbbiek piacérettség szempontjából előbbre tartanak. A következőkben szervetlen félvezető anyagokból készülő eszközökről lesz szó. Ezek fénye egy piciny (általában 1 mm²-es) diódából indul ki, amely félvezető anyagból készült rétegeket tartalmaz. A működés fizikájának ismertetése messze meghaladja e cikk kereteit. Mindenesetre a fény az eszköz pozitív, illetve negatív töltéshordozókban gazdag – p-, illetve n-típusú – rétegének találkozásánál, az úgynevezett pn-átmenetben keletkezik, ha az átmenetre megfelelő feszültséget adva arra késztetjük a közelben lévő többségi töltéshordozókat, hogy a potenciálgátat jelentő átmeneten (zárórétegen) áthaladva ütközzenek más töltéshordozókkal, és többletenergiájukat jórészt fénykvantumok formájában adják le. A LED-házakban vagy egyetlen, vagy több dióda van, amelyeket hővezető anyagra szerelnek, és rendszerint lencsével vagy tokkal zárnak le.

1. ábra A kép; A tajpeji National Central University (a) és a Pekingi Olimpia tollaslabda-versenyeknek otthont adó stadionja melletti utcákban (b) 120 W-os Boulevard, az alsó-szászországi Birkumban (c) pedig 68 W-os Avenue LED-es közvilágítási lámpatestek, a japán Kodai-ji templom (d) előtt 60 W-os Spectra VI LED-es fényvetők gondoskodnak az energiatakarékos világításról. 1. ábra B kép

Hőháztartás
A LED-ek elektromos és fénytechnikai paramétereinek tökéletesítése csak idő és pénz kérdése. Egyre nagyobb fényáramú, egyre jobb fényhasznosítású, jobb színvisszaadású és jobb színstabilitású termékek jelennek meg a piacon. Alkalmazásukkal kapcsolatban a legnagyobb gondot nem is ez jelenti, hanem az: hogyan lehet elvezetni a fényáram és teljesítmény növekedésével egyenes arányban növekvő hőmennyiséget az apró LEDekből. Az összes többi, hagyományosnak tekinthető fényforrás a veszteségi teljesítményt (amely nem alakul át látható fénnyé) infravörös (hő)sugárzás formájában kibocsátja a környezetbe, a LED-ek azonban lényegében csak látható fényt sugároznak ki (a kimondottan UV-fényt emittálóktól eltekintve), a veszteségi teljesítmény, a hő bennmarad az eszközben.
A félvezetőkről – így a LED-ekről is – általában elmondható, hogy szinte minden paraméterük (LED-ek esetében a nyitófeszültség, fényáram, színhőmérséklet stb.) erősen függ a pn-átmenet hőmérsékletétől. Minél nagyobb teljesítményű az eszköz, annál nagyobb gondot jelent az átmenet hőmérsékletének lecsökkentése, stabil értéken tartása. Ehhez elsősorban olyan LED-modulokra van szükség, amelyeknél eleve kicsi a hővezetésben érintett anyagok belső hőellenállása. Fontos, hogy milyen technikával viszik fel a szerelőlapra − a pn-átmenethez, a hőforráshoz milyen közel és milyen jó hővezető képességű anyagot használnak.

1. ábra C kép

A keletkezett hő eltávolítására háromféle módszer áll rendelkezésre: hővezetés, hőátadás (konvekció) és hősugárzás. A hővezetés szilárd testekben és nyugvó környezetben lezajló hőterjedési jelenség, a konvekció szilárd testek és áramló közegek közötti, a hősugárzás pedig közvetítő anyag nélküli (elektromágneses sugárzással létrejövő) hőterjedés. A LED-ek esetében természetesen mindhárom lehetőséget igyekeznek kihasználni. A hősugárzás növelésére a lámpatest, illetve a hűtőborda felületének növelése adhat lehetőséget. A konvekciót például áramoltatott vízzel lehet fokozni. Szakvásárokon már bemutattak ilyen elven működő közvilágítási lámpatestet. Az igazán jól kézben tartható módszert azonban a harmadik, a hővezetés fokozása jelenti.
Már a diódák, tranzisztorok hőskorában alakultak külön cégek arra, hogy a félvezető eszközökben keletkező hő elvezetéséhez alkalmas hűtősíneket, hűtőbordákat állítsanak elő. A LED-ek esetében azonban most többről, másról van szó. Itt magát a lámpatestet kell úgy kialakítani, hogy az egyben "hűtőbordaként" is szolgáljon.

Zöld fény program Tajvanról
A NeoPac cég hőszivattyú elvén működő hűtőszerelvénye 2. ábra Erre igen meggyőző példa egy tajvani cég világviszonylatban is elismerést aratott termékválasztéka, amellyel az októberi Taitronics 2009 szakkiállításon találkoztunk. Jeffrey Chen, a NeoPac Lighting csoport alapítója és elnöke elkötelezett híve a LED-es világításnak, a "globális zöld világítás missziónak". Nyilatkozataiban elmeséli, hogy milyen nagy hatással volt rá a 2004-es karácsonyi tragikus cúnami Délkelet-Ázsia partjain, vagy a 2007-ben Nobel-békedíjjal kitüntetett egykori amerikai alelnök, Al Gore beszéde a globális felmelegedéssel kapcsolatos egyik konferencián. Itt hallotta azt is, hogy a világ energiafelhasználásából az amerikai 20 százalék mellett Kína is jelentősen kiveszi a részét a maga 12 százalékával. Öt évvel ezelőtt alapított cége a "Mentsük meg a Földet, világítsuk meg a jövőt!" szlogenjének megfelelően kimondottan a LED-es világítás kifejlesztésére szakosodott. Alacsony (60 °C alatti) átmenet-hőmérsékletű LED-modulok és igen kis (0,5 °C/W) hőellenállású hűtőelemek öszeépítéséből komplett LED-es világítási rendszereket fej lesztenek ki. Termékválasztékukban megtalálhatók a belső téri világításra alkalmas sínes lámpáktól, mélysugárzóktól kezdve a külső téri világítási feladatokhoz használható fényvetők és közvilágítási lámpatestek is. Termékeik már számos presztízsprojektben bizonyítottak, így például a tajpeji National Central University és a Pekingi Olimpia tollaslabda-versenyeknek otthont adó stadionja melletti utcákban, az alsó-szászországi Birkumban felszerelt LED-es közvilágítási lámpatesteik vagy a japán Kodai-ji templom előtt üzemelő LED-es fényvetőik (1. ábra). De eljutottak lámpáik Párizsba és az Egyesült Államokba is. Külön érdekesség a hőszivattyú elvén működő saját fejlesztésű hűtőszerelvényük (2. ábra), amely lényegében mindhárom fent említett hőelvezetési lehetőséget felhasználja. Egyedi megoldásaikat közel 200 szabadalmi bejelentés védi világszerte.

STB.

HOLUX-TIPP
Ha modern, energiatakarékos LED-es lámpatestekre van szüksége, forduljon bizalommal a Holux Kft.-hez, magyarországi kizárólagos képviselőként megkezdte a legkorszerűbb rendszerszemlélettel tervezett és konstruált bel- és kültéri LED-es lámpatestek és a hozzájuk tartozó különleges hűtőszerelvények hazai forgalmazását.