Alternative LED-Beleuchtung bekämpft Energiekrise

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Alternative Beleuchtung taucht als eine potente Methode, um die Energiekrise zu bekämpfen. Light Emitting Diode-Beleuchtungs-Technologien könnten eine innovative Möglichkeit, Energie zu sparen und verschwenderische Beleuchtung obsolet machen.

Cree-LED-Beleuchtung ist die Herstellung dieser Technologie in Durham, North Carolina. Cree konzentriert sich auf die Produktion von Light Emitting Diode (oder LED) leuchten, Energie und Kommunikation, die durch Fortschritte in der Silizium-Karbid-Halbleiter-Technologie unterstützt werden.

Silizium-Karbid-Chips sind länger haltbar und eine bessere Leistung als herkömmliche Silizium-Halbleitern. Cree entdeckt diese Eigenschaften von Hartmetall-Chips bei der Arbeit mit der University of Arkansas im Jahr 2001 auf einen Zuschuss von der National Science Foundation. Sie entwickelt Computer Modellierungsmethoden um Halbleiter Silizium-Karbid unter extremen Bedingungen zu simulieren. Cree arbeitete dann mit einem 2007 National Science Foundation Stipendium, Mikrowellen-Technologie um schnell verarbeiten Halbleiter Silizium-Karbid zu entwickeln.

Ausleihen der Weg

Obwohl Cree Arbeit zu Halbleiteranwendungen für macht und der Funktechnik führte, sind Cree die erfolgreichsten Produkte bis heute LED-Leuchten mit ihrer Halbleiter Silizium-Karbid.

Wenn allgemein angenommen wird, könnten die mögliche Auswirkungen von LED-Leuchten auf den nationalen Energieverbrauch enorm sein. "Im Durchschnitt LED Beleuchtung kann sparen bis zu 85 Prozent des Stroms von Glühlampen, da die meisten von den Strahlungswerten von Licht in Wärme statt Licht, konvertiert wird", sagte Michelle Murray, Director of Communications bei Cree. "Für Leuchtstoffröhren, je nachdem, ob Sie LED-Beleuchtung, kompakt-Leuchtstoffröhren oder Leuchtstoffröhre Beleuchtung vergleichen können LEDs zwischen 20 und 50 Prozent des Energieverbrauchs durch diese Lichtquellen sparen."

Neben LED-Beleuchtung Energie nutzen hält es mechanische Vorteile über standard Leuchtstoffröhren und Glühlampen Leuchten.

"LEDs nicht zerbrechlich Filamente wie Glühlampen oder spezielle Gase im Inneren, wie Leuchtstoffröhren, haben", sagte Murray.

Die beste Wahl

Die Filamente in die meisten Glühlampen begrenzen nicht nur jede Birne Leben, sie können große Mengen an Abwärme erzeugen. Leuchtstoffröhren sind effizienter als Glühlampen, aber potenziell schädliches Quecksilber enthalten. Wenn Leuchtstoffröhren auslaufen, muss das giftige Quecksilber ordnungsgemäß verwaltet werden, um die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu schützen.

"Jede Beleuchtungsanlage ist nur so gut wie seine schwächste Teil", sagte Murray. "So gute Qualität Solid-State Lighting [wie Glühbirnen LED-Basis] hat einen System-Level Design-Ansatz – die LEDs, die Optik, der Fahrer und die Thermik sind für ihre spezifische Anwendung optimiert. Dies ermöglicht die LED-Beleuchtung zum letzten Jahre, sogar Jahrzehnte. "

LED-Leuchten basieren auf Fehler, wie Glühlampen oder Leuchtstoffröhren Birnen nicht gegeben ein Leben lang. Stattdessen gelten die LED-Leuchten ausgetauscht, wenn sie nur 70 Prozent der ursprünglichen Wirksamkeit bieten. Die LED-Technologie von Cree entwickelt wurde entwickelt, um dauern mindestens 50.000 Stunden vor Austausch, die größer als die 40.000 Stunden Lebensdauer von vielen Leuchtstoffröhren ist erforderlich.

Andernfalls Leuchtstoffröhren

Leuchtstoffröhren sind eine geschätzte Lebensdauer basierend auf die Ausfallrate der Birne gegeben: nach 40.000 Betriebsstunden, 50 Prozent der Leuchtstoffröhren haben gebrochen und Ersatz benötigen. Nach DOE Bremssattel 9 zusammenfassender Bericht, wegen dieser hohe Ausfallrate einige Leuchtstoffröhren sind bei einer praktischeren Lebensdauer von 24.000 Stunden beworben – weniger als die Hälfte der Lebensdauer einer Silizium-Karbid halbleiterbasierten LED.

Im Juni 2011 besuchte Präsident Barack Obama Cree um tour des Unternehmens Durham, N.C. Produktionsstätten sowie Treffen mit den Jobs und Rat "Wettbewerbsfähigkeit" die Richtung der amerikanischen Wirtschaft zu diskutieren. Der Präsident markiert Cree Technologie als treibende Kraft bei der Führung einer saubere Energie-Revolution und Beihilfe amerikanische Herstellung, aber LED-Beleuchtung ist noch nicht doch eine bekannte Technologie der Öffentlichkeit.

"Bewusstsein ist die größte Herausforderung", sagte Murray. "Bewusstsein darüber, wie Sie qualitativ hochwertige LED-Beleuchtungsprodukte kaufen und Bewusstsein, die sie bereits auf dem Markt sind." "

Murray hebt auch Herausforderungen bei der Aufklärung der Öffentlichkeit, die Vorlaufkosten der LED-Beleuchtung im Vergleich zu den potenziellen Payback über das Leben von einem Fixpunkt zu verstehen. LED-Leuchten Kosten zunächst mehr als Leuchtstoffröhren und Glühlampen Glühbirnen, aber die Einsparungen bei den Energie- und Birne Ersatz Zahlen in der Regel für die LED höhere Kosten im Laufe der Zeit.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation, die Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragt. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die hinter die Kulissen-Archiv.