صنایع روشنایی فارسیان

Lighting Technology
لامپ های روشنایی به سه دسته مهتابی(فلوروسنت) و آفتابی(رشته ای) و نسل جدید آن ها که ال ای دی (LED) می باشند تقسیم می شوند. این لامپ ها دارای خصوصیات زیر می باشند:
لامپ های رشته ای : یک جریان الکتریکی از یک رشته نازک رسانا عبور می کند که تا حد نور دهی آن را گرم می کند. یک حباب شیشه ای بسته از رسیدن اکسیژن به رشته جلوگیری می کند ،زیرا که در غیر این صورت رشته سریعاً اکسید و خراب خواهد شد. در لامپ های آفتابی حدود ۹۵ درصد انرژی الکتریسیته به گرما تبدیل می شود و تنها ۵ درصد صرف روشنایی و تولید نور می شود. نکته قابل توجه در این لامپ ها این است که بعلت سوختن، تنگستن آن ها سریع مستهلک شده و حباب (شیشه) آن ها نیز به دلیل نازک بودن و در معرض نور بودن به مدت طولانی در مدت کمتر از چندسال از بین رفته و به پودر سیلیس و سایر ترکیبات معدنی تبدیل می شود.
لامپ های مهتابی: در صنایع روشنایی حدود بیست سال است که استفاده از این لامپ ها رایج شده است و از معایب آن ها می توان به این موضوع اشاره داشت که موجب برنزه شدن پوست سفید و متعاقب آن سبب بروز لکه های پوستی، کدورت پوست، پیری زودرس و حتی سرطان پوست می شودکه این تأثیرات بر زنان و کودکان به مراتب بیشتر است. لامپ های فلوروسنت البته مزایایی نیز دارند که مهمترین آن ها کم مصرف بودن آن هاست. لامپ های فلوروسنت دارای شرایط تغییر فرکانس نوری هستند به این معنا که در هر لحظه نور آن ها چندین بار شدت و ضعف دارد که البته با چشم غیر مسلح دیده نمی شود و تنها دستگاه های الکترونیکی این موضوع را می تواند به خوبی تشخیص دهد و این تغییر فرکانس برای چشم انسان بسیار خطرناک است و سبب تسریع در تشکیل آب مروارید و آسیب رساندن به چشم می شود. علاوه براین، این نوع لامپها حاوی مقداری جیوه و سرب نیز می باشند که در صورت تماس با پوست یا جذب داخل بدن از طریق استنشاق بخار، برای سلامتی فوق العاده خطرناک می باشد. در کشورهای پیشرفته به خاطر همین خطرات و جلوگیری از آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین جیوه و سرب، جمع آوری و دفع بدنه لامپهای کم مصرف و مهتابی دارای دستورالعملهای خاص می باشد.
ال ای دی (LED)
مخفف کلمه Light Emitting Diode است که معنی آن دیود ساطع کننده نور می باشد. دیودهای ساطع کننده نور در واقع جزو خانواده‌ دیودها هستند که دیودها نیز زیرگروه نیمه هادی‌ها به شمار می‌آیند . خاصیتی که LEDها را از سایر نیمه هادی ها متمایز می‌سازد این است که با گذر جریان از آنها ، مقداری انرژی به صورت نور از آنان ساتع می‌شود .
اولین LED ساخته شده که دارای نور مرئی بود در سال ۱۹۶۲ و به وسیله نیک هولونیاک (Nick Holonyak) در موسسه جنرال الکتریک ساخته شد. البته پیش از او نیز افراد بسیاری توانسته بودند LED هایی با نور مادون قرمز بسازند، لیکن این اولین بار بود که نوری مرئی بوسیله LED تولید می شد. بعد از او شاگرد او توانست LED هایی با رنگ های زرد و نارنجی تیره تولید کند.
کاربردهای LED
لامپهاي LED كاربردهاي فراواني دارند كه با توجه به زمينه كاربري در دو بخش روشنايي و غيرروشنايي مورد استفاده قرار ميگيرند. از موارد استفاده از چراغهاي LED در روشنايي، موارد زيررا ميتوان نام برد:
روشنايي داخلي (سقف، دكوراسيون منزل، كابينت آشپزخانه و …)
روشنايي خارجي (معابر، پاركينگ ها، پارك ها و …)
نورپردازي داخلي (قفسه كتابخانه ها، ويترين مغازه ها، موزه ها و …)
نورپردازي خارجي (نماي ساختمان ها، آبنماها، پايه پل ها، بناهاي تاريخي، پارك ها و …)
از موارد استفاده از LEDها در صنايع غيرروشنايي ميتوان به تابلوهاي تبليغاتي، نمايشگرها، صنايع خودروسازي، لوازم خانگي، چراغهاي راهنمايي و رانندگي، مخابرات (فيبرنوري)، آشكارسازهاي نوري، هواپيماها، فانوس هاي دريايي، باتري هاي خورشيدي، تجهيزات پزشكي، تلفن هاي همراه، دوربين هاي عكاسي، پرينترها، رايانه ها و لپتاپ ها، قطعات الكترونيكي مورد استفاده در تجهيزات مختلف و … اشاره كرد.

لامپ های ال ای دی:
لامپ‌های LED در واقع مجموعه‌ای از یک یا چند LED می‌باشند که برای بدست آوردن شدت نور و رنگ مورد نیاز با یکدیگر در یک مجموعه قرار داده می‌شوند و به منظور تامین روشنایی و یا تزئینات مورد استفاده قرار می‌گیرند. مشخصات منحصر بفرد LED باعث شده است که لامپ‌های LED به سرعت جایگزین سایر منابع تامین روشنایی گردند و از مصادیق بارز آن می‌توان به چراغ‌ها و علائم راهنمایی ساخته شده با LED اشاره کرد که در حال حاضر در کشورمان در مقیاس گسترده‌ای به کار گرفته شده‌اند. تولید کنندگان لامپ‌های قدیمی که معروفترین آنها شرکت OSRAM می‌باشد بصورت گسترده‌ای بر روی تولید لامپ‌های LED سرمایه‌گذاری نموده است. با توجه به این موضوع که شرکت OSRAM به عنوان پیشروترین شرکت در زمینه تولید لامپ‌های کم‌مصرف سرمایه‌گذاری عظیمی بر روی LED نموده است می‌توان به اهمیت لامپ‌های LED به عنوان منبع روشنایی قابل اتکا در آینده پی برد.
مزایای لامپ های ال ای دی:
طول عمر:
اولین و مهم‌ترین پارامتر‌، طول عمر لامپ‌های LED می باشد لامپ‌های LED طول عمری بین ۵۰ هزار تا ۶۰ هزار ساعت دارند، یعنی اگر به طور متوسط روزی ۸ ساعت مورد استفاده قرار گیرد عمر آن ۱۷-۲۰ سال خواهد بود. این عمر قابل مقایسه با طول عمر هیچ نوع لامپ دیگری نمی باشد. همچنین طول عمر لامپ های LED به هیچ وجه تابعی از روشن و خاموش شدن نمی باشد یعنی میتوان لامپ LED را ملیون ها بار روشن و خاموش کرد. درواقع طول عمر LEDها تنها به مدت زمان روشن ماندن بستگی دارد.
بازده نوری(LUM/WATT):
از دیگر مزیتهای لامپهای LED می توان به بازده نوری بالای این لامپها اشاره نمود. در حال حاضر لامپ‌های LED بازده‌ای بین ۷۴ تا ۱۲۰ لومن بر وات را دارا می‌باشند و این در حالی است که این مقدار برای لامپ‌های رشته‌ای ۱۰ تا ۱۵ لومن بر وات، برای لامپ‌های کم‌مصرف ۴۵ تا ۶۵، برای لامپ‌های بخار جیوه ۳۵ تا ۶۰، برای لامپ‌های بخار سدیم ۶۰تا ۱۱۰ و برای لامپ‌های متال هالید ۷۵ تا ۸۵ لومن بر وات می‌باشند.
زمان واکنش(Response Time):
لامپ‌های LED به محض رسیدن ولتاژ به آنها روشن می‌شوند (کمتر از۲۰میکروثانیه) ولی به عنوان مثال لامپ‌های متال هالید زمانی بالغ بر ۵ دقیقه لازم دارند تا به حداکثر نور خود برسند، یعنی لامپ‌های LED (پانزده میلیون بار) سریع‌تر روشن می‌شوند. مشکل دیگر لامپ‌های متال هالید این است که اگر این لامپ‌ها بیش از ۵ دقیقه روشن باشند گرم می‌شوند و بعد از خاموشی دیگر فوراً روشن نمی‌شوند. چراکه لامپ گرم‌کننده و سنسور داخل لامپ اجازه روشن کردن مجدد لامپ را تا زمانی که لامپ سرد نشده نمی‌دهد که حدودا ۳ دقیقه طول می‌کشد تا سنسور اجازه ورود ولتاژ را بدهد و بعد از آن ۴ تا ۵ دقیقه زمان لازم است تا به حداکثر نور خود برسد.
تنظیم زاویه تابش:
در لامپهای LEDنور در تمام جهات منتشر نمی‌شود و به دلیل موجود بودن لنزهایی با زوایای دلخواه نوری ، کاملا قابل کنترل است.
جریان راه اندازی:
همانطور که در بالا ذکر شد لامپ‌های متال هالید ۵ دقیقه زمان نیاز دارند تا به حداکثر نوردهی خود برسند. در این مدت زمان برای یونیزه کردن گاز داخل لامپ نیاز به آمپر بیشتری است. در آزمایش انجام شده مشاهده گردید که در ابتدای روشن شدن لامپ ۴۰۰ وات متال هالید، جریان مصرفی ۵ آمپر بود که این جریان رفته رفته کاهش یافته و پس از ۵ دقیقه به ۷/۲ آمپر رسید. به عبارت دیگر یک لامپ ۴۰۰ واتی متال هالید در مدت زمان راه‌اندازی ۱۱۰۰ وات مصرف خواهد داشت یعنی تقریبا ۳ برابر واتی که باید مصرف کنند. این عملکرد، تجهیزاتی ۳ برابر قوی‌تر را نیاز دارد که پیرو آن هزینه‌های تابلو برق و تجهیزات را افزایش خواهد داد.
تنظیم شدت نور:
امکان تنظیم نور در لامپهای LED با استفاده از تکنولوژی PWM = Pulse Width Modulation که کنترل سطح ولتاژ به کمک تغییر پهنای پالس است و دراکثر میکرو کنترلرها موجود است به راحتی امکانپذیر است.
قابلیت تغذیه با هر دو نوع جریان:
لامپ های LED قابلیت تغذیه هم با جریان AC و هم جریان DC با مصرف کم را دارد، لذا می‌توانند از منابع انرژی خورشیدی و یا باطری نیز جهت تامین نیروی خود استفاده کنند.
قابل رویت بودن نور LED ها نسبت به سایر لامپ ها به میزان ۱۰ برابر:
نور تولید شده توسط لامپ های LED بعلت ماهیت خود و درخشندگی بسیار زیاد ، تا فواصل بسیار دور قابل رویت می باشد و حدودأ میزان فاصله ای که می توان نور آنها را تشخیص داد ، ده برابر لامپ های معمولی می باشد . به همین علت لامپهای مذکور ، در بسیاری از چراغها و علائم هشدار دهنده و راهنمایی جایگزین نمونه های قدیمی شده اند .
به کارگیری با ولتاژهای بسیار پایین:
ولتاژ مورد استفاده لامپهای LED می‌تواند بسیار پایین باشد و جالب است که لامپهای LED با مقدار ناچیزی از ولتاژ نامی خود نیز به نورافشانی خواهند پرداخت و می‌توان آنها را با ضعیف‌ترین و کوچک‌ترین باطری‌ها تغذیه نمود . بنابراین می‌توان بسیاری از سیستم‌های روشنایی صنایع ، ساختمانها و حتی معابر را بدون نیاز به اتصال به شبکه سراسری ، توسط باطری‌ها و پیلهای جریان مستقیم تغذیه نمود که مشکل پیک و دره بار شبکه را تا حدودی مرتفع می نماید و هزینه احداث تأسیسات انتقال برق در اماکن صعب‌العبور و فواصل بالا را کاهش خواهد داد .
افزايش بازده در شرايط كاهش جريان:
پيشتر گفته شد كه مي‌توان با كاهش جريان نور لامپ‌هاي LED را به ميزان دلخواه تنظيم كرد حال ممكن است تصور شود كه با كاهش جريان مانند ساير لامپ‌ها از ميزان بازده لامپ‌هاي LED نيز كاسته خواهد شد ولي حقيقت اين است كه هر چه جريان كاهش يابد بر خلاف ساير منابع روشنايي، ميزان بازده‌ي نوري اين لامپ‌ها افزايش مي‌يابد و از بازده نامي آن‌ها نيز بيشتر مي‌شود.
تولید حرارت کم:
حرارت تولیدی توسط LED بسیار ناچیز است و علت ، پایین بودن میزان انرژی مصرفی آن است . این خاصیت ازگرم شدن محیط اطراف و نیز صدمه به قابها و حبابهای محافظ که معمولأ بعد از مدتی لامپ های التهابی آنها را ذوب می کنند ، جلوگیری می نماید.
عدم وجود پرتوهای فرابنفش و مادون قرمز :
همواره نوری که توسط منابع روشنایی تولید می‌شده ، با پرتوهای فرابنفش و مادون‌قرمز همراه بوده است لیکن این پرتوها در حوزه بینایی ما قرار نداشته و کاربردی بمنظور تأمین روشنایی ندارند و علاوه‌ براین ، برای انسان مضر هستند. لامپ های LED برخلاف سایر منابع روشنایی فاقد هرگونه پرتوهای ماورای بنفش و مادون قرمز هستند.
امنیت بالا:
در صورت استفاده ازلامپ های LED ، چون این گونه لامپها را می توان با استفاده از ولتاژ های پایین و امن به کار برد و علاوه براین تولید حرارت توسط این گونه لامپ ها بسیار کم است ، لذا ، خطر برق گرفتگی ، سوختگی و حریق تا میزان زیادی کاهش یافته و می توان بسیاری از موارد ایمنی را که ملزم به رعایت آنها درمورد لامپهای قدیمی بودیم ، حذف نمود .
قابليت به كارگيري در دماي ۴۰- درجه و ۸۵+ درجه سلسيوس :
به جرأت مي‌توان گفت كه لامپ‌هاي LED در هر نقطه از كُره‌ي خاكي در هر فصلي قابل استفاده مي‌باشند و توانايي قابل توجهي در تحمل تغييرات دما دارند كه مشابه آن را در هيچ يك از منابع روشنايي نمي‌توان يافت و شما مي‌توانيد LED را در دماي ۵۰- درجه و ۱۰۰+ درجه سلسيوس به راحتي نگهداري نماييد.
معمولاً در نقاط صعب‌العبور و داراي شرايط نامساعد امكان استفاده از هيچ يك از لامپ‌هاي قديمي به آساني وجود ندارد و بايد تدابير خاصي براي حفظ و نگهداري آن‌ها انديشيده شود ولي مي‌توان لامپ‌هاي LED را به راحتي در هر مكاني بدون نياز به مراقبت‌هاي خاص مورد استفاده قرار داد.
عدم تجمع حشرات:
در لامپ های قدیمی ، بعد از گرد و غبار ، آلودگی ناشی از تجمع حشرات در اطرافشان مهم ترین عامل کاهش نور آنان بود که میزان بازده نوری را تا حد بالایی کاهش داده و بدینصورت مصرف انرژی به ازاء محصول نوری بالا می رفت و هر از چند گاهی باید آنها را تمیز نمود . لیکن نور تولید شده توسط LED بر خلاف سایر نورها ، نه تنها حشرات را جذب نکرده بلکه آنها را از محیط پراکنده می کند و در نتیجه علاوه بر ایجاد محیطی بدون مزاحمت حشرات ، از آلوده شدن حباب لامپ LED توسط حشرات نیز خبری نیست.
محدوديت هاي فعلي
بزرگترين مانع در برابراستفاده گسترده از لامپ هاي LED، هزینه اولیه در مقايسه با منابع نوري موجود مي باشد. در صورتیکه با استفاده از منابع روشنایی LED سرمایه اولیه هزینه شده ظرف چندماه جایگزین شده و پس از آن با كاهش قابل توجه مصرف انرژي و نيز بهبود شرايط از ديدگاه هايي نظير ديدگاه زيست محيطي موجب سوددهی بیشتر سیستم خواهد شد. با توجه به مطالب ذکر شده مشخص می شود که می توان با جایگزینی منابع روشنایی LED به جای لامپ هایی که در حال حاضر به منظور تامین روشنایی مورد استفاده قرار می گیرند ، می توان از هدر رفتن میزان زیادی از انرژی در هر سال تا حدود تقریبی ۷۰ تا ۹۰ درصد جلوگیری نمود و علاوه بر آن باعث کاهش هزینه های مربوط به نگهداری تعویض و استهلاک انواع لامپهای موجود و کاهش قابل توجه میزان آلاینده های زیست محیطی شد.
از سوي ديگر، ورود چراغهاي LED فاقد كيفيت مناسب به بازار ميتواند به جهت عدم برآورده نمودن انتظارات از اين چراغ ها، موجب ايجاد دافعه در مصرف كنندگان عمومي اين چراغ ها گردد كه ميتوان از طريق فرهنگ سازي مناسب و معرفي و حمايت از كالاهاي داراي كيفيت فني بالای داخلی در كنار جلوگيري از ورود كالاهاي بدون كيفيت به كشور، با اين مشكل مقابله نمود.
صنایع روشنایی فارسیان با درک صحیح این شرایط با تولید محصولات روشنایی LED با کیفیت بسیار بالا و قیمت مناسب سعی در برآورده ساختن نیاز به این منابع دارد.

Sponsors