Как и любое великое изобретение, искусственное освещение нельзя приписать гению и мастерству одного ученого, это продукт усовершенствований идей различных изобретателей, которые привели к появлению продуктов, которые мы используем сегодня в наших домах, на работе итд. Искусственное электрическое освещение полностью изменило жизнь человека. Более 150 лет назад изобретатели начали работать над идеями, которые оказали сильное влияние на то, как мы используем энергию сегодня, и изменили нашу жизнь. Лампа накаливания позволила вести активную жизнь в ночное время, изменила распорядок дня и увеличила свободное время, которое можно было использовать по-разному. Это изобретение стало поворотным моментом в экономическом развитии и, следовательно, в процветании всего современного общества.
По типу процесса преобразования электричества в свет источники света можно разделить на три основные группы: 1. Лампы накаливания
2. Источники с электрическим разрядом
3. Светодиодные источники света
ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ — Первый шаг в революции освещения
Излучение света от этого типа источника на самом деле вызвано теплом. Электрический ток проходит через тонкую (первоначально углеродную, а сегодня вольфрамовую) нить накала, нагревает ее, а затем начинает излучать свет. Стеклянная колба не позволяет ей контакт с кислородом окружающего воздуха, который мог бы привести к ее быстрому разрушению. Свечи, как и солнечный свет, также излучают свет на основе тепла. Большим преимуществом этого типа освещения является постоянность качества и цвета света независимо от производителя. Цветопередача при таком освещении принята за эталон для всех других источников света (индекс 100) и больше всего похожа на солнечный свет. Самым большим недостатком этого источника освещения является неэффективность использования энергии, поскольку почти 90% энергии уходит на тепло.
Часто говорят, что Томас Эдисон изобрел электрическую лампу накаливания, но до Эдисона многочисленные изобретатели со своими идеями и открытиями привели к ее созданию. Эдисон улучшил уже существующий продукт. Об изобретателях до Эдисона забыли, потому что они не знали, как адаптировать свое изобретение для широкого использования. Этот ученый не переставал вносить улучшения в создание практичной лампочки накаливания. Он смоделировал свою технологию на основе существующей системы газового освещения и показал, что электричество можно распределять от центрального генератора через серию проводов. В то же время он сосредоточился на улучшении выработки электроэнергии, создав первую коммерческую энергетическую компанию под названием Pearl Street Station.
Следующее крупное изменение в развитии ламп накаливания произошло с открытием вольфрамовой нити в 1904 году. Эти новые лампы накаливания прослужили дольше и излучали более сильный свет по сравнению с лампами, в которых использовалась углеродная нить. После этого Ирвинг Ленгмур понял, что добавление инертного газа, такого как азот, увеличивает эффективность вдвое. В течение следующих 40 лет ученые продолжали вносить улучшения, которые снизили затраты и повысили эффективность этого вида освещения.
Несмотря на огромные усилия, предпринятые в этой области, к пятидесятым годам прошлого века было достигнуто максимум 10% энергии, которую лампа накаливания эффективно употребляет на освещение, поэтому акцент был перенесен на другие типы освещения.
ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА — Временное решение для электрической нехватки
Это источники, в которых свет возникает из-за электрического разряда в газе, парах металла или их смеси. По величине внутреннего давления они делятся на источники низкого и высокого давления. Самый известный представитель источников света с электрическим разрядом — люминесцентное освещение.
В конце 19 века Томас Эдисон и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами, но они их не производили в коммерческих целях. Фактически, Питер Купер Хьюитт создал сине-зеленый свет, пропустив электричество через пары ртути. Хотя его лампы были более эффективными, чем лампы накаливания, они не находили подходящего применения из-за своего цвета.
В конце 1930-х годов европейские исследователи провели эксперименты с неоновыми трубками, покрытыми фосфором (материалом, который поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует его в полезный белый свет). Это открытие положило начало серии исследовательских программ, которые привели к презентации этого продукта на Нью-Йоркской ярмарке в конце 1930-х годов.
Преимущество этого типа освещения — долговечность и энергоэффективность, которая почти в три раза выше, чем у лампы накаливания. Основным недостатком является то, что в нем используется ртуть, элемент, который может быть опасен для здоровья человека при повреждении лампы, а также то, что свет склонен к мерцанию.
LED — Освещение будущего
Cветодиодное освещение представляет тип полупроводникового диода, который излучает свет, когда через него протекает ток. Излучаемый им свет может быть в видимом спектре, а также в инфракрасном и ультрафиолетовом. Производство светодиодных источников света одна из самых быстроразвивающихся технологий в светотехнике. Они служат дольше и обеспечивают лучшее качество света по сравнению с другими типами источников. Производство светодиодов — сложный процесс, поэтому продукт может отличаться по качеству, в отличие от производства лампы накаливания, которая, независимо от марки, обычно создает продукт одинакового качества.
Степень энергоэффективности источников света отображается как мера излучаемого света (выраженная в люменах), деленная на потребляемую мощность (выраженную в ваттах). Источник, который на 100% эффективен при преобразовании энергии в свет, имеет эффективность 683 лм / Вт. Лампа накаливания имеет эффективность 15 Лм / Вт, люминесцентная лампа — 73 Лм / Вт, а светодиод — до 200 Лм / Вт.
Поскольку уровень экологической ответственности растет и люди осознают необходимость экономии электроэнергии, светодиодное освещение получает особую важность. Считается, что если все лампы в США заменить на светодиоды, потребление электроэнергии снизится на 30-40%.
ОСВЕЩЕНИЕ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ЦЕННОСТИ
Лампы накаливания по-прежнему широко используются в домах из-за их доступности, в то время как потребность в замене их более эффективным типом освещения растет. Освещение — это возможность сэкономить энергию и замедлить изменение климата, поскольку на освещение приходится около 20% мирового потребления энергии. Ожидается, что революция, вызванная светодиодным освещением, приведет к фундаментальным изменениям во всей цепочке создания стоимости в осветительной отрасли.Cветодиодное освещение предоставляет совершенно новые возможности, такие как гибкость дизайна, динамическое изменение цветовой температуры, совместимость с концепцией HCL и SMART* системами освещения. При разработке искусственного освещения технологические усилия направлены на создание освещения, которое будет обеспечивать максимальное качество и в то же время не противоречит экологическим целям общества.
