تاریخچه ال ای دی

دیود منتشر کننده نورLight Emitting Diode)LED)دردنیایی که به سمت اتمام منابع انرژی طبیعی پیش می رود استفاده  بهینه از انرژی های موجود،ازمسائل مهم روز محسوب می شود.از جمله محصولات مطرح دنیای الکترونیک دیودهای منتشرکننده نور یا ال ای دی ها هستند.در سال های اخیر سیر تحول عظیمی در روند تولید این محصول را شاهد بوده ایم و علیرغم تصور عمومی،نه تنها در نمایشگرها،تابلوهاودستگاه های تخصصی به کار می روندبلکه از دنیای خود فراتر رفته وارد دنیای جدید نور پردازی و زیبا سازی گشته اند واستفاده بسیار وسیعی در صنعت روشنائی دارد.تاریخچه ال ای دی:برای اولین بار در در سال۱۹۶۲در مقیاس صنعتی تولید وبه بازار عرضه شد در آن سال ال ای دی تنها به رنگ قرمز  و با ترکیب آلومینیوم،گالیم ،آرسناید بود . اوایل دهه هفتاد میلادی ال ی دی  در رنگ های دیگر (سبز ٬آبی ٬زرد٬نارنجی)تولید شدند.در این سال ها کارایی ال ای دی  و بهره نوری آن ها مرتب در حال افزایش بود. در سال های دهه ۸۰و اوایل دهه نود میلادی ٬ کارایی ال ای دی  به میزان قال توجهی افزایش یافت و به صورت گروهی ماجولار(Modular)به بازار عرضه شدند. در سال ۱۹۹۷ ال ای دی هایی که نور سفی د را به روش الکترو لومینانس تولید می کردندبه بازار معرفی شدند.در سال های اولیه بهره نورال ای دی ها پایین بود و تنها در مدارات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گرفتند امروزه  بهره نوری ال ای دی های سفید در حدود ۳۰ لومن بر وات بوده و بهره نوریهای رنگی تا ۵۰ لومن بر وات نیز می رسد و پیش بینی می شود بهره نوری آن ها تا ۱۰۰ لومن بر وات نیز برسد
در حال حاضر کلیه رنگ های قابل رویت موجود در طبیعت (بیش از ۱۶ میلیون رنگ ) ،  به صورت مستقیم یا غیرمستقیم (از طریق DMX – Digital  multiplexer ) بدون نیاز به هیچ گونه لنز یا فیلتر رنگی که در پروژکتورهای معمولی جهت تغییر رنگ به کار می رود ، به تنهائی به وسیله ال ای دی   قابل تولید می باشد. با ترکیب رنگ LED های مختلف می توان به طیف رنگی بسیار زیبائی همچون رنگین کمان دست یافت که کنترل تک تک رنگ ها در اختیار خواهد بود .بسته به نوع اتصال مجموعه ال ای دی  های بکاررفته ، ولتاژ ورودی از ۵ ولت تا ۲۲۰ ولت قابل تغییر  می باشد.به عبارتی درصورتی که قصد تعویض لامپ های معمولی را دارید ، هیچگونه نیازی به تغییر سیم کشی کنونی نمی باشد.کارائی بالای سیستم های نورپردازی ال ای دی  را علاوه بر مسائل فنی ، بررسی و مقایسه طول عمر و مضرات احتمالی سیستم بیشتر مشخص خواهد کرد. جهت ترسیم نمای صحیح ، طول عمر ، مصرف و قیمت محصولات ال ای دی  و لامپ های معمولی باید مقایسه گردند .
جدول ۱ )
نوع منبع نور    نور مرئی    پرتوهای نامرئی    گرما
لامپ های ادیسونی    %۳- ۵    %۳۰-۴۰ IR    %67- 55
لامپ های هالوژن    %۶- ۸    %۴۰-۵۰ IR    %55- 40
لامپ های فلورسنت    %۱۵- ۲۵    %۱۵-۲۰ UV    %70- 55
LED (2007)    %20- 30    %0    %70- 80
لامپ های بخار سدیم    %۴۰- ۶۰    %۲۰-۳۰    %۲۰- ۳۰
نگاهی به جدول ۱ نشان می دهد که ال ای دی  ها حدود ۷۰  تا ۸۰ % انرژی را به گرمایی نامحسوس تبدیل می کنند (البته این اندازه گیری هادر سال ٢٠٠٧ انجام گرفته اند.در حال حاضر کمتر از ٣٠% انرژی مصرفی  ال ای دی ها به حرارت تبدیل میشوند )ولی با این وجود ، کم مصرف ترین منبع نوری حاضر دنیا  هستند.تولید نکردن اشعه های مضر برای انسان خود به تنهائی ، ملاک ارزشمندی برای انتخاب نوع لامپ مصرفی می باشد.عمر بسیار بالا ، این محصول را به منبع نوری ایده آل ، فارغ از مشکلات پرپر زدن (مانند لامپ های فلورسنت) یا ناهماهنگی ناشی از به تعویق افتادن تعویض لامپ های از کارافتاده معمولی و مقرون به صرفه تبدیل کرده است.طول عمر ال ای دی با کیفیت حدود ۱۰۰۰۰۰ ساعت می باشد که چندین برابر لامپ های معمولی است البته به شرط رعایت عوامل موثر بر عمر ال ای دی  که عبارتند از:تبادل گرمائی ، نوسانات برق و ایزولاسیون با درنظر گرفتن عوامل فوق و مقایسه شدت نور لامپ های مختلف ، به جرات می توان ال ای دی  را مقرون به صرفه ترین محصول نوری حاضر دنیا دانست  . جدول مقایسه نور تولید شده در منابع نوری مختلف گویای این مطلب است.
جدول ۲ )
لامپ های ادیسونی    ۵- ۱۰ Lm/Watt
لامپ های هالوژن    ۸-۱۵ lm/Watt
لامپ های فلورسنت    ۶۰-۸۰ Lm/Watt
LED (SSC P4 2007)    90-120 Lm /Watt   (۱۰,۲۰۰۷)
لامپ های بخار سدیم    ۱۶۰ – ۲۰۰ Lm/Watt  (Yellow Street Lamps)
(Lm/Watt : لومن بر وات)
در حال حاضر با توجه به عمر طولانی ، عدم تولید حرارت و کم مصرف بودن ال ای دی  ، این محصول استفاده وسیعی در نورپردازی هتل ها ، سالن های اجتماعات ، راهروها ، خصوصاً در برق اضطراری هتل ها دارد. تنها مسئله باقیمانده تفاوت قیمت محصولات ال ای دی  با لامپ های معمولی می باشد ، که با در نظر گرفتن طول عمر ( مدت زمان نیاز به تعویض لامپ ) ، مصرف انرژی ناچیز و تولید نکردن حرارت که به صورت غیرمستقیم باعث کاهش مصرف دستگاه های برودتی نیز می گردد، کاملاً منتفی است .قیمت یک لامپ هالوژن ال ای دی  مرغوب ۳ وات با شدت نوری معادل هالوژن معمولی تقریباً ۴ تا ۵ برابر گران تر از هالوژن معمولی درجه یک می باشد و در مقابل مصرف لامپ هالوژن ال ای دی  ، ۱۳ برابر کمتر از هالوژن معمولی و عمر آن حداقل  ۵ برابر هالوژن معمولی است.به عنوان مثال درپروژه سالن فرودگاه تبریز ، مصرف مورد نیاز جهت روشنائی حدود ۸۶ کیلو وات پیش بینی شده بود در حالی که مصرف کنونی سالن با پروژکتورهای نصب شده از نوع Power ال ای دی  ، تنها ۷ کیلو وات می باشد و این خود گویای کاهش ۹۰ درصدی مصرف برق می باشد که کاهش چشم گیر هزینه را در پی خواهد داشت . علاوه بر این هزینه های نصب ترانس ، کابل فشارقوی و تجهیزات برق ۲۲۰v  نیز عملاً مورد نیاز نمی باشد.علاوه بر کلیه محاسن فوق یک مشخصه اساسی که لامپ های ال ای دی  دارند ،  قابلیت کار با یک سیستم UPS معمولی در مواقع قطع جریان برق می باشد که در مواقع قطع برق تا زمان Load ژنراتور به کار می آیند و گزینه مناسبی در فضاهای عمومی ، هتل ها ، استخرها و فروشگاه ها دارد.  علاوه بر این محصولات نورپردازی ال ای دی   به علت تولید نکردن حرارت ، هیچ گونه اثر سوئی در محیط داخل ساختمان مانند تجمع گرد و غبار و خرابی های ناشی از گرمای زیاد را به دنبال نخواهد داشت .در نهایت با برررسی های به عمل آمده در مدت کمتر از یک سال کلیه هزینه های سرمایه گذاری شده در قالب صرفه جویی در مصرف برق و هزینه های ناشی از آن ، تأمین و پس از این مدت تبدیل به پس انداز خواهند شد.

ممنوعیت استفاده از لامپ نورتابان در برخی از کشورها

بسیاری از کشورها ، منتظر تغییر علاقه مصرف کنندگان نشده و قوانینی را برای حذف لامپ های مضر وضع کرده اند. در ایالت کالیفرنیا آمریکا و کشور کانادا قانونی وضع شده که تا سال ۲۰۱۲ میلادی ، استفاده از هر نوع لامپ دارای نورتابان در این مناطق ممنوع خواهد شد و کاربران فرصت دارند به صورت تدریجی نوع محصولات مصرفی خود را تغییر دهند.

کشور استرالیا هم مشابه ، این قانون را تا سال ۲۰۱۰ میلادی وضع کرده است. اتحادیه اروپا نیز به دنبال راهکاری برای وضع قانون جدید و کارا در این زمینه در کشورهای عضو این اتحادیه است. در نیجرسی ، مکانی که توماس ادیسون در سال ۱۸۷۹ موفق به تولید الکتریسیته و روشن کردن لامپ شد ، قانونی وضع شده که استفاده از لامپ تابان ( رشته ای ) در ادارات دولتی ممنوع و تنها لامپ فلورسنت و ال ای دی  قابل استفاده خواهند بود.
لامپ های تابان ( رشته ای ) علاوه بر کارایی و بازده پایین ، از انرژی بالایی برای تولید روشنایی استفاده می کنند. به عنوان مثال یک لامپ ۱۰۰ واتی ، روشنایی معادل یک لامپ ۲۰ واتی فلورسنت را خواهد داشت ، یعنی برای تولید نور مشابه ، لامپ های تابان ، ۵ برابر بیشتر انرژی مصرف می کنند.
هم اکنون در کشور ما نیز استفاده از لامپ های کم مصرف ، فلورسنت و FPL به لامپ های تابان ترجیح داده می شود و طبق بخشنامه های جدید ارگانهای دولتی در مواقعی که از نظر فنی محدودیتی ندارند ملزم به استفاده از لامپ های کم مصرف شده اند و دیگر مصرف کنندگان نیز می توانند از لامپ های کم مصرف یارانه ای استفاده کنند. اما استفاده از ال ای دی  چندان رواج نیافته و بیشتر جنبه تزئینی دارد.
نمودار ذیل هزینه های اولیه و جاری در لامپ های ال ای دی  در مقایسه با سایر نمونه های متداول سطح شهر از جمله جیوه‌ای و سدیم فشرده را نشان میدهد. نتیجه این مقایسه به خوبی اثبات میکند. روشنایی ال ای دی  علارقم هزینه اولیه بالا تر با گذشت زمان به دلیل عمر طولانی ،مصرف پایین تر و هزینه سرویس کمتربسیار مقرون به صرفه است .