В каждом из нас когда-то была лампа накаливания дома. Эти лампы известны своим теплым светом и уютной, домашней атмосферой, которую они создают. Их история насчитывает более 130 лет, и были они изобретены Томасом Эдисоном. Хотя в настоящее время их использование сокращается из-за низкой энергоэффективности, они все еще используются в некоторых местах. Однако этот тип освещения отошел на второй план с появлением светодиодных ламп.
Ученый разработал новую лампу накаливания , эффективность которой может соперничать со светодиодными лампами, что поднимает ключевой вопрос: устареют ли лампы накаливания или мы являемся свидетелями технологической революции? В этой статье мы разберем настоящее и будущее ламп накаливания и проанализируем их потенциальное возвращение.
Прощай, лампа накаливания
Уже более века лампы накаливания освещают дома по всему миру. Несмотря на свою популярность и теплый свет, потребление энергии этими лампочками непропорционально по сравнению со светом, который они генерируют. Только 15% его энергии преобразуется в видимый свет, а остальные 85% тратятся в виде тепла.
С появлением светодиодных ламп на рынке будущее ламп накаливания оказалось под серьезной угрозой. Светодиоды не только более эффективны, но и оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду. Они потребляют примерно на 80% меньше энергии и имеют гораздо более длительный срок службы.
Уже с появлением энергосберегающих лампочек (также известных как компактные люминесцентные лампы) лампы накаливания начали постепенно заменяться. Однако эти энергоэффективные лампы не добились такого огромного успеха, как светодиоды. Их медленная реакция на включение и время, необходимое для достижения максимальной яркости, были неудобны для ситуаций, когда свет требовался только в течение короткого периода времени.
Чрезмерное тепло, выделяемое лампами накаливания, — еще одна проблема, с которой сталкивались многие. Кто не прикасался к зажженной лампочке накаливания и не обжигал пальцы? Это тепло не только ощущается на ощупь, но и способствует перегреву окружающей среды. К счастью, светодиодные лампы, работающие при гораздо более низких температурах, устранили эту проблему.
Новая идея лампочки
Хотя казалось, что лампы накаливания обречены на устаревание, группа исследователей из Массачусетского технологического института обнаружила способ повышения их эффективности , дав им вторую жизнь. Ключ к успеху заключается в изменении конструкции нити накаливания и окружающей её структуры, что приводит к уменьшению потерь энергии в виде тепла.
Первоначально концепция лампы накаливания проста: вольфрамовая нить нагревается до 2.700°C, создавая свет. Однако большая часть потребляемой им энергии теряется в виде инфракрасного излучения (тепла).
В Массачусетском технологическом институте предложили окружить нить накаливания структурами, которые улавливают инфракрасное излучение, а затем поглощают его и преобразуют обратно в видимый свет. Этот процесс, называемый рециркуляцией света , обещает значительно повысить энергоэффективность ламп накаливания. По оценкам, эти улучшения позволят им преобразовывать до 40% энергии в видимый свет, что является революционным скачком, учитывая, что современные лампы накаливания преобразуют лишь от 2% до 3% энергии.
Современные механизмы и необходимые тесты
Материалы, используемые для создания этих новых структур, улавливающих инфракрасное тепло, на Земле в изобилии, а это означает, что производство этой новой технологии может быть очень экономичным и легко массируемым. Кроме того, его можно производить по традиционной технологии, что существенно снижает затраты.
Фактически, эффективность обычных ламп накаливания, по оценкам, составляет от 2% до 3%, в то время как эффективность новых ламп, разработанных в Массачусетском технологическом институте, может достигать 40%. Это не только представляет собой существенное улучшение энергоэффективности, но и может напрямую конкурировать со светодиодными лампами и другими энергоэффективными источниками освещения.
Однако не все так просто. Первоначальные испытания показали максимальную эффективность первых прототипов в 6,6%, что является значительным достижением, поскольку они уже превосходят многие компактные люминесцентные лампы. Хотя еще многое предстоит улучшить, тот факт, что эти цифры достигаются на ранних стадиях испытаний, очень многообещающе.
Переработка света: ключевое достижение
Метод, используемый учеными из Массачусетского технологического института, называется рециркуляцией света . Этот процесс включает в себя улавливание нежелательных световых волн и их повторное использование для получения полезной энергии. Применение этой технологии потенциально позволит лампам накаливания конкурировать со светодиодами по эффективности.
Одним из ключевых моментов в развитии этой технологии является создание фотонного кристалла. Это стекло способно фильтровать нежелательные длины волн света, позволяя использовать только те, которые производят видимый свет.
Благодаря этому прогрессу в производстве этих кристаллов новые лампы накаливания смогут конкурировать не только по эффективности, но и по стоимости и простоте производства со светодиодными лампами, что откроет новые возможности для потребителей.
Хотя светодиодные лампы по-прежнему будут эффективным и необходимым решением в условиях глобального энергетического перехода, эти новые лампы накаливания могут занять свою нишу на рынке, предоставляя пользователям больше возможностей и способствуя конкуренции между различными технологиями освещения.
Учитывая будущие достижения, было бы разумно увидеть в магазинах гораздо более эффективные лампы накаливания, ориентированные на экологичность и экономию энергии.