От свечи к светодиоду

Повсеместное распространение искусственного освещения — это одно из важнейших благ современной цивилизации. Объемы бизнеса, связанного с освещением, в мировом масштабе составляют не менее $300 млрд в год; 20% вырабатываемой в мире электроэнергии тратится на нужды освещения.

За всю историю человечества было придумано всего четыре принципиальные технологии искусственного освещения.

Рисунок. Перспективы развития технологий освещения на период до 2020 г. (по данным компании OSRAM Opto Semiconductors)

Древнейший способ — получение света от горящего пламени. Как ни удивительно, эта «технология» по-прежнему является основной для полутора миллиардов человек. В год на освещение тратится около 80 млрд л керосина и выбрасывается в атмосферу почти 200 млн т диоксида углерода. Эффективность такого источника составит примерно 2 лм на 1 Вт выделившейся в результате горения энергии. Это означает, что источник, дающий свет, аналогичный одной горящей свече, будет потреблять порядка 5 Вт. Привычная лампа накаливания эффективнее в 10 раз — примерно 16–18 лм/Вт. Современная люминесцентная лампа — 100 лм/Вт. Так называемая газоразрядная лампа высокого давления — до 150 лм/Вт.

Чуть более 10 лет назад появились принципиально новые источники света — сверхъ­яркие белые светодиоды. Светодиод излучает свет при прохождении электрического тока через особую полупроводниковую структуру, т. е. электрический ток напрямую преобразуется в свет. Теоретически такой способ должен быть очень эффективным. На практике на светодиоде можно получить до 200 лм/Вт. Таким образом, светодиод в 10 раз эффективнее традиционной лампы накаливания.

В данный момент технология освещения переживает настоящую революцию. Светодиоды быстро улучшают свои параметры, падают в цене и завоевывают рынок освещения. Ожидается, что к 2020 г. более половины производимой осветительной продукции будет основано на данной технологии. Помимо высокой эффективности светодиоды обладают крайне высоким по сравнению с традиционными источниками сроком службы. Сам по себе светодиод может прослужить более 100 тыс. ч, то есть непрерывно гореть свыше 10 лет. Срок службы остальных компонентов светового прибора намного ниже. В отличие от традиционных светильников, где лампа служит относительно недолго и предусмотрена ее легкая замена, в светодиодном светильнике замены «лампы» никогда не потребуется.

Помимо замечательных потребительских свойств, светодиоды очень удобны производителям светильников. Внешне они представляют собой миниатюрные электронные компоненты, которые можно устанавливать при помощи стандартного оборудования, используемого в производстве любой электронной аппаратуры. Это привело к резкому росту числа компаний, работающих на рынке освещения. В России успешно действуют не менее 100 таких производителей, реализующих светильники различного назначения на сумму до $100 млн в год.