Đèn LED chiếu sáng

Đèn LED là các đèn có thể thắp sáng hàng 100.000 giờ , nghĩa là có thể tồn tại được 35 năm với chế độ làm việc tám tiếng một ngày. , và tiêu thụ năng lượng bằng khoảng 1 phần mười bóng đèn thông thường. Đó chính là ưu thế của một công nghệ hoàn toàn mới về các đèn LED. Và cho đến nay công nghệ mới này đã phát huy và mở rộng rất nhiều và đang chuyển từ chiếu sáng ở các ôtô sang chiếu sáng các nhà ở . Công nghệ này được chú trọng không phải chỉ vì tuổi thọ bóng đèn được tăng cao mà còn vì tiết kiệm được năng lượng điện rất nhiều. Người ta đã tính được rằng, nếu đèn LED được dùng để chiếu sáng 50% thị trường của Mỹ thì theo Viện Hàn lâm khoa học Mỹ , sẽ giảm được 17 GW( gigawatt) , hoặc tương đương với giảm được 17 tổ máy phát điện hạt nhân thông thường.

Trang bị kèm theo một tấm pin điện mặt trời và một bộ acquy, ta sẽ có được một bộ chiếu sáng hoàn toàn độc lập. Sở dĩ như vậy vì công suất của đèn LED rất thấp, không vượt quá một phần tư watt, mà độ chiếu sáng đủ để đọc sách và chuẩn bị một bữa ăn. Một giải pháp khác, đó là với một trạm điện gió loại nhỏ, có thể chiếu sáng cả một làng, như Hội chiếu sáng thế giới ( Association Light Up the World) đã chứng minh ở Nepal và Sri Lanka với 700 ngôi nhà và trường học. Kết qủa là với một trạm điện gió 100 wat , đủ để chiếu sáng cho 60 gia đình. Hãng LumiLeds , một liên kết giữa Philíp Lighting và Agilent Technologie, đầu năm nay đã chế tạo các đèn LED 5W có độ chiếu sáng tới 120 lumen, có nghĩa là tương đương với bóng đèn 20 W thông thường, điều đó có nghĩa là tiết kiệm tới cả năng lượng . Ngoài ra loại đèn diode này vẫn thấp hơn cả đèn huỳnh quang hoặc đèn “ tiết kiệm năng lượng “ ( đèn compact ) .

Ngày nay người ta đã biết rằng đã đến lúc có “hiện tượng” đèn LED. Hãy xem xét một bóng đèn tóc thông thường: trong đèn có một sợi đốt kim loại ( thường là dây tungstene) đặt trong một môi trường khí trơ. Điều này cho thấy chi phí chế tạo khá lớn, mà hiệu xuất lại quá thấp. Thêm nữa ánh sáng không phải được trực tiếp tạo ra , mà là qua sự đốt nóng dây tóc, do đó tiêu phí năng lượng trong toả nhiệt. Trong trường hợp này hiệu xuất không thể vượt quá một phần mười lux trên một wat. Ngoài ra, dây tóc lại bị ảnh hưởng khi va chạm và có rung động mạnh, có thể làm đứt tóc, do đó mà tuổi thọ không thể cao. Với các bóng đèn halogen, hiệu xuất và tính năng có thể được cải thiện chút ít. . Còn với các đèn huỳnh quang và với các đèn dùng áp xuất thấp như trong các đèn chiếu sáng công cộng hiện nay, về hiệu xuất đã được nâng cao đáng kể : đạt tới hàng trăm lux cho một wat, đó là vì năng lượng điện tiêu thụ đã được biến đổi trực tiếp thành ánh sáng , do đó lượng năng lượng để làm nóng rất ít. Nhưng tồn tại vấn đề là với các loại bóng đèn này vẫn cần cần có một mạch để tạo ra các xung cao áp ( cuộn chấn lưu, bộ mồi...) để tạo ra plasma đập vào các lớp bột trắng phủ bên trong thành bóng đèn. Các mạch này được đặt trong đuôi bóng, giá thành chế tạo cũng phải tới năm đến mười lần đắt hơn bóng đèn tóc thông thường. Hơn nữa loại bóng đèn này không chịu được việc đóng cắt liên tiếp và cần phải có một khoảng thời gian ít nhất là ba mươi giây để đạt được độ sáng hoàn toàn , và hiệu xuất lại giảm xuống rất thấp trong môi trường bị lạnh.

So sánh các bóng đèn tóc thông thường, đèn huỳnh quang và đèn khí áp xuất thấp với các đèn LED, ta thấy là đèn LED có tất cả các ưu điểm của các loại trên mà lại không có một nhược điểm nào. Tuy rằng vẫn có dùng dây tóc các đèn LED hoạt động trên cơ sở biến đổi trực tiêp năng lượng chuyển đổi từ các điện tử electron sang các photon, nghĩa là các hạt ánh sáng. Về lý thuyết, hiệu xuất là đạt tới 100%, vì hầu như toàn bộ năng lượng điện được trực tiếp chuyển thành ánh sáng mà không chuyển thành năng lượng nhiệt, không làm nóng môi trường chung quanh. Cũng vì ưu điểm này mà các nhà chế tạo các thiết bị lạnh ( như tủ lạnh...) mong muốn sử dụng các đèn này trong trong chiếu sáng bên trong các thiết bị lạnh ( tủ lạnh, thiết bị làm đá...) .

Một cái đèn led bao gồm một con “ rệp” nhỏ, phát sáng dưới tác dụng của một dòng điện. “ Con rệp” này đặt trên một cái nắp kim loại được cố định trên một điện cực. Có một sợi tóc bằng vàng nối giữa hai điện cực. Tất cả được bọc trong một khối nhựa tổng hợp trong suốt. Với cấu trúc như vậy nên đèn LED chịu được va chạm mạnh, rất bền và có cấu trúc đơn giản.

Do hiện tượng phát sáng dựa trên năng lượng lượng tử, do đó về mặt lý thuyết , đèn LED là không bị lão hoá , do đó mà các nhà chế tạo có thể khẳng định rằng tuổi thọ của mẫu mã ban đầu này là đạt tới 100.000 giờ. Ngoài ra, những đèn này lại không hề bị ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường và sự đóng cắt liên tục. Điện áp để phát sáng thuộc dạng thấp : khoảng 2 đến 5 von. Để dùng với điện áp cao hơn, có thể đấu nối tiếp nhiều đèn LED. Với một nhóm gồm 6 đèn điôt ( LED) có thể cung cấp một ánh sáng tương đương với một bóng đèn 60w thông thường.

Với các đặc điểm như đã nêu ra ở trên, ta có thể thấy rằng đèn LED đang chiếm dần thị trường , nhất là trong lĩnh vực xe hơi , vì chịu được rung động và va chạm mạnh, lại có tuổi thọ cao nên ít phải thay thế , lại dễ lắp ráp vì đơn giản, thậm chí không cần đến đui đèn. Có thể nói rằng trong tương lai gần các đèn LED sẽ mở ra một thế hệ chiếu sáng mới , thay thế cho các đèn hiện tại.

(Nguồn: ESIT)