14 נובמבר 2018,יום רביעי

___
___
___

Twitter icon
Facebook icon
Google+ icon
YouTube icon
 

טכנולוגיה ותקשורת

במשגב והסביבה

גידי אהרוני על נורות לד ()LED

Share

גידי אהרוני על נורות לד ()LED

מערכת הפורטל
המאמר הקודם עסק בסיכונים הסביבתיים והבריאותיים הנגזרים מהשימוש בנורות פלורסנט רגילות וקומפקטיות. כפתרון אישי לסיכונים אלה, הצעתי לעבור בהדרגה לנורת הלד. לנושא זה יוקדש המאמר הנוכחי. ייסקרו (בתמציתיות) מאפיינים שונים של נורת הלד בהשוואה לאחיותיה הוותיקות, נורות הליבון והפלורסנט.
מהי נורת לד?
נורת  LED - Light Emitting Diode היא נורה המבוססת על דיודה פולטת אור, רכיב אלקטרוני מוליך למחצה, הפולט אור כאשר מזרימים דרכו זרם. צבע (תדר) האור הנפלט מהדיודה תלוי בחומרים שאת האטומים שלהם "שותלים" בסיליקון. הסיליקון משמש ליצור הדיודה. שליטה ב"כמות" האטומים המחוללים אור צהוב וכחול מאפשרת פליטת אור "לבן", "קר" או "חם", שהתדר שלו דומה לאור הנפלט ממנורות ליבון, ודומה לאור השמש האופייני לטמפרטורות שבין 2700-6500 מעלות קלווין. האור הנפלט מנורות לד לתאורה ביתית, נפלט מצבר של דיודות רבות דיודות שכל אחת מהן פולטת אור לכיוון אחר. צירוף דיודות רבות אלה יוצר התקן המפזר אור לכל הכיוונים, בדומה לאור המופק מנורות ליבון, פלורסנט או CFL [2].
לנורת הלד יתרונות משמעותיים: אין בה כספית רעילה, הדיודות אינן שבירות, התחממותה מזערית והיא חסכונית יותר בחשמל, מחד גיסא. מאידך גיסא, גם היא לא חפה מחסרונות, שיוצגו בהמשך. הסבר מפורט של העקרונות הפיזיקליים שעליהם מבוססת נורת הלד, מחייבת מאמר נפרד, בהיקף שאינו אפשרי באכסניה הנוכחית. המעוניינים להתעמק בכך, מוזמנים לעיין ב"ויקיפדיה" ובמקורות שבה [1].
 
יתרונות נורת הלד:
לנורת הלד מספר יתרונות משמעותיים ביחס לנורות ליבון ופלורסנט לסוגיהן:
-              צריכת אנרגיה נמוכה ויעילות אורית גבוהה, כפולה כמעט מזו של גוף תאורה פלורסנטי
-              אין בה אדי כספית רעילים
-              אורך חיי הלד ארוך משמעותית מזה של כל נורה אחרת
-              הנורה ניתנת להדלקה אינסוף פעמים ללא קיצור אורך חיי הנורה
-              הנורה רגישה פחות לשבירה או לקלקול
-              ניתן לשלבה בבתי מנורה סטנדרטיים
 
חסרונות נורת הלד:
-              עלות רכישה גבוהה יחסית (אף כי החיסכון בחשמל מקזז עלות זו)
-              הארה באלומה צרה וממוקדת. נורה בעלת טווח הארה רחב בנויה ממספר רב של דיודות [2]
-              בתהליכי הייצור משתמשים במתכות כבדות ובחומרים רעילים [3]
-              נורות אור לבן "קר" עלולות לגרום לנזקים בריאותיים [4]
כאמור, סיכוני הכספית שנדונו בהרחבה במאמר הקודם, אינם קיימים בנורות הלד. אולם, בתהליכי הייצור שלהם משתמשים במתכות וחומרים מזיקים כעופרת, ארסן וחומרים נוספים ההופכים את נורת הלד, בערוב ימיה, לפסולת אלקטרונית. מחקר שנערך בנושא זה באוניברסיטת Irvin בקליפורניה [3], מצביע על חשש פוטנציאלי לזיהום מי תהום. למרות כמותם הזעירה של החומרים המזיקים בכל נורה, ממליצים החוקרים לרשויות בארה"ב, לסווג אותן בסוף ימיהן כפסולת אלקטרונית אותה אין להטמין במטמנות רגילות.
 
אורך החיים ומאפיינים נוספים:
את אורך החיים של נורות לד מקובל להגדיר כמשך חיים "שימושי", משך הזמן שאחריו פוחת שטף האור, שמפיקה הנורה, ל- 70% מהרמה ההתחלתית. להלן טבלת השוואה המציגה מאפייני נורות מסוגים שונים: סוג
 
 
 
 
 
 
 הנורות
מאפיינים ליבון
 (100 וואט)
CFL
(20 וואט)
לד
(11 וואט)
אורך חיים ממוצע [שעות] : 1,000 10,000* 40,000 עד 50,000
עלות נורה [₪]: 3 (?)  ~ 30   ~ 120
צריכת חשמל [וואט]: 100 20 11
טמפרטורת צבע האור [ °K ]: 2,700 2700-6500  2700-6500
עלות צריכת החשמל לנורה לשנה (5 שעות ביום) [₪]: 107 21 11
עלות צריכת חשמל ל-10 נורות לשנה (5 שעות ביום) [₪]: 1,076 215 118
עלות צריכת חשמל ל-10 נורות ל-10 שנים (5 שעות ביום) [₪]: 10,767 2,153 1,184
זמן החזר ההשקעה [חודשים]: - 4 15
עלות נורה ל- 50,000 שעות [₪]: 75 150 160
עלות החשמל ל- 50,000 שעות פעולה [₪]: 2885 721 317
עלות נורה +חשמל ל- 50,000 שעות פעולה [₪]: 2960 871 477
חסכון אחרי 50,000 שעות עבודה לנורה אחת [₪]: - 2,139 2,483
חסכון אחרי 50,000 שעות עבודה ל-10 נורות בבית [₪]: - 21,390 24,830
 
 
את נורות הלד ניתן למצוא במגוון "סוגי אור" המאופיינים בטמפרטורה אקוויוולנטית במעלות קלווין:
2800 עד 3500 - אור לבן "חם", 4500 - אור יום, 6500 - אור לבן "קר"


סיכום:
חרף החדשנות, תאורת הלד מתבססת בהדרגה כתאורה מועדפת בתחומים מסוימים שבהם היא משתווה ואף עוברת ביעילותה את מקורות האור הקונבנציונליים.
פיתוחה המהיר של הטכנולוגיה וגידול השוק מציפים גם את חסרונות הענף: טרם הסתיימה כתיבת כל התקנים הרלוונטיים, מוצרים שלא כולם עומדים בציפיות המשתמשים (תאורת כביש, רמזורים) עלות נורות גבוהה ועוד. עם זאת, יתרונות הלד עולים על חסרונותיו. עלויות הרכישה מתקזזות עם החיסכון בעלות החשמל, והמשתמשים חוסכים בעלויות.
 
מקורות:
1.       ויקיפדיה עברית – דיודה פולטת אור https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%93%D7%99%D7%95%D7%93%D7%94_%D7%A4%D7%95%D7%9C%D7%98%D7%AA_%D7%90%D7%95%D7%A8
2.       תאורת לד – מורה נבוכים. שלומי לוי, אתר חברת חשמל.
3.         Potential Environmental Impacts of Light-Emitting Diodes (LEDs): Metallic Resources, Toxicity, and Hazardous Waste Classification. Seong-Rin LimDaniel KangOladele A. Ogunseitan§, and Julie M. Schoenung*
4.         Scientific American: The Dark Side of LED Lightbulbs September 15, 2012
5.         Does Turning Fluorescent Lights Off Use More Energy Than Leaving Them On?
Incandescent lightbulbs are lumbering toward extinction. Now, how best to use their energy-efficient replacements? John Matson on March 27, 2008

הוסף תגובה