С момента изобретения первой электрической лампы прошло более 100 лет. Технологии преобразования электричества в свет за это время менялись, совершенствовались многократно, Интересно проследить историю электрических источников света, получивших массовое распространение и понять, какими лампочки будут в будущем.
Те лампочки, которые мы сегодня вкручиваем в стандартный цоколь E14 и E27, имеют мало общего с той, что сделал Эдисон в 1879 году. Пожалуй, сохранился только принцип работы. Он заключается в способности проводника излучать свет при нагревании проходящим через него электрическим током.
Вольфрам, из которого сделана нить ламп накаливания, только один из вариантов. Он подошел, потому что:
Этот металл недорогой,
Тугоплавкий, с температурой плавления около +3410° C,
Излучает комфортный для человека свет, цветовая температура которого около 2200-2900 К — спектр утреннего солнца: желтый и теплый.
Вольфрам сменил использовавшиеся ранее угольные нити в 1904 году. С тех пор эволюция ламп накаливания шла в двух направлениях:
Изменялся состав газа в герметичной колбе. Например, изобретены галогенные лампы с большим, чем у традиционных, сроком службы. Они светят ярче обычных, так как температура раскаленной нити выше.
Изменялся материал колбы. В тех же галогенках используется кварцевое стекло.
В остальном лампочка осталась прежней. Максимальная светоотдача технологии составляет примерно 30 Лм/Вт.
Люминесцентные газоразрядные лампы-трубки, которые воспринимаются нами как новые, на самом деле даже старше лампочек накаливания. Считается, что их изобрели в 1856 году. Изначально они были синие, а свечение создавалось за счет возбуждаемого соленоидом газа.
В XX веке люминесцентные лампочки стали популярны благодаря более высокому соотношению силы светового потока к затраченной электрической мощности. У современных моделей он достигает 80 Лм/Вт.
В ходе своей эволюции трубки стали светить белым цветом, соответствующим спектру дневного света, минимально искажая естественную цветопередачу. А также освоили новые цоколи — E14 и E27, что позволило предложить электросберегающую альтернативу лампочкам накаливания.
Источником света здесь выступает светодиод, позволяющий преобразовывать электрическую энергию в световую без посредников в виде нагрева нити или возбуждения газа. На сегодня они самые эффективные в отношении светового потока к потребляемой мощности — 110 Лм/Вт и более.
В ходе эволюции светодиодные лампы стали компактнее, долговечнее. В некоторых моделях срок службы заявляется производителем до 50 тысяч часов. В отличие от других технологий, светодиоды можно сделать любого цвета. Компания Philips и другие производители представили модели лампочек, цвет которых можно выбирать с помощью мобильного приложения на телефоне или специальной ручки на лампе.
Энергоэффективность светодиодной технологии освещения можно проиллюстрировать следующей диаграммой.
Очевидно, что замена опасных ртутных трубок и лампочек накаливания позволяет сокращать затраты на электричество.
Ближайшее будущее, по-видимому, принадлежит светодиодной технологии получения света из электричества. Она еще не достигла своего предела в снижении электроемкости 1 Лм светового потока. Разрабатываются модели с более высоким, чем у современных источников света, КПД.
Технология настоящего, которая будет активно развиваться и в будущем — умный дом. Освещением будет управлять компьютер. Взаимодействовать с ним можно через мобильное приложение на смартфоне или удобный терминал с экраном. Это позволяет сделать жизнь удобнее и снизить затраты электричества на освещение. Умный алгоритм уменьшит интенсивность света или вовсе выключит его, если человек вышел из комнаты.
Еще одно перспективное направления развития технологий освещения — органические световые панели. Уже в 2013 году OLED смогли достичь показателя эффективности 156 Лм/Вт. И, похоже, это не предел.