نورهای پروفایل LED در اصل نوارهای بلندی از روشنایی هستند که دیودهای ساطعکننده نور (LED) با صرفهجویی در انرژی را در داخل کانالهای باریک آلومینیومی قرار میدهند. آنچه این نورها را از لامپهای معمولی متمایز میکند، نحوه تابش دقیق نور در جایی است که مورد نیاز است. این طراحی از بازتابدهندهها و روکشهای خاصی استفاده میکند تا نور بهدرستی پخش شود و از هدررفتن آن در سایر جهتها جلوگیری شود. و نکته جالب درباره این چراغها این است: آنها با حدود نصف توان مصرفی سیستمهای روشنایی قدیمی کار میکنند بدون آنکه کمی از شدت نور آنها کاسته شود. این امر به دلیل هم جهتگیری دقیق نور و هم کنترل بهتر گرما که مستقیماً در خود سیستم گنجانده شده است، امکانپذیر میشود.
چراغهای الایدی نواری با استفاده از نیمهرساناها، برق را به نور مرئی تبدیل میکنند که بسیار کارآمد است. در واقع، لامپهای قدیمی و فیلامنتی در این کار عملکرد بسیار ضعیفی دارند و حدود ۹۰ درصد انرژی خود را صرفاً به صورت گرما هدر میدهند. دیودهای الایدی به شیوهای متفاوت و از طریق پدیدهای به نام الکترولومینسانس کار میکنند، جایی که الکترونها در حال حرکت از مواد خاص داخل دیود، فوتونهای نور ساطع میکنند. نتیجه چیست؟ اعداد قابل توجهی نیز داریم. مطالعات نشان میدهد این معجزههای کوچک میتوانند بیش از ۱۸۰ لومن بر هر وات مصرفی تولید کنند. این عدد بسیار بهتر از لامپهای قدیمی است که به گفته کارشناسان مؤسسه فناوری روشنایی، به سختی به ۱۵ لومن بر وات دست مییابند. این موضوع توضیح میدهد که چرا امروزه تعداد زیادی از مردم به این نوع چراغها روی آوردهاند.
سه ویژگی مهندسی کلیدی، صرفهجویی در انرژی را افزایش میدهند:
| عامل کارایی | نور نمای لبهدار الایدی | تجهیزات فلورسنت |
|---|---|---|
| تولید گرما | 18°C/W | 42°C/W |
| انرژی اتلاف شده به صورت گرما | 8% | 63% |
| ثبات خروجی نور | 98 درصد در طول عمر | 72 درصد پس از 6 ماه |
تعویض چراغهای نمای LED در ساختمانهای اداری میتواند بهطور قابل توجهی مصرف انرژی را کاهش دهد. به عنوان مثالی که اخیراً مشاهده کردیم، فضایی بزرگ به مساحت حدود 50,000 فوت مربع، 400 عدد چراغ فلورسنت قدیمی را با چراغهای LED جایگزین کرد و هزینههای روشنایی خود را تقریباً 78 درصد کاهش داد. این تغییر تنها در یک سال حدود 9,200 دلار آمریکا صرفهجویی ایجاد کرد. انبارها نیز داستانهای موفقیتآمیز مشابهی داشتهاند. زمانی که این انبارها از حسگرهای حرکتی همراه با چراغهای نمای LED به جای چراغهای قدیمی هالید فلزی با توان بالا استفاده کردند، برخی از واحدها توانستند قبض برق خود را تا 83 درصد کاهش دهند. این نتایج نشان میدهد که این نوع ارتقاء عملکرد بهویژه در فضاهای بزرگی که معمولاً روشنایی بهصورت مداوم و طولانیمدت انجام میشود، بسیار مؤثر است.
LEED v4.1 اکنون 7 امتیاز برای نصب پروفیلهای LED اعطا میکند—سه برابر اعتباری که به سیستمهای فلورسنت فشرده داده میشود. قانون انرژی کالیفرنیا در سال 2024، استفاده از پروفیلهای LED را برای تمام روشنایی تجاری غیرمستقیم الزامی کرده و انتظار میرود این اقدام منجر به کاهش ۱٫۲ میلیون تنی انتشار سالانه دیاکسید کربن در سطح ایالت شود و نقش این محصولات را در طراحی ساختمانهای پایدار تقویت کند.
چراغهای نواری LED تنها به حدود ۱۵ تا ۴۰ وات برق نیاز دارند تا همان مقدار نور را تولید کنند که لامپهای معمولی ایجاد میکنند. لامپهای سنتی فیلامنتی برای روشنایی مشابه، حدود ۶۰ تا ۱۰۰ وات مصرف میکنند و حتی گزینههای فلورسنت نیز معمولاً بین ۱۵ تا ۳۵ وات میباشند. دلیل این تفاوت بزرگ در نحوه کار این فناوریها نهفته است. لامپهای فیلامنتی معمولی تقریباً ۹۰ درصد انرژی خود را به صورت گرما هدر میدهند، به همین دلیل آنها بسیار داغ میشوند. لامپهای فلورسنت نیز با بازده پایین مواجه هستند، زیرا به فرآیند یونیزاسیون جیوه متکی هستند که چندان مؤثر نیست. LEDها از این لحاظ برجسته هستند که بیشتر انرژی خود را مستقیماً به نور تبدیل میکنند و مقدار اتلاف انرژی به عنوان گرما کمتر از ۱۰ درصد است. این امر باعث میشود تا LEDها بسیار بهتر از سایر گزینهها بتوانند برق را به نور واقعی تبدیل کنند و از هدررفت انرژی جلوگیری شود.
| نوع نورپردازی | توان معمول | انرژی هدر رفته به صورت گرما |
|---|---|---|
| لامپ جنس | ۶۰–۱۰۰ وات | ~90% |
| فلوئورسنت | ۱۵–۳۵ وات | ~30–40% |
| چراغهای نواری LED | ۱۵–۴۰ وات | <10% |
جایگزینی ده عدد لامپ معمولی 60 وات با نسخههای انرژیکارآمد LED با مصرف 12 وات، مصرف برق را بهطور چشمگیری کاهش میدهد. به جای مصرف 600 وات در ساعت، تنها 120 وات مصرف خواهد شد که به معنای صرفهجویی حدود 80 درصدی در هزینههای برق است. اگر شخصی این چراغها را روزانه هشت ساعت روشن نگه دارد، در طول یک سال تقریباً 1,459 کیلوواتساعت انرژی پسانداز خواهد کرد. این مقدار صرفهجویی میتواند برای تأمین انرژی یک خانوار متوسط آمریکایی به مدت تقریباً دو ماه کامل بدون مشکل کافی باشد. حالا جایگزینهای لامپ فلورسنت به همان اندازه چشمگیر نیستند، اما همچنان کاهش قابل قبولی در مصرف انرژی ارائه میدهند. اکثر مردم بین 30 تا شاید 50 درصد کاهش مصرف انرژی را تجربه میکنند، هرچند نتایج واقعی تا حدی به عملکرد بالاستهای موجود بستگی دارد.
مطالعات نشان دادهاند که چراغهای نمای LED میتوانند از ۲۵ تا ۸۰ درصد نسبت به سیستمهای روشنایی سنتی کارآمدتر باشند. بیشترین صرفهجویی معمولاً زمانی رخ میدهد که کسبوکارها به جای لامپهای قدیمی فیلامنتی، لامپهای جدید استفاده کنند. به عنوان مثال: یک چراغ نمای LED با توان ۴۰ وات تقریباً همان مقدار نور یک لامپ فیلامنتی ۱۵۰ واتی را تولید میکند، اما در عین حال حدود ۷۳ درصد انرژی الکتریکی کمتری مصرف میکند. طبق اطلاعات منتشر شده توسط وزارت انرژی ایالات متحده در سال ۲۰۲۳، شرکتهایی که به سیستمهای روشنایی LED مهاجرت میکنند، معمولاً بین سه تا پنج دلار برای هر فوت مربع فضایی که سالانه روشن میکنند، در قبض انرژی خود صرفهجویی میکنند. این نوع صرفهجوییها در طول زمان به شدت تجمعی هستند.
لامپهای سنتی فیلامنتی حدود ۱,۰۰۰ ساعت دوام دارند، در حالی که چراغهای نمایهای LED بهطور قابل اعتمادی برای ۲۵,۰۰۰ تا ۵۰,۰۰۰ ساعت کار میکنند — نسبت عمر مفیدی معادل ۲۵:۱ که توسط آزمایشهای مستقل تأیید شده است (گزارش روشنایی تجاری ۲۰۲۴). این تفاوت در مقایسه با لامپهای هالوژن حتی برجستهتر است:
| نوع نورپردازی | عمر متوسط | تعویضهای سالانه* |
|---|---|---|
| نور نمای لبهدار الایدی | 25,000 ساعت | 0.3 |
| لامپ جنس | ۱۰۰۰ ساعت | 8.7 |
| هالوژن | 2,000 ساعت | 4.4 |
*بر اساس ۱۲ ساعت کار روزانه. انرژی استار (۲۰۲۳) گزارش میدهد که نیروی کار نگهداری به دلیل تعویضهای مکرر، ۷۲٪ افزایش مییابد.
مطالعهای از دانشگاه کلمبیا که طی دههای ساختمانهای تجاری را پیگیری کرده، نشان داده نصب سیستمهای LED مصرف انرژی مربوط به روشنایی را نسبت به سیستمهای هالوژن ۶۸٪ کاهش داده است. این مزیت در طول زمان از طریق موارد زیر تشدید میشود:
تحلیل سال ۲۰۲۳ توسط آزمایشگاههای روشنایی اقیانوسیه از بیش از ۵۲۰۰ نصب نوار نوری LED نشان داد که ۸۲٪ از آنها حداقل ۹۰٪ روشنایی خود را پس از ۳۵۰۰۰ ساعت حفظ کردهاند—که از پیشبینیهای سازنده فراتر است. عملکرد تحت سطوح متغیر ولتاژ و رطوبت تنها ۳ تا ۷ درصد نوسان داشت و این امر صرفهجویی قابل اعتماد در مصرف انرژی را در محیطهای تجاری متنوع تأیید میکند.
تعویض چراغهای نمایه با نمونههای الایدی بهطور قابل توجهی مصرف انرژی را کاهش میدهد. صحبت از حدود ۷۵ درصد کاهش مصرف برق نسبت به سیستمهای قدیمی فیلامنتی است و تقریباً ۴۰ درصد صرفهجویی در مقایسه با گزینههای فلورسنت نیز وجود دارد. یک نمایشگاه خودرو در منطقه مرکزی ایالات متحده پس از ارتقای روشنایی پارکینگ خود، شاهد کاهش ۸۵۰ دلاری در قبض ماهانه برق خود بود. این رقم تقریباً معادل کاهش ۸۰ درصدی در هزینه برق قبلی آنهاست. برای کسبوکارهایی که تمام روز و هر روز فعالیت دارند، این صرفهجوییها به سرعت انباشته میشوند. فقط با تعویض ۱۰۰ لامپ معمولی با نمونههای الایدی، میتوان سالانه بیش از ۲۵۰۰ دلار صرفهجویی کرد. همچنین نباید عامل گرما را فراموش کرد. روشنایی سنتی حدود ۹۰ درصد از انرژی خود را به صورت گرما هدر میدهد، در حالی که الایدیها بیشترین بخش توان خود را مستقیماً به تولید نور اختصاص میدهند که این امر باعث افزایش چشمگیری در بازدهی کلی آنها میشود.
برای اکثر کسبوکارها، بازگشت سرمایه صرفشده برای بهروزرسانی معمولاً بین ۱۲ تا ۲۴ ماه پس از نصب اتفاق میافتد که این موضوع بخاطر کاهش قبضهای انرژی و همچنین نیاز کمتر به تعمیرات است. البته چراغهای نواری LED در مقایسه با لامپهای فلورسنت قدیمی حدود ۳۰ درصد هزینه اولیه بیشتری دارند، اما عمر آنها حدود ۵۰ هزار ساعت است که به معنای تعویض بسیار کمتر است—شاید حتی ۵ تا ۱۰ برابر کمتر. با نگاه به اعداد واقعی از انبارهایی که بیش از ۵۰۰ عدد از این چراغها را نصب کردهاند، بسیاری از آنها متوجه شدهاند که نقطه سربهسرشان تنها در ۱۸ ماه حاصل میشود. از آن زمان به بعد، هر ماه فقط شامل صرفهجویی خالص است بدون اینکه نیاز به هزینه اضافی داشته باشند.
سیستمهای پروفیل LED مصرف برق را حدود 75 تا 80 درصد کاهش میدهند، به این معنا که ساختمانها در نتیجه گازهای کربنی بسیار کمتری منتشر میکنند. برای مثال، یک فروشگاه خردهفروشی معمولی که حدود 200 عدد چراغ پروفیل LED را به جای لامپهای قدیمی هالید فلزی استفاده میکند، تقریباً هر سال 18 تن معادل متریک دیاکسید کربن صرفهجویی میکند. این مقدار تقریباً معادل حذف کامل چهار خودروی معمولی از جاده است. وقتی به موضوع از دیدگاه گستردهتری نگاه میکنیم، روشنایی تجاری طبق آمار IEA از سال گذشته حدود 17 درصد از کل انتشارات ساختمانها در سطح جهان را تشکیل میدهد. بنابراین، انتقال به این سیستمهای کارآمد از نظر انرژی نه تنها برای کسبوکارهای منفرد مفید است، بلکه واقعاً به حرکت ما به سمت اهداف مهم آبوهوایی که بسیاری از کشورها در پی دستیابی به آن هستند، کمک میکند.
چراغهای پروفیل LED از نظر شاخصهای محیطزیستی عملکرد بهتری نسبت به لامپهای CFL و رشتهای دارند:
| فاکتور | نمایه LED | CFL | لامپ جنس |
|---|---|---|---|
| مدت زندگی (ساعات) | 50,000 | 10,000 | 1,200 |
| محتوای جیوه | 0mg | 4mg | 0mg |
| نرخ بازیافتی بودن | 95% | 92% | 97% |
طول عمر طولانیتر آنها، استخراج مواد اولیه و انرژی تولید را تا ۸ برابر نسبت به لامپهای رشتهای کاهش میدهد. علاوه بر این، از آنجا که الایدیها فاقد جیوه هستند، خطرات آلودگی ناشی از دفع لامپهای فلورسنت فشرده (سیافال) را از بین میبرند و بدین ترتیب برای اکوسیستمها ایمنتر بوده و بازیافت مسئولانهتری دارند.
EN