Обширная группа ученых-материаловедов и инженеров из Китая решила по-новому взглянуть на давно привычные всем лампы накаливания. Благодаря использованию новых материалов им удалось переизобрести лампочку и создать свое «устройство освещения накаливания с рециркуляцией фотонов» с увеличенными энергоэффективностью и сроком службы. Полученные устройства превосходят по этим свойствам светодиодные лампы, при этом сохраняя традиционное комфортное для глаза свечение ламп накаливания.
Кадр из фильма «Престиж» / © Warner Bros. Pictures
Всего на освещение приходится примерно 20% мирового потребления электроэнергии и более 10% выбросов углерода. С этим связано всеобщее стремление к повышению энергоэффективности систем освещения и переходу от традиционных ламп накаливания к более эффективным (более чем в семь раз) и долговечным (более чем в 10 раз) системам освещения на основе лазерных и светодиодов. Они работают за счет принципа электролюминесценции — испускания фотонов материалом при прохождении через него электрического тока.
Несмотря на кажущееся удобство, переход на новые системы освещения не обошелся безболезненно: светодиодные лампы не обеспечивают такой же высокой точности цветопередачи, что и лампы накаливания. Кроме того, для расширения полосы излучения в видимом диапазоне в светодиодах используются специальные фосфоресцирующие понижающие преобразователи. Это приводит к дополнительному выделению тепла и вводит компромисс между эффективностью и точностью цветопередачи, и выбор зачастую не на стороне последнего.
Лампы накаливания, в свою очередь, имеют непрерывный полный спектр в видимом диапазоне, обеспечивая комфортное для человека освещение. Поэтому ученые из Китая предложили и экспериментально реализовали новое устройство, использующее все тот же принцип накаливания материала электрическим током для испускания фотонов, что и традиционные лампочки. Свою разработку авторы назвали «устройство освещения накаливания с рециркуляцией фотонов» (PRILD), детальное описание которого они приводят в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Первым делом ученые заменили центральную часть лампы — нить накала. Вместо стандартной вольфрамовой нити авторы предложили использовать собственную разработку — термоэмиттер Янус (Janus), двухслойную цельнокерамическую полосу из углеродных нанотрубок (черный излучатель) и гексагонального нитрида бора (белый излучатель). Далее они заменили стеклянную колбу с инертным газом на керамический корундовый резонатор. Под черным излучателем в вырезе резонатора расположено кварцевое окно со специальным фильтром, пропускающим видимое и отражающим инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.
Упомянутая в названии устройства схема рециркуляции фотонов работает следующим образом. Белый излучатель отсекает поток энергии внутрь устройства из-за низкой излучательной способности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах и вкупе с резонатором, хорошо отражающим широкий спектр фотонов, образует внутренний круг рециркуляции фотонов, подавляя потери на рассеяние энергии в полости устройства. Изготовленный из углеродных нанотрубок черный эмиттер имеет коэффициент излучения, близкий к единице, в видимом и инфракрасном диапазонах.
И, наконец, кварцевое окно пропускает только полный видимый спектр, отражая ультрафиолетовое и инфракрасное излучения обратно в резонатор, которое затем поглощается черным излучателем. Спроектированное и изготовленное устройство имеет КПД больше 25%, эффективность — примерно в полтора раза выше, а срок службы — более чем в три раза, чем у светодиодных ламп. При этом новые устройства накаливания сохраняют высокую точность цветопередачи и комфортное для человеческого глаза свечение, что и уже устаревшие лампы накаливания.
Комментарии
что-то очень круто описано
Вспоминаю ссср и вспоминаю е лампы тусклые, жёлтые при таком освещении было постоянное желание повеситься. Даже сейесли вижу такую лампу вспоминается та тоска и безнадега.... Чего бы я точно не хотел так это возвращения к тем лампам. Плевал я на полноту спектра, мне нравится яркий белый,светодиодный.
Есть много любителей старины и противников всего нового)
Которые к тому же считают, что СД-лампы не искажают цветопередачу (что отчасти правда), а прямо-таки каким-то загадочным образом вредят глазам (что естественно полная чушь).
В совке и достаточно яркие люминесцентные лампы давали достаточно мертвенный свет, да еще и зачастую мерцали. Так что лучше уж СД.
Люминофорное СД освещение вредное. Вместо того, что верить науку - исследуйте сам, и убедитесь.
С верой это в церковь)
А в науке если вы утверждаете про вред- будьте любезны объяснить в чем конкретно заключается вред. И подтвердить это ссылками на исследования...
Игорь, я написал, исследуйте сам. Все великие учёные исследовали сами, или с помощниками, и друзей, и дрались с "наукой"!!! И не ждите истину от "науку", и ссылки... только дурак ищет истину от науку, которая всегда была полу наука!!!
Есть филаментные лампы. Подороже простых светодиодных, зато свет вполне себе приятного градуса.
У меня 150 - 200 ваттные лампы светили, не мог на тусклость жаловаться)) Да и с яркостью всё норм было. Это экономили, 40-60 ватт вкручивали, это конечно мрак)
У меня такие тоже... светили... последняя два дня проработала и перегорела, это заставило меня искать им альтернативу
Так ставить надо было сотки, а не сороковки и тогда нормально со светом все было бы.
И художникам и рукоделам белый свет нужен — чтобы цвета нормально подбирать, в жёлтом ничё не понятно. Окрашенный свет по-любому визуально делает сочнее и ярче родственные цвета и гасит (делает серее) комплиментарные, какая бы там ни была полнота спектра.
Кварц, корунд, углеродные нанотрубки. Что-то мне кажется, дорогонько обойдется эта теплая ламповая идиллия. Массовое произ-во скорее всего не налажено, штучные экземпляры.
Ну да, светодиоды не фонтан, но можно подобрать боле-мене приемлемые с температурой 6500, вроде глаз привыкает. И ремонтировать светодиоды можно самому, кстати.
6500 это же мерзко холодный и вредный цвет. Потом ночью не уснёшь. Светодиодные беру в районе 3500K. Вряд ли это реальные 3500K, но намного больше похожи на естественное солнечное освещение, которое около 5000K.
Я вот всегда очень хотел услышать АРГУМЕНТЫ в пользу того, что 6500 К от СД - это ВРЕДНЫЙ свет))
Особенно в свете того (каламбурчик), что температура поверхности солнца порядка 6000 К...
А после прохода через атмосферу каким становится свет? Явно теплеет. Вон, на закате, проходя через толстый слой атмосферы, вообще красным становится.
Для начала вам бы неплохо понять, что такое "температура света"?
Т.е. пропустив свет через любой цветной фильтр мы резко меняем его свойства?
Впрочем, я так и не услышал доказательств "вреда"...)
Доказательство - эксперименты, исследования. Их достаточно было проведено. Под влиянием синего света уровень мелатонина в организме понижается. Ваши эксперименты демонстрируют обратное?
Ссылочку на эксперименты, плиз! Там в процессе засыпания слишком много факторов, чтобы уповать лишь на свет.
Нормальный эксперимент сравнил бы уровень мелатонина через 10-20 минут после полного выключения света...
"Эффективная температура поверхности Солнца 5772 К (рассчитывается из закона Стефана-Больцмана).
Коррелированная цветовая температура (КЦТ) - это температура, до которой нужно нагреть абсолютно чёрное тело, чтобы оно стало иметь такую же цветность, как и данный источник света. КЦТ света от Солнца в космосе 5923 К (рассчитывается из ASTM E490-00a). Но атмосфера рассеивает короткие волны. Поэтому КЦТ света от Солнца у поверхности Земли в ясный летний день несколько ниже - 5200-5400 К. КЦТ белой точки 5455 К (когда в цветовом пространстве МКО 1931 x = y = z = 1/3)." (с) Михаил Ланских, утащено из обсуждения ламп remez sunlike на озон.ру.
Рад, что вы запомнили школьное определение)
Возможно, вы даже в курсе того, что человеческий глаз не производит полноспектрального анализа, а оценивает сигнал по 3 точкам согласно трем видам колбочек
Но к вечеру температура освещения понижается (как солнечного, так и пещерного, факельно-кострового). Я дома основной свет сделал 3500K светодиодами Luminus SST-20-W35H-A120-...
https://pic.mysku-st.ru/uploads/pictures/03/73/78/2021/02/24/7054e7.jpg
(статью не опубликовали)
Не совсем понятно, к чему был ваш комментарий...
Я написал о том, что глаз оценивает свет не по всему спектру, а по интенсивности в 3 точках спектра.
Кстати, свет от пламени по спектру не сплошной, как от черного тела (солнца), а линейчатый.
Но для малограмотного электората, чем древней, тем "натуральнее"...)
Судя по вашему постоянному сарказму вы просто решили построить из себя такого умненького))) который что-то якобы знает, задает вопросики и смотрит совпадет ответ с "эталонным" в вашей голове или нет))). Мальчик вырос, а синдром школоты так и не прошел)))
Знаете, мне абсолютно неинтересны ваши глупые фантазии по поводу того, что я решил и что я думаю.
Я привык дискутировать при помощи фактов и цифр.
Я вижу, что у вас нет ни того, ни другого.
Посему сберегите мое и свое время, избавьте меня от потока вашего сознания...)
Да да)) маленький мальчик. Как обычно в кусты.) В ваших сообщениях нет ни фактов ни цифр, ни тем более диалога)) вы либо пренебрежительно высказываетесь о написанном, без ФАКТОВ, без ЦИФР, либо требуете вам что-то предоставить (а вы собственно кто такой?). Такие "диалоги" показатель закомплексованности и болезнеенного ЧСВ)) Я тоже не увидел в вас ничего)) просто очередной инттернет-зазнайка)
ну не знаю, я за 10 лет этой эпопеи с ОЛЕД и светодиодами перепробовал реально все, что попадалось под руку, все температуры, все мощности, все китайские фирмы, и в конце концов остановился именно на 6500 и 10 вт - на мой глаз, самое то. И достаточно ярко, и не режет глаз неестественностью. Правда, близорук, -3.
За все время экспериментов я понял, что вот эти определения - "холодный", "теплый", они ничего не дают и реально свет ОЛЕД ощущается совсем по другому.
Это как безногий будет советовать какие роликовые коньки лучше. Сори.
Вы, я вижу, плоховато разбираетесь в патологиях зрения. Близорукость не означает отсутствие зрения (т.е. "безногость" в вашей терминологии). Близорукость - это расплывчатость контуров предметов зрения вдали, но не вблизи, вот и все. Да и то без очков.
сам близорукий
-5
6500 выносить не могу
еле терплю 4500
дома все лампы на 3000 Кельвин 🧐
Молодцы китайцы. А мы все новые сорта самогона изобретаем.
Может вам с сортов самогона на что-то другое переключиться?
На счёт срока службы не скажу, но эффективность точно не выше нормального и тем более хорошего светодиодного. Идеальный 100% (теортитический естественно) источник видимого света полного спектра имеет эффективность 330-380 Лм/Вт (в зависимости от разных ухищрений что считать полным видимым спектром). Так вот. Светодиоды даже хреновенькие имеют еффективность от 80 Лм/Вт до хороших на уровне 130-150 Лм/Вт. .Т.е. КПД от 25 до 40%. И это уже то что выпускается массово. А тут в теории всего 25. Так что не лучше светодиодов они. И ещё вопрос смогут ли такие лампы работать без хитрой электроники. Все светодиоды, люминесцентные и прочие требуют электроники.
При недогрузке по току уже достигли 230 lm/W с CRI 80.
https://www.edison-opto.com/wp-content/uploads/2022/10/2835-UE-2.0_1280x400.jpg
"The 2835 UE 2.0 is not only increased the brightness to 39.5lm (typ@4000K), but also the stable quality enables the UE 2.0 series easily to drive the ultra-high light efficiency of 230lm/W by 25mA current."
Где то читал, что нормальные лапочки были сто лет назад - горели долго!
Раньше и вода мокрее была, и девки краше!
Это вам каждый скажет!
А все, что эти колдуны-ученые напридумывали -ересь одна...
Увы, как в анекдоте: "Дети у вас хорошие, а то, что вы руками делаете...."
Такие лампочки действительно есть, и даже есть в инете трансляции их горения непрерывного. Уже десятки лет.
Люминофорное освещение вредное. Исследую 3 года светодиодные лампы с !! Внимание - 97% Ra !!! Да, в начале прикольно светят, потом понимашь, что галоген безальтернативный. И совсем другое дело RGB светодиоды - у них нет люминофор. И лучше даже 2 маслянних сетильника - достаточно для пищи, чтоб увидеть, если не надо сильны свет, а фон. А для короткого времени работы, и что то найти, и светодиодные понадобятся.
Да, важно знать физические параметры, как культура для основы и ориентация, но практика решающая - люминофорное освещение - в МУСОРЬ.
Какими методами исследуете?))
Очень интересно!
Игорь, чисто практически - влияние на утомлённости, психофизиологического комфорта, медитативное целенаправленное восприятие, сравнивание с естественными источниками света. Но результаты иногда не приходят сразу. И надо многократное подтверждение на них. Эта система не известна в научных кругах, и брендов в принципе. Многократное подтверждение на длительный период исследования. Они просто берут колличество людей, вместе, и спрашивают на момент. Это грубая, и драматическая ошибка, указывающая на неграмотность на мировозрение. Они просто хотят, чтобы какая то стрелка, какая то цифра укажет результат на момент. Это базовая безграмотность "учёных"!!! И это в научных кругах!!!
Вот например, зажигаем светильник, и попробуем с диммер дополнять фоновое освещение с галогенной лампы. И что оказывается - цветовая температура на освещение не надо превышать эта на светильника. Глупо рассчитывать на аппаратуру, потому что она просто глупая. Но для первоначальной ориентировки обязательная, а можно и без неё - просто брать характеристики, если они объявленные.
Просто делаете экспериментальная постановка, и не ждать быстры результат.
разве в RGB светодиодах нет люминофора?
Ответ выше
Никакой электролюминесцентнсти в светодиодах нет, там рекомбинация электронов с дырками идет, дырка электрон один фотон
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BB%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B4
почитай про люминофорные светодиоды
Электролюминесценция - результат излучательной рекомбинации электронов и дырок в полупроводнике.
Будем ждать, пока кто-нибудь из депутатов не приобретет заводик по производству этих ламп. Тогда сразу обязуют и по ПУЭ, и по СанПиНу, и по СНиП..
Куда же без политоты в комментах к научной статье...)
Политота - это наше все!
ПУЭ-то тут при чём?
Я уже давно убедился, что эти ученые создают не то, что нужно потребителям, а то, что выгодно кому-то для бесконечного выкачивания бабок из потребителей. Они никак не могут в лампах поставить наконец светодиоды на достаточные радиаторы, потому, что такая лампа будет вечной, потому она не выгодна производителям. Они уже более долговечные лампы изобретают...
Михайло, так точно, даже, если удалите матовое стекло, и проводите измерения - получите в двойное более большой свет, но нет, надо нагревается там диоды, чтобы лампочка более быстро уходила из строя