วิวัฒนาการของระบบแสงสว่าง: จากหลอดไส้ไปจนถึง LED
หลอดไฟแบบไส้ปฏิวัติชีวิตและการทำงานของผู้ที่มีไฟฟ้าใช้ แต่ความไร้ประสิทธิภาพของ-การสิ้นเปลืองพลังงานส่วนใหญ่เนื่องจากความร้อน-นั้นไม่ได้ถูกตั้งคำถามจนกระทั่งช่วงทศวรรษ 1970 ภาวะน้ำมันตกตะลึง เพื่อเป็นการตอบสนอง รัฐบาลต่างๆ ได้ส่งเสริมประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และผู้นำในอุตสาหกรรมอย่าง Philips และ Osram ได้ลงทุนมหาศาลในทางเลือกอื่นๆ ที่ได้รับการสนับสนุนจากกฎหมายเพื่อเลิกใช้หลอดไฟสิ้นเปลือง
ทางเลือกแรกคือหลอดไฟคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ (CFL) ซึ่งประหยัดพลังงานมากกว่า-หลอดไส้แบบเดิมถึงห้าเท่า แต่ผู้บริโภคไม่ชอบสีฟ้าที่รุนแรง-แสงสีขาวและการอุ่นเครื่องอย่างช้าๆ- หลอดฮาโลเจนใช้ทดแทนได้ในช่วงสั้นๆ แต่ให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าหลอดไส้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น จากนั้นไฟ LED ก็กลายเป็นตัวเปลี่ยนเกม-
LED มีศักยภาพที่ดีเยี่ยมในการนำไปใช้อย่างรวดเร็วและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน ผลิตแสงได้ทันที สอดคล้องกับสเปกตรัมสีของแสงธรรมชาติ และสร้างความร้อนน้อยที่สุด-ไม่เหมือนหลอดไส้ ซึ่งเปลืองพลังงานถึง 95% ในรูปของความร้อน บริษัท Fairchild Optoelectronics ในอเมริกาเปิดตัวผลิตภัณฑ์ LED ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 แต่ LED ยังคงเป็นสินค้าเฉพาะกลุ่มที่มีราคาแพงมานานหลายทศวรรษ จนกระทั่งถึงปี 2000 เมื่อทั้งประเทศอุตสาหกรรมและประเทศกำลังพัฒนากำหนดมาตรฐานประสิทธิภาพ/ประสิทธิภาพขั้นต่ำ และกำหนดเวลาที่ชัดเจนในการเลิกใช้หลอดไฟที่ไม่มีประสิทธิภาพ ยอดขายจึงค่อย ๆ เปลี่ยนไปเป็นตัวเลือกพลังงานต่ำ-
ไม่น่าแปลกใจเลยที่ความเร็วและขนาดการนำ LED ไปใช้แตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ เนื่องจากความแตกต่างอย่างมากในด้านนโยบาย เศรษฐกิจ และการเข้าถึงพลังงาน ในช่วงปลายปี 2015 ผู้บริโภคจำนวนมากยังคงยึดติดกับหลอดไฟแบบเดิม โดยมองว่าหลอดฮาโลเจน/หลอดไส้เป็นทางเลือกที่ไม่เพียงพอ แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการปรับปรุงที่น่าประทับใจในคุณภาพ LEDการออกแบบ ราคา และฟังก์ชันการทำงาน กระตุ้นให้เกิดการใช้งานอย่างรวดเร็ว ปัจจุบัน LED มีราคา \\(2–\\)5 ใช้พลังงานน้อยกว่าหลอดไส้ 90% (รวมถึงหลอดฮาโลเจน) และน้อยกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเก่า 60% ภายในปี 2562 ยอดขายระบบไฟส่องสว่างทั่วโลกคิดเป็นประมาณ 46% เพิ่มขึ้นจาก 37% ในปี 2561
การผลักดันของรัฐบาลสำหรับการนำ LED มาใช้
รัฐบาล-ผลักดันการรณรงค์ยุติการใช้หลอดไฟที่ไม่มีประสิทธิภาพ-ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการเติบโตของ LED- ซึ่งเริ่มต้นในปี 2005 ในบราซิลและเวเนซุเอลา สหภาพยุโรป ออสเตรเลีย และสวิตเซอร์แลนด์ได้ยุติเฟส-ของตนเองในปี 2009 ในเวลานี้ รัฐบาลและบริษัทส่วนใหญ่มีนโยบายในการเพิ่มการใช้ LED โดยได้ประโยชน์จากต้นทุนและการประหยัดพลังงาน- สหรัฐอเมริกาเริ่มเลิกใช้หลอดไฟที่ไม่มีประสิทธิภาพในปี 2550 (แม้ว่าฝ่ายบริหารของทรัมป์จะระงับการดำเนินการนี้ในปี 2562) ในขณะที่คำสั่งของสหภาพยุโรปจะยุติการขายหลอดไส้และฮาโลเจนภายในปลายปี 2564
ความเกี่ยวข้องที่กว้างขึ้นของการเติบโตของ LED
ไฟ LED แสดงให้เห็นว่านโยบายของรัฐบาลที่แทรกแซงและเข้มแข็งสามารถกำจัดผลิตภัณฑ์ที่ไม่มีประสิทธิภาพและสิ้นเปลืองได้อย่างไร หากไม่มีนโยบายดังกล่าว อุตสาหกรรมต่างๆ จะขาดแรงจูงใจที่จะละทิ้งเทคโนโลยีแสงสว่างที่ล้าสมัย ที่สำคัญ กฎหมายนี้มักจะมุ่งเน้นไปที่ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ ไม่ใช่เทคโนโลยีเฉพาะเจาะจง-เพื่อให้อุตสาหกรรมสามารถพัฒนาโซลูชันได้ ผลลัพธ์ที่ได้คือการลดลงอย่างต่อเนื่องของฮาโลเจนและหลอดไส้ ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนสำหรับธุรกิจและผู้บริโภค
ไฟ LED กำลังลดการใช้พลังงานรวมของระบบแสงสว่างอยู่แล้ว โดยในปี 2018 แสงสว่างคิดเป็น ~13% ของการใช้พลังงานทั่วโลก และที่อัตราการนำไปใช้ในปัจจุบัน คาดว่าจะลดลงเหลือ 8% ภายในปี 2030 อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการใช้พลังงานมักจะถูกบดบังด้วยเทคโนโลยีหมุนเวียนใหม่ๆ และต้องการการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง IEA ตั้งข้อสังเกตว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานทั่วโลกเพิ่มขึ้นช้าลงตั้งแต่ปี 2558 แต่ประสิทธิภาพยังคงเป็นสิ่งสำคัญในการลดการใช้พลังงานทั้งหมด
ปัจจุบัน แสงสว่างคิดเป็น 13% ของความต้องการไฟฟ้าทั่วโลก และ 5% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลกต่อปี (สำหรับบริบทแล้ว การขนส่งระหว่างประเทศปล่อยก๊าซ 1.7%) ยังมีศักยภาพอย่างมากที่จะลดการปล่อยก๊าซที่เกี่ยวข้องกับแสงสว่าง-: การประมาณการบางอย่างแนะนำว่าการเปลี่ยนมาใช้ไฟ LED ประสิทธิภาพสูง-ทั่วโลกสามารถลด CO₂ ได้ 1.4 พันล้านตัน โดยหลีกเลี่ยงความต้องการโรงไฟฟ้าใหม่ 1,250 แห่ง- ซึ่งเป็นชัยชนะครั้งใหญ่ในการลดคาร์บอนและคุณภาพอากาศ
ไฟ LED ยังเน้นย้ำว่าการตัดสินใจทางธุรกิจอย่างกล้าหาญให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วเพียงใด ผู้ผลิตเสี่ยงที่จะเปลี่ยนจากระบบแสงสว่างที่ไม่มีประสิทธิภาพไปเป็น LED ในปี 2006 Philips Lighting-ได้รับยอดขายเกือบสอง-ในสามจากหลอดไส้- จึงตัดสินใจขยายขนาดการผลิต LED แทน การเคลื่อนไหวครั้งใหญ่นี้ต้องเผชิญกับการต่อต้านที่รุนแรงทั้งภายในบริษัทและจากผู้ถือหุ้น แต่ก็ประสบความสำเร็จ: ปัจจุบันมีชื่อว่า Signify บริษัทเป็นหนึ่งในห้าผู้ผลิต LED ชั้นนำระดับโลก โดยมีรายได้ต่อปีประมาณ 6 พันล้านปอนด์
นอกจากนี้ การเปลี่ยนแสงยังเน้นย้ำถึงความสำคัญของการดำเนินการของแต่ละบุคคลเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน แม้แต่ทางเลือกเล็กๆ น้อยๆ ที่เพิ่มจำนวนผู้คนนับพันล้านคน ก็ก่อให้เกิดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและการเงินมหาศาล การส่งต่อเงินออมให้กับผู้บริโภคช่วยขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงในระบบทุนนิยม นอกเหนือจากประสิทธิภาพและคุณประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมแล้ว LED ยังประหยัดเงินของผู้บริโภค: กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาประมาณการว่า LED สามารถลดการใช้พลังงานแสงสว่างของประเทศลงได้ 29% ภายในปี 2568 ซึ่งช่วยประหยัดค่าไฟฟ้าของครัวเรือนได้ประมาณ 8 หมื่นล้านปอนด์ ในสหราชอาณาจักร การใช้ไฟ LED ในบ้านอย่างแพร่หลายจะช่วยลดค่าพลังงานได้ 2 พันล้านปอนด์ และป้องกันการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ 8 ล้านตัน การลงทุนเริ่มแรกเพื่อเปลี่ยนมาใช้ไฟ LED ในสหราชอาณาจักรจะได้รับการชำระคืนภายในเวลาเพียง 3-4 เดือน และแต่ละครัวเรือนสามารถประหยัดเงินได้ประมาณ 40 ปอนด์ต่อปีหากนำไปใช้อย่างเต็มที่
บริบทและความเป็นมา
ต้นกำเนิดของหลอดไฟมีอายุถึงปี 1761-เร็วกว่าโวลตา เมื่อเอเบเนเซอร์ คินเนอร์สลีย์ ฉายแสงจากลวดให้ความร้อน แต่จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2422 โธมัส อัลวา เอดิสัน ได้จดสิทธิบัตรโคมไฟไฟฟ้าที่จะครองตลาดมาเกือบสองศตวรรษ เขาซื้อสิทธิบัตรจากนักประดิษฐ์คนอื่นๆ อย่างชาญฉลาดเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้
หลอดไส้เปลี่ยนชีวิตและการทำงานของผู้ที่มีไฟฟ้าใช้ การครอบงำในศตวรรษที่ 19 และ 20 มาจากการขาดการแข่งขันและต้นทุนที่ลดลง ดังที่เอดิสันเคยกล่าวไว้ว่า "คนรวยเท่านั้นที่จะสามารถจุดเทียนได้"; ภายในศตวรรษที่ 20 การใช้แสงประดิษฐ์สูงกว่าศตวรรษที่ 18 ถึง 100,000 เท่า
อย่างไรก็ตาม การพัฒนาหลอดไฟที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้ยาวนาน-นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ในช่วงทศวรรษที่ 1920 กลุ่มพันธมิตรของผู้ผลิตที่เรียกว่า "Phoebus" (รวมถึงบริษัทในเครือ Osram, Philips และ GE) สมรู้ร่วมคิดกันเพื่อผลิตหลอดไฟที่มีอายุการใช้งานสั้นลงกว่าเดิม
-ก้าวไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วสู่ศตวรรษที่ 21: เมื่อความเหนือชั้นอย่างล้นหลามของ LED กลายเป็นที่ชัดเจน การเปลี่ยนแปลงไปสู่การทำให้ LED กลายเป็นข้อขัดแย้งอย่างน่าประหลาดใจ-แต่คำมั่นสัญญาว่าจะประหยัดพลังงานได้มหาศาลก็ได้รับชัยชนะ การเจาะตลาดช้ากว่าที่ผู้สนับสนุน LED คาดหวัง ดังนั้นรัฐบาลจึงก้าวเข้ามาเพื่อเร่งการยอมรับ เพิ่มขนาดการผลิต LED และยุติการใช้หลอดไฟที่ไม่มีประสิทธิภาพ รัฐบาลมีแรงจูงใจเพิ่มเติม: ค่าใช้จ่ายด้านแสงสว่างสาธารณะกินส่วนแบ่งงบประมาณของเทศบาลเป็นจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น ไฟสาธารณะคิดเป็น 20–40% ของค่าไฟฟ้าของสภาสหรัฐอเมริกา
ตามที่หวังไว้ กฎหมายของรัฐบาลที่เข้มงวดและมาตรฐานด้านประสิทธิภาพทำให้ราคา LED ลดลง ทำให้มีราคาที่สามารถซื้อได้หลายพันล้านเหรียญ และเพิ่มส่วนแบ่งการตลาด กว่าสองทศวรรษที่ผ่านมาหลอดไฟแอลอีดีต้นทุนลดลงมากกว่า 20 เท่า ในขณะที่ฟลักซ์ส่องสว่าง (คุณภาพแสง) ดีขึ้น 40 เท่า สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยประหยัดเงินของผู้บริโภค แต่ยังช่วยให้รัฐบาลลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนอีกด้วย
ตัวอย่างเช่น ในอินเดีย ตลาด LED เติบโตขึ้น 130- เท่าในห้าปี: จาก 5 ล้านยอดขายต่อปีในปี 2014 เป็น 670 ล้านในปี 2018 ปัจจุบัน LED ประหยัดพลังงานได้ 30 เทราวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับบ้านในอินเดีย 28 ล้านหลังหรือในเดนมาร์กทั้งหมดเป็นเวลาหนึ่งปี ในช่วงเวลาเดียวกัน ราคาหลอดไฟ LED ลดลงจาก ~ 4.50 ปอนด์ในปี 2014 เป็น 0.78 ปอนด์ในปี 2019 นอกจากนี้ LED ยังทำให้ระบบไฟส่องสว่างสำหรับบ้านพลังงานแสงอาทิตย์ราคาถูกและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในอินเดีย ซึ่งหลายแห่งไม่มีไฟฟ้าจากกริด
ในสภาพอากาศร้อนเช่นอินเดีย LED ให้ประโยชน์พิเศษ: ช่วยให้อาคารเย็นสบาย หลอดไฟฟ้าสิ้นเปลืองพลังงานไปเป็นความร้อนถึง 95% ทำให้พื้นที่ไม่สบายในสภาพอากาศที่ร้อนอยู่แล้ว-มักบังคับให้ต้องพึ่งพาเครื่องปรับอากาศที่ไม่มีประสิทธิภาพและเป็นมลพิษ ในทางตรงกันข้าม ไฟ LED จะสูญเสียพลังงานเพียงเล็กน้อยในรูปของความร้อน ส่งผลให้ผู้คนและพื้นที่ไม่ได้รับความร้อนโดยไม่จำเป็น
ปัจจัยที่เอื้ออำนวยสำหรับการครอบงำ LED
ปัจจัยสำคัญในการเติบโตของ LED คือต้นทุนที่ลดลง ด้วยนวัตกรรมในการผลิตอุปกรณ์ส่องสว่างและการผลิตขนาดใหญ่- ราคา LED จึงดิ่งลงในช่วงหลายทศวรรษ เมื่อ LED เปิดตัวครั้งแรกในสหราชอาณาจักร ผู้บริโภคจ่ายเงินสูงถึง 9 ปอนด์ต่อหลอด-ซึ่งตอนนี้คิดไม่ถึง โดยที่ LED ทั่วไปอยู่ที่ 1 ปอนด์ ราคาลดลงอย่างรวดเร็วจนหลอดไฟมีราคาลดลง 1 ปอนด์ในเวลาเพียงหนึ่งปี
การลดลงของราคานี้ช่วยกระตุ้นการเติบโตของ LED ในสองทาง ประการแรก ราคาปัจจุบันทำให้ผู้บริโภคเกือบทุกคนสามารถเข้าถึง LED ได้ ซึ่งช่วยเพิ่มยอดขายและการเจาะตลาด; ประการที่สอง ต้นทุนที่ต่ำจะทำให้ผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) สั้นลง โดยคาดว่าจะใช้เวลาประมาณ 3-4 เดือน ในบางกรณี ROI อาจสูงถึง 525% แม้ว่าจะขึ้นอยู่กับตัวแปรต่างๆ เช่น การใช้งานและค่าไฟฟ้า
กฎหมายของรัฐบาลที่ชัดเจนและคำแนะนำเกี่ยวกับประสิทธิภาพ คุณภาพ และระยะ{0}}ก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน เพื่อเร่งการนำ LED มาใช้ รัฐบาลทั่วโลกได้ออกมาตรการต่างๆ เช่น มาตรฐานคุณภาพและประสิทธิภาพขั้นต่ำ นโยบายเหล่านี้เลิกใช้หลอดไฟที่ไม่มีประสิทธิภาพและเปลี่ยนการผลิตไปใช้หลอด LED ทำให้เกิดขนาดที่จำเป็นในการลดต้นทุนอย่างรวดเร็ว ภายใต้กฎของสหภาพยุโรป ปี 2021 อาจเป็นปีสุดท้ายที่จำหน่ายหลอดไส้และหลอดฮาโลเจนในสหราชอาณาจักร
ความต้องการของผู้บริโภคที่เพิ่มขึ้นในด้านต้นทุนที่เข้าถึงได้-ยังสนับสนุนเทคโนโลยี LED อีกด้วย หลอดไฟช่วยให้ผู้คนลดการบริโภค (โดยการเปลี่ยน-หลอดไฟอายุสั้น) และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยไม่ต้องมีความรู้เฉพาะทางหรือลงทุนจำนวนมาก เมื่อเปรียบเทียบกับหลอดฮาโลเจน LED มีราคาเหนือกว่า: หลอดฮาโลเจนมีอายุการใช้งานประมาณ 2,000 ชั่วโมง (การใช้งานโดยเฉลี่ยประมาณสองปี) ในขณะที่ LED มีอายุการใช้งาน 25,000 ชั่วโมง-ซึ่งช่วยประหยัดในระยะยาว-และลดของเสีย การใช้ LED เต็มรูปแบบช่วยประหยัดครัวเรือนโดยเฉลี่ย 40 ปอนด์ต่อปี สำหรับผู้บริโภค ธุรกิจ และรัฐบาล การประหยัดเหล่านี้-เมื่อจับคู่กับราคา LED ที่ลดลง- ทำให้ LED เป็นตัวเลือกเริ่มต้น
ขอบเขตและหลักฐาน
บริษัท Fairchild Optoelectronics ในอเมริกาเปิดตัวผลิตภัณฑ์ LED ในปี 1970 แต่ LED ยังคงเป็นสินค้าเฉพาะกลุ่มที่มีราคาแพงมานานหลายทศวรรษ
ในปี 2549 Philips Lighting (จากนั้นได้รับยอดขายประมาณ 2/3 จากหลอดไส้) ได้เปลี่ยนมาผลิต LED ตามขนาด ปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็น Signify โดยเป็นผู้ผลิต LED ชั้นนำ 5 อันดับแรกของโลกที่มีรายได้ต่อปีประมาณ 6 พันล้านปอนด์
LED มีอายุการใช้งานประมาณ 25,000 ชั่วโมง ซึ่งช่วยประหยัดผู้บริโภคได้ในระยะยาว-
บราซิลและเวเนซุเอลาเริ่มยุติการใช้หลอดไฟที่ไม่มีประสิทธิภาพในปี 2548 สหภาพยุโรป ออสเตรเลีย และสวิตเซอร์แลนด์ ตามมาในปี 2552
สหรัฐฯ เริ่มยุติ-ในปี 2550 (ถูกระงับโดยฝ่ายบริหารของทรัมป์ในปี 2562)
ในปี 2018 แสงสว่างคิดเป็นประมาณ 13% ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก และ 5% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลกต่อปี
ปัจจุบัน LED มีราคา \\(2–\\)5 ใช้พลังงานน้อยกว่าหลอดไส้ 90% (รวมถึงหลอดฮาโลเจน) และน้อยกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบเก่า 60%
ยอดขาย LED เพิ่มขึ้นจาก 37% ของยอดขายหลอดไฟทั่วโลกในปี 2561 เป็น 46% ในปี 2562
รัฐบาลและบริษัทส่วนใหญ่มีนโยบายในการเพิ่มการใช้ LED โดยได้แรงหนุนจากการประหยัดต้นทุนและพลังงาน
คำสั่งของสหภาพยุโรปจะยุติการขายหลอดไส้และฮาโลเจนภายในปี 2564
การเปลี่ยนมาใช้ไฟ LED ประสิทธิภาพสูง-ทั่วโลกสามารถลดCO₂ได้ 1.4 พันล้านตัน หลีกเลี่ยงโรงไฟฟ้าใหม่ 1,250 แห่ง
กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาประมาณการว่า LED สามารถลดการใช้พลังงานแสงสว่างของประเทศได้ 29% ภายในปี 2568 ซึ่งช่วยประหยัดเงินในครัวเรือนได้ประมาณ 80 หมื่นล้านปอนด์
ในสหราชอาณาจักร การใช้ไฟ LED ในบ้านอย่างแพร่หลายจะช่วยลดค่าพลังงานได้ 2 พันล้านปอนด์ และป้องกันการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ 8 ล้านตัน
การใช้ LED เต็มรูปแบบช่วยประหยัดครัวเรือนในสหราชอาณาจักรโดยเฉลี่ยประมาณ 40 ปอนด์ต่อปี
เราร่วมกันทำให้มันดีขึ้น
เซินเจิ้น Benwei ไลท์ติ้งเทคโนโลยี จำกัด
มือถือ/WhatsApp :({0})18673599565
อีเมล:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
เว็บ:www.benweilight.com
เพิ่ม: อาคาร F, เขตอุตสาหกรรม Yuanfen, Longhua, เขต Bao'an, เซินเจิ้น, จีน
