Τρίτη 23 Μαρτίου 2010

Λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης



6Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως πράγματι αποτελούν παρελθόν αφού μεγάλο ποσό τής ηλεκτρικής τους ενέργειάς τους αναλώνεται σε θερμότητα και ένα μικρό ποσό σε φωτεινή ενέργεια. Διεθνώς οι λαμπτήρες αυτοί αντικαθίστανται απο τους λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης και σε μερικές περιπτώσεις αυτό γίνεται με κυβερνητικές αποφάσεις.
Οι λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης, όπως οι τρείς πρώτοι τής φωτογραφίας αριστερά πού όλοι τους γνωρίζετε, κυκλοφορούν εδώ και χρόνια στην αγορά με τη μορφή τών λαμπτήρων φθορισμού.
Στό κάτω μέρος τής φωτογραφίας αριστερά εμφανίζεται μια πραγματική κεραία πλάσματος.
Αυτού τού τύπου οι κεραίες δέν ανιχνεύονται από σήματα ραντάρ όταν δεν λειτουργούν, αφού χάνουν τις "μεταλικές" τους ιδιότητες (stealth και jam-resistant). Γιά το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται σε στρατιωτικές εφαρμογές. Παρατηρείστε τις ομοιότητες που έχουν αυτές οι κεραίες με τις οικονομικές “οικολογικές” λάμπες που διαφημίζονται από πολλά ΜΜΕ.
Στη συνέχεια, θα σας εξηγήσω που βασίζεται η λετουργία των λαμπτήρων χαμηλής κατανάλωσης.
Τρόπος λειτουργίας λαμπτήρων χαμηλής κατανάλωσης

2Περιληπτικά, μέσα στο γυάλινο σωλήνα ένα αέριο ιονίζεται και αποκτά αγώγιμες ιδιότητες, αφού αρχικά θερμανθεί με τη βοήθεια τών δύο αντιστάσεων τών ευρισκομένων στά δύο άκρα του. Από τον ιονισμό της “σταγόνας” υδραργύρου (Mercury) παράγεται υπεριώδης ακτινοβολία (που το μάτι δεν βλέπει), που με τη σειρά της χτυπάει το εσωτερικό επίχρησμα απο κράμμα Φωσφόρου τού γυάλινου σωλήνα. Τα άτομα τού επιχρήσματος με τη σειρά τους διεγείρονται και θερμαίνονται. Κατά την αποδιέγερσή τους παράγεται πάλι ακτινοβολία πού είναι όμως στο ορατό φάσμα. Η λειτουργία αυτή συντηρείται, ώστε να μην υπερθερμαίνεται ο σωλήνας, με τη βοήθεια ενός σταθεροποιητικού κύκλωματος (Ballast), που μετασχηματίζει την μορφή τής παροχής τού δικτύου από ημιτονειδή συχνότητας 60 Hz σέ παλμούς (PWM) τετραγωνικής συχνότητας 10-20 kHz.

Ο ρόλος του “υδραργύρου” είναι να αυξάνει την αγωγιμότητα του αερίου πλάσματος μέσα στο λαμπτήρα. Η θερμοκρασία βρασμού του είναι χαμηλή (περίπου 360 °C) και είναι έτσι εύκολο να λιώσει και να γίνει αέριο, κατά την αρχική ενεργοποίηση του λαμπτήρα. Ο υδράργυρος (ή κάποιο κράμμα του) προτιμάται διότι είναι ένα υλικό που είναι υγρό σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Παρόλα αυτά, είναι γνωστό οτι μπορεί να αντικατασταθεί με κράμματα πολύ μικρότερης τοξικότητας π.χ. Ga-In-Sn κλπ. Αυτά είναι πιό ακριβά, ευτηκτικά υλικά, με συμπεριφορά ανάλογη εκείνης τών κραμμάτων υδραργύρου. Η χρήση τους όμως αυξάνει το κόστος
Η κίνηση τών φορτισμένων σωματιδίων (φορτίων) μέσα σέ ένα σωλήνα φθορισμού αντιστοιχεί με την κίνηση τών ηλεκτρονίων (φορτίων) μέσα σε ένα μέταλο.
Στό μέταλο η αγωγιμότητα οφείλεται στα ηλεκτρόνια,ενώ στό σωλήνα φθορισμού σε ιόντα κα ηλεκτρόνια (πλάσμα). Αυτό ακριβώς καθιστά τόν σωλήνα φθορισμού ισοδύναμο με μεταλικό αγωγό και ένα είδος κεραίας πλάσματος μέ παραγωγή ηλεκτρομαγητικών κυμάτων συχνότητας τής τάξης τών 20 kHz.
1Μιά πολύ χαρακτηριστική ιδιότητα αυτών τών κεραιών είναι ότι δεν εκπέμπουν ακτινοβολία όταν οι λαμπτήρες είναι σβηστοί, αφού τότε το αέριο που περιέχουν παύει να είναι αγώγιμο.
Στην φωτογραφία αριστερά, εμφανίζεται μια ακόμη κεραία πλάσματος σε σχήμα “πετάλου”. Και αυτή η κεραία γίνεται "αόρατη" όταν δεν λειτουργεί. Η τεχνολογία γύρω από αυτές τις κεραίες παραμένει σε ανάπτυξη έστω και άν οι κεραίες αυτές έχουν μακράν προιστορία στον χώρο.
Στη κατωτέρω φωτογραφία, βλέπετε κοινούς λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης διεσπαρμένους σε μιά περιοχή μέ αγωγούς υψηλής τάσης να φεγγοβολούν σαν να είναι σε κατάσταση κανονικής λειτουργίας. Αυτό οφείλεται στην απορρόφηση τής (από τους αγωγούς) εκπεμπόμενης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και τη συμπεριφορά τους ώς κοινά δίπολα (κεραίες λήψης). Το σήμα που προσλαμβάνουν οι συγκεκριμένοι λαμπτήρες-κεραίες καταναλίσκεται ως φωτεινή ενέργεια αντί να επεξεργασθεί περαιτέρω, όπως θα γινόταν στις κλασικές κεραίες λήψης.image_thumb[6]
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
Οι λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης:
α) συμπεριφέρονται ως κεραίες πλάσματος (διαφόρων σχημάτων και χαρακτηριστικών) συχνότητας 10-20 kHz και αποτελούν άμεσα εστίες ηλεκτρομαγνητικής ρύπανσης. Δεν συμφωνώ ότι είναι"οικολογικοί".
β) είναι οικονομικότεροι και για τον παροχέα και για τόν καταναλωτή. Συνεισφέρουν έμμεσα στην ελαχιστοποίηση τής περιβαντολογικής ρύπανσης λόγω μείωσης λειτουργίας τών εργοστασίων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας καί τών παραγώγων της.
γ) Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως δεν συνεισφέρουν στην ηλεκτρομαγνητική ρύπανση αλλά έχουν μικρή απόδοση (efficacy).
δ) Η χρήση του επικίνδυνου “Υδραργύρου” στους λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης μπορεί τεχνολογικά να αντιπαλευτεί με άλλα κράμματα μη τοξικά ή λιγότερο τοξικά. Εϊναι θέμα κόστους. Η ηλεκτρομαγνητική συνεισφορά όμως τών λαμπτήρων στην ΗΜ ρύπανση δεν θα αλλάξει και εκεί είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα.
em-polution/ M.A.R.C-review