تطور الإضاءة: من المصابيح المتوهجة إلى مصابيح LED
المصباح المتوهجأحدثت ثورة في حياة وعمل أولئك الذين يحصلون على الكهرباء، إلا أن عدم كفاءتها-وهدر معظم الطاقة كحرارة-لم يكن موضع شك حتى الصدمات النفطية في السبعينيات. وفي الاستجابة لذلك، قامت الحكومات بتعزيز كفاءة استخدام الطاقة، واستثمر قادة الصناعة مثل فيليبس وأوسرام بكثافة في البدائل، مدعومة بقوانين للتخلص التدريجي من المصابيح المهدرة.
كان البديل الأول هو مصباح الفلورسنت المدمج (CFL)، الذي يتميز بكفاءة أكبر في استخدام الطاقة-بخمسة أضعاف مقارنة بالمصباح المتوهج التقليدي. لكن المستهلكين لم يعجبهم اللون الأزرق القاسي-التوهج الأبيض والإحماء البطيء-. تم استخدام مصابيح الهالوجين لفترة وجيزة كبديل ولكنها قدمت كفاءة أفضل قليلاً من المصابيح المتوهجة. وبعد ذلك، ظهرت مصابيح LED باعتبارها-مغيرًا لقواعد اللعبة.
تتمتع مصابيح LED بإمكانيات كبيرة للتبني السريع وخفض انبعاثات الكربون. فهي تنتج الضوء على الفور، وتتوافق مع طيف ألوان ضوء النهار الطبيعي، وتولد حرارة قليلة-بخلاف المصابيح المتوهجة، التي تهدر ما يصل إلى 95% من الطاقة على شكل حرارة. أطلقت الشركة الأمريكية Fairchild Optoelectronics منتج LED في وقت مبكر من السبعينيات، لكن مصابيح LED ظلت عناصر متخصصة باهظة الثمن لعقود من الزمن. لم يكن الأمر كذلك حتى عام 2000، عندما حددت الدول الصناعية والنامية حدًا أدنى لمعايير الأداء/الكفاءة ومواعيد نهائية صارمة للتخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة، حيث تحولت المبيعات ببطء إلى خيارات{7}}منخفضة الطاقة.
ومن غير المستغرب أن تختلف سرعة اعتماد مصابيح LED وحجمها من بلد إلى آخر، وذلك بسبب الاختلافات الكبيرة في السياسات والاقتصادات والحصول على الطاقة. وحتى أواخر عام 2015، لا يزال العديد من المستهلكين متمسكين بالمصابيح التقليدية، معتبرين أن بدائل الهالوجين/المتوهجة غير كافية. لكن السنوات الأخيرة جلبت تحسينات مثيرة للإعجاببجودة LEDوالتصميم والسعر والوظيفة، مما يحفز الاستيعاب السريع. اليوم، تبلغ تكلفة مصابيح LED \\(2–\\)5، وتستخدم طاقة أقل بنسبة 90% من المصابيح المتوهجة (بما في ذلك الهالوجينات)، وأقل بنسبة 60% من مصابيح الفلورسنت القديمة. وبحلول عام 2019، شكّلت ما يقرب من 46% من مبيعات الإضاءة العالمية، ارتفاعًا من 37% في عام 2018.
الدفع الحكومي لاعتماد LED
بدأت الحكومة-حملة للتخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة-وهي مفتاح نمو مصابيح LED-في عام 2005 في البرازيل وفنزويلا. تبع ذلك الاتحاد الأوروبي وأستراليا وسويسرا من خلال عمليات الإلغاء التدريجي- الخاصة بها في عام 2009. والآن، لدى معظم الحكومات والشركات سياسات لتعزيز استخدام مصابيح LED، والتي تجتذبها تكاليفها وفوائد توفير الطاقة-. بدأت الولايات المتحدة في التخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة في عام 2007 (على الرغم من أن إدارة ترامب علقت ذلك في عام 2019)، في حين من المقرر أن ينهي توجيه الاتحاد الأوروبي مبيعات المصابيح المتوهجة والهالوجين بحلول أواخر عام 2021.
أهمية أوسع لنمو LED
تُظهر مؤشرات LED مدى قوة السياسات الحكومية التدخلية في القضاء على المنتجات غير الفعالة والمهدرة. وبدون مثل هذه السياسات، ستفتقر الصناعات إلى الحافز للتخلي عن تكنولوجيا الإضاءة التي عفا عليها الزمن. والأهم من ذلك، أن هذا التشريع يركز عادةً على متطلبات الكفاءة، وليس على تقنيات معينة-مما يسمح للصناعات بتطوير الحلول. وكانت النتيجة هي الانخفاض المطرد في الهالوجينات والمتوهجات، مما أدى إلى توفير التكاليف للشركات والمستهلكين على حد سواء.
تعمل مصابيح LED بالفعل على خفض إجمالي استخدام الطاقة في الإضاءة: في عام 2018، شكلت الإضاءة حوالي 13% من استهلاك الطاقة العالمي، وبمعدلات الاعتماد الحالية، من المتوقع أن تنخفض هذه النسبة إلى 8% بحلول عام 2030. ومع ذلك، غالبًا ما تطغى التكنولوجيا المتجددة الجديدة على كفاءة الطاقة وتحتاج إلى دعم مستمر. وتشير وكالة الطاقة الدولية إلى أن مكاسب كفاءة الطاقة العالمية قد تباطأت منذ عام 2015، ومع ذلك تظل الكفاءة حاسمة لتقليل إجمالي استخدام الطاقة.
تشكل الإضاءة حاليًا 13% من الطلب العالمي على الكهرباء و5% من انبعاثات الكربون العالمية السنوية (في السياق، انبعاثات الشحن الدولي 1.7%). لا تزال هناك إمكانات هائلة لخفض الانبعاثات المرتبطة بالإضاءة-: تشير بعض التقديرات إلى أن التحول العالمي إلى مصابيح LED عالية الكفاءة-يمكن أن يقلل ثاني أكسيد الكربون بمقدار 1.4 مليار طن، مما يؤدي إلى تجنب الحاجة إلى 1250 محطة طاقة جديدة-وهو فوز هائل لتقليل الكربون وتحسين جودة الهواء.
تسلط مصابيح LED الضوء أيضًا على مدى سرعة نجاح قرارات العمل الجريئة. خاطر المصنعون بالتحول من الإضاءة غير الفعالة إلى مصابيح LED. في عام 2006، قررت شركة Philips Lighting-التي كانت تحصل على ما يقرب من ثلثي-مبيعات المصابيح المتوهجة-زيادة إنتاج مصابيح LED بدلاً من ذلك. واجهت هذه الخطوة الجذرية معارضة قوية داخل الشركة ومن المساهمين، لكنها نجحت: تُسمى الشركة الآن Signify، وهي من بين أكبر خمس شركات لتصنيع مصابيح LED على مستوى العالم، حيث تبلغ إيراداتها السنوية حوالي 6 مليارات جنيه إسترليني.
بالإضافة إلى ذلك، يؤكد التحول في الإضاءة على أهمية العمل الفردي لخفض انبعاثات الكربون. فحتى الاختيارات الصغيرة، التي تضاعفت بين مليارات البشر، تؤدي إلى تأثيرات بيئية ومالية هائلة. يساعد تمرير المدخرات إلى المستهلكين على إحداث التغيير في النظام الرأسمالي. بالإضافة إلى الكفاءة والفوائد البيئية، توفر مصابيح LED أموال المستهلكين: تقدر وزارة الطاقة الأمريكية أن مصابيح LED يمكن أن تقلل من استخدام طاقة الإضاءة الوطنية بنسبة 29٪ بحلول عام 2025، مما يوفر للأسر ما يقرب من 80 مليار جنيه إسترليني من فواتير الكهرباء. في المملكة المتحدة، سيؤدي استخدام مصابيح LED المنزلية على نطاق واسع إلى خفض فواتير الطاقة بقيمة 2 مليار جنيه إسترليني ومنع 8 ملايين طن من انبعاثات الكربون. يتم سداد الاستثمار الأولي للتحول إلى مصابيح LED في المملكة المتحدة خلال 3 إلى 4 أشهر فقط، ويمكن لكل أسرة توفير ما يقرب من 40 جنيهًا إسترلينيًا سنويًا مع الاعتماد الكامل.
السياق والخلفية
تعود أصول المصباح الكهربائي إلى عام 1761-أي قبل فولتا، عندما أظهر إبنيزر كينرسلي توهجه من سلك ساخن. ولكن لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1879 عندما حصل توماس ألفا إديسون على براءة اختراع للمصباح الكهربائي الذي سيهيمن على السوق لما يقرب من قرنين من الزمان. لقد اشترى بذكاء براءات اختراع من مخترعين آخرين لتطوير منتج عملي.
لقد غيرت اللمبة المتوهجة حياة وعمل أولئك الذين لديهم كهرباء. جاءت هيمنتها في القرنين التاسع عشر والعشرين من قلة المنافسة وانخفاض التكاليف. وكما قال أديسون في عبارته الشهيرة: "الأغنياء فقط هم من يستطيعون إشعال الشموع"؛ وبحلول القرن العشرين، كان استخدام الضوء الاصطناعي أعلى بمقدار 100 ألف مرة مما كان عليه في القرن الثامن عشر.
ومع ذلك، فإن تطوير مصابيح فعالة وطويلة-تدوم طويلاً لم يكن بالأمر السهل. في عشرينيات القرن العشرين، تواطأت مجموعة من الشركات المصنعة تسمى "Phoebus" (بما في ذلك الشركات التابعة لأوسرام وفيليبس وجنرال إلكتريك) لإنتاج مصابيح ذات عمر افتراضي أقصر من ذي قبل.
سريعًا-ننتقل إلى القرن الحادي والعشرين: بمجرد أن أصبح التفوق الساحق لمصابيح LED واضحًا، كان التحول إلى صناعتها مثيرًا للجدل بشكل مدهش-لكن الوعد بتوفير الطاقة بشكل كبير هو الذي انتصر. كان اختراق السوق أبطأ مما كان يأمله مؤيدو مصابيح LED، لذلك تدخلت الحكومات لتسريع اعتمادها، وزيادة إنتاج مصابيح LED، والتخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة. وكان لدى الحكومات حافز إضافي: فقد استهلكت تكاليف الإضاءة العامة حصة كبيرة من ميزانيات البلديات. على سبيل المثال، تمثل الإضاءة العامة ما بين 20 إلى 40% من فواتير الكهرباء في المجالس الأمريكية.
وكما كان مأمولاً، أدت القوانين الحكومية الصارمة ومعايير الكفاءة إلى انخفاض أسعار مصابيح LED، مما جعلها في متناول المليارات وعززت حصتها في السوق. على مدى عقدين من الزمن،لمبة LEDوانخفضت التكاليف بأكثر من 20 ضعفًا، بينما تحسن التدفق الضوئي (جودة الإضاءة) بمقدار 40 ضعفًا. وهذا لم يوفر أموال المستهلكين فحسب، بل ساعد الحكومات أيضًا على خفض انبعاثات الكربون.
في الهند، على سبيل المثال، زاد سوق مصابيح LED بمقدار 130-ضعفًا خلال خمس سنوات: من 5 ملايين مبيعات سنوية في عام 2014 إلى 670 مليونًا في عام 2018. توفر مصابيح LED الآن 30 تيراواط-ساعة من الطاقة سنويًا - وهو ما يكفي لتزويد 28 مليون منزل هندي أو الدنمارك بأكملها بالطاقة لمدة عام. خلال نفس الفترة، انخفضت أسعار مصابيح LED من ~ 4.50 جنيه إسترليني في عام 2014 إلى 0.78 جنيه إسترليني في عام 2019. كما جعلت مصابيح LED الإضاءة المنزلية بالطاقة الشمسية أرخص وأكثر كفاءة في الهند، حيث يفتقر الكثيرون إلى شبكة الكهرباء.
في المناخات الحارة مثل الهند، تقدم مصابيح LED فائدة إضافية: فهي تحافظ على برودة المباني. تهدر المواد المتوهجة 95% من الطاقة على شكل حرارة، مما يجعل المساحات غير مريحة في الطقس الحار بالفعل-وغالبًا ما يجبر ذلك على الاعتماد على أجهزة تكييف الهواء غير الفعالة والملوثة. وعلى النقيض من ذلك، تفقد مصابيح LED القليل من الطاقة مثل الحرارة، مما يمنع التدفئة غير الضرورية للأشخاص والمساحات.
العوامل التمكينية لهيمنة LED
كان العامل الرئيسي في نمو LED هو انخفاض التكاليف. بفضل الابتكار في مجال تصنيع الإضاءة -والإنتاج على نطاق واسع، انخفضت أسعار مصابيح LED على مدار عقود. عندما تم إطلاق مصابيح LED لأول مرة في المملكة المتحدة، دفع المستهلكون ما يصل إلى 9 جنيهات إسترلينية لكل لمبة-وهو أمر لا يمكن تصوره الآن، حيث أصبح سعر مصابيح LED الشائعة يبلغ جنيهًا إسترلينيًا واحدًا. انخفضت الأسعار بسرعة كبيرة لدرجة أن سعر المصباح قد يقل جنيهًا إسترلينيًا واحدًا في عام واحد فقط.
وقد أدى هذا الانخفاض في الأسعار إلى تغذية نمو مصابيح LED بطريقتين: أولاً، تجعل الأسعار الحالية مصابيح LED في متناول جميع المستهلكين تقريباً، مما يعزز المبيعات والاختراق؛ وثانيا، تؤدي التكاليف المنخفضة إلى تقصير عائد الاستثمار (ROI)، مع بعض التقديرات بما يتراوح بين 3 إلى 4 أشهر. في بعض الحالات، يمكن أن يصل عائد الاستثمار إلى 525%، على الرغم من أن هذا يعتمد على متغيرات مثل الاستخدام وتكاليف الكهرباء.
كما لعبت القوانين والتوجيهات الحكومية الواضحة بشأن الكفاءة والجودة والتخلص التدريجي-دورًا كبيرًا. لتسريع اعتماد مصابيح LED، قدمت الحكومات في جميع أنحاء العالم تدابير مثل معايير الحد الأدنى للجودة والكفاءة. أدت هذه السياسات إلى التخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة وتحويل التصنيع إلى مصابيح LED، مما أدى إلى خلق النطاق اللازم لخفض التكاليف بسرعة. وبموجب قواعد الاتحاد الأوروبي، قد يكون عام 2021 هو العام الأخير الذي يتم فيه بيع المصابيح المتوهجة والهالوجين في المملكة المتحدة.
كما أن الطلب المتزايد من جانب المستهلكين على التكنولوجيا التي يمكن الوصول إليها وتوفير التكلفة-يدعم أيضًا مصابيح LED. تتيح مصابيح الإضاءة للأشخاص تقليل الاستهلاك (عن طريق استبدال المصابيح-قصيرة العمر) وتقليل الانبعاثات بدون معرفة متخصصة أو استثمارات كبيرة. بالمقارنة مع الهالوجينات، تتفوق مصابيح LED من حيث التكلفة: تدوم الهالوجينات ~ 2000 ساعة (حوالي عامين من متوسط الاستخدام)، بينما تدوم مصابيح LED 25000 ساعة-مما يوفر توفيرًا طويل الأمد-ويقلل من النفايات. يوفر اعتماد مصابيح LED الكاملة للأسرة المتوسطة 40 جنيهًا إسترلينيًا سنويًا. بالنسبة إلى المستهلكين والشركات والحكومات، فإن هذه التوفيرات-المقترنة بانخفاض أسعار مصابيح LED-تجعل مصابيح LED هي الاختيار الافتراضي.
النطاق والأدلة
أطلقت شركة Fairchild Optoelectronics الأمريكية منتج LED في السبعينيات، لكن مصابيح LED ظلت سلعًا متخصصة باهظة الثمن لعقود من الزمن.
في عام 2006، تحولت شركة Philips Lighting (التي حصلت بعد ذلك على حوالي ثلثي المبيعات من المصابيح المتوهجة) إلى إنتاج مصابيح LED واسعة النطاق؛ تُسمى الآن Signify، وهي من بين أفضل 5 شركات عالمية لتصنيع مصابيح LED بإيرادات سنوية تصل إلى 6 مليار جنيه إسترليني تقريبًا.
تدوم مصابيح LED حوالي 25000 ساعة، مما يوفر-توفيرًا طويل الأمد للمستهلك.
وبدأت البرازيل وفنزويلا في التخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة في عام 2005؛ وتبع ذلك الاتحاد الأوروبي وأستراليا وسويسرا في عام 2009.
بدأت الولايات المتحدة التخلص التدريجي-في عام 2007 (تم تعليقه من قبل إدارة ترامب في عام 2019).
في عام 2018، شكلت الإضاءة حوالي 13% من الاستخدام العالمي للكهرباء و5% من انبعاثات الكربون العالمية السنوية.
اليوم، تبلغ تكلفة مصابيح LED \\(2–\\)5، وتستخدم طاقة أقل بنسبة 90% من المصابيح المتوهجة (بما في ذلك الهالوجينات)، وأقل بنسبة 60% من مصابيح الفلورسنت القديمة.
ارتفعت مبيعات مصابيح LED من 37% من مبيعات الإضاءة العالمية في عام 2018 إلى 46% في عام 2019.
لدى معظم الحكومات والشركات سياسات لتعزيز استخدام مصابيح LED، مدفوعة بتوفير التكلفة والطاقة.
سينهي توجيه الاتحاد الأوروبي مبيعات المصابيح المتوهجة والهالوجين بحلول عام 2021.
يمكن أن يؤدي التحول العالمي إلى مصابيح LED{0}عالية الكفاءة إلى خفض ثاني أكسيد الكربون بمقدار 1.4 مليار طن، مما يؤدي إلى تجنب إنشاء 1250 محطة طاقة جديدة.
تشير تقديرات وزارة الطاقة الأمريكية إلى أن مصابيح LED يمكن أن تقلل من استخدام طاقة الإضاءة الوطنية بنسبة 29٪ بحلول عام 2025، مما يوفر للأسر ما يقرب من 80 مليار جنيه إسترليني.
في المملكة المتحدة، سيؤدي استخدام مصابيح LED المنزلية على نطاق واسع إلى خفض فواتير الطاقة بقيمة 2 مليار جنيه إسترليني ومنع 8 ملايين طن من انبعاثات الكربون.
يوفر اعتماد مصابيح LED الكاملة للأسرة المتوسطة في المملكة المتحدة حوالي 40 جنيهًا إسترلينيًا سنويًا.
معًا، نجعل الأمر أفضل.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
جوال/واتساب :(+86)18673599565
بريد إلكتروني:bwzm15@benweilighting.com
سكايب: بينويلايت88
الويب:www.benweilight.com
إضافة: مبنى F، منطقة يوانفين الصناعية، لونغهوا، منطقة باوان، شنتشن، الصين
