لماذا لم تقلل مصابيح LED استخدام الطاقة للإضاءة بعد؟

لقد تم الترحيب بإضاءة LED منذ فترة طويلة باعتبارها{0}}أداة تغير من قواعد كفاءة الطاقة. بفضل القدرة على تحويل ما يصل إلى 90% من الكهرباء إلى ضوء (مقارنة بـ 5% فقط للمصابيح المتوهجة) وعمر أطول 25 مرة، كان من المفترض أن تعمل مصابيح LED على خفض استخدام الطاقة العالمي للإضاءة-واحدة من أكبر مصادر استنزاف الطاقة السكنية والتجارية. ومع ذلك، بعد عقود من اعتمادها بشكل سائد، لم ينخفض ​​الاستهلاك العالمي لطاقة الإضاءة كما كان متوقعا. في الواقع، ذكرت وكالة الطاقة الدولية (IEA) أن استخدام طاقة الإضاءة العالمية ظل ثابتًا تقريبًا بين عامي 2010 و2022، حتى مع نمو انتشار مصابيح LED من أقل من 5% إلى أكثر من 60% من إجمالي مبيعات الإضاءة. تثير هذه المفارقة سؤالا حاسما: لماذا لم تقلل مصابيح LED حتى الآن من استخدام الطاقة للإضاءة؟ تكمن الإجابة في تفاعل معقد من العوامل، بما في ذلك الطلب المتزايد على الإضاءة، واستمرار استخدام منتجات LED منخفضة الجودة-، والعوائق التي تحول دون الاستبدال، والفشل في معالجة أوجه القصور النظامية في كيفية تصميم الإضاءة واستخدامها.

1. تجاوز الطلب على الإضاءة بشكل كبيرمكاسب كفاءة LED

السبب الأكثر أهمية وراء عدم قيام مصابيح LED بتقليل الاستخدام الإجمالي لطاقة الإضاءة هو أن الطلب العالمي على الإضاءة نما بشكل أسرع بكثير مما تستطيع مصابيح LED تعويضه. خلال معظم القرن العشرين، كان الطلب على الإضاءة مستقرًا نسبيًا، وكان مرتبطًا في المقام الأول بالنمو السكاني والتحضر. ولكن في القرن الحادي والعشرين، أدى اتجاهان إلى زيادة كبيرة في احتياجات الإضاءة: التوسع في المساحات المضيئة وظهور ثقافات الإضاءة "دائمًا-التشغيل"-وقد تجاوز كلاهماتوفير الطاقة من المصابيح.

أولا، أدى التحضر والتنمية الاقتصادية إلى زيادة هائلة في عدد المناطق المضيئة. في الاقتصادات النامية مثل الهند والبرازيل ونيجيريا، أدى النمو الحضري السريع إلى زيادة عدد المنازل والمكاتب ومراكز التسوق والطرق-التي تتطلب جميعها الإضاءة. على سبيل المثال، زاد عدد سكان المناطق الحضرية في الهند بما يزيد عن 200 مليون نسمة منذ عام 2010، وتضيف كل أسرة حضرية جديدة ما بين 5 إلى 10 وحدات إضاءة. حتى في الاقتصادات المتقدمة، فإن عدد المساحات المضيئة آخذ في الارتفاع: يحتوي المنزل الأمريكي العادي الآن على 40 وحدة إضاءة، مقارنة بـ 25 في عام 2000، مدفوعة بتصميمات المفهوم المفتوح-والإضاءة المميزة وميزات المنزل الذكي. هذا النمو في "مخزون" الإضاءة-المزيد من المصابيح في المزيد من الأماكن-يعوض بشكل مباشر توفير الطاقة من كل فردلمبة LED.

ثانيًا، كان هناك تحول ثقافي نحو "الإضاءة الأكثر سطوعًا هي الأفضل" و"الإضاءة-المضاءة دائمًا". على سبيل المثال، تستخدم متاجر البيع بالتجزئة الآن المزيد من الإضاءة لتسليط الضوء على المنتجات وخلق أجواء جذابة: يستخدم السوبر ماركت النموذجي إضاءة أكثر بنسبة 50٪ لكل قدم مربع مما كان عليه في عام 2010، مع استبدال مصابيح LED محل المصابيح المتوهجة ولكن تمت إضافة المزيد من المصابيح لتعزيز السطوع. وبالمثل، تتبنى المدن "الإضاءة الذكية" لتحقيق السلامة والجماليات-بتركيب المزيد من مصابيح الشوارع، والإضاءة الزخرفية في المتنزهات، وإضاءة واجهات المباني. في طوكيو، على سبيل المثال، زاد عدد مصابيح الشوارع بنسبة 30% منذ عام 2015، على الرغم من أن جميعها أصبحت الآن مصابيح LED. إن "تضخم الإضاءة"-المزيد من الضوء، واستخدامه كثيرًا-يعني أنه على الرغم من أن كلاستخدامات LEDمع انخفاض الطاقة، يظل إجمالي الطاقة المستهلكة مرتفعًا.

تشير تقديرات وكالة الطاقة الدولية إلى أنه في الفترة بين عامي 2010 و2022، زاد الطلب العالمي على الإضاءة (يتم قياسه بساعات اللومن{{2})، إجمالي كمية الضوء المنتجة) بنسبة 45%، في حين أدت مكاسب كفاءة LED إلى تقليل استخدام الطاقة لكل لومن بنسبة 70%. النتيجة الصافية؟ لا يوجد انخفاض عام في استهلاك الطاقة. وبعبارة أخرى، يستخدم العالم المزيد من الضوء، مما يجعل مكاسب كفاءة مصابيح LED تتم مواكبتها ببساطة، وليس تقليصها.

2. مصابيح LED منخفضة الجودة وغير فعالة تغمر السوق

لم يتم إنشاء جميع مصابيح LED بشكل متساوٍ-وجزء كبير من مصابيح LED التي يتم بيعها عالميًا هي منتجات منخفضة الجودة-وغير فعالة وتفشل في توفير الطاقة الموعودة. في حين أن مصابيح LED-من المستوى الأعلى (المتوافقة مع معايير مثل ENERGY STAR في الولايات المتحدة أو AS/NZS 62560 في أستراليا) يمكن أن تحقق 100 لومن لكل واط (lm/W) أو أكثر، فإن العديد من مصابيح LED الرخيصة-المستوردة غالبًا من شركات مصنعة غير خاضعة للرقابة-أداءها أسوأ بكثير، وأحيانًا يصل إلى 40 لومن/واط. هذه سوببرالمصابيحتستخدم نفس القدر من الطاقة تقريبًا الذي تستخدمه مصابيح الفلورسنت المدمجة (CFLs) ولا تكاد تتفوق على المصابيح المتوهجة، مما يقوض إمكانات توفير الطاقة- التي توفرها هذه التقنية.

وتتفاقم المشكلة بشكل خاص في الأسواق الناشئة، حيث تكون الأطر التنظيمية لكفاءة الإضاءة ضعيفة أو سيئة التنفيذ. وفي دول مثل فيتنام وإندونيسيا، يفتقر ما يصل إلى 60% من مصابيح LED المباعة إلى شهادات الكفاءة الأساسية، وفقًا لدراسة أجراها مركز حلول الطاقة النظيفة عام 2021. غالبًا ما تحمل هذه المصابيح علامات زائفة (يُزعم أنها 10 وات ولكنها تستخدم في الواقع 15 وات) أو إدارة حرارية سيئة، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءتها بنسبة 30% أو أكثر خلال عام من الاستخدام. يشتري المستهلكون، الذين تجذبهم الأسعار المنخفضة، مصابيح LED غير الفعالة دون قصد، معتقدين أنهم يوفرون الطاقة-فقط ليشاهدوا الحد الأدنى من التخفيضات في فواتير الكهرباء.

وحتى في الأسواق المتقدمة، تظل مصابيح LED-ذات الجودة المنخفضة موجودة. في الاتحاد الأوروبي، على سبيل المثال، وجد تحقيق أجرته المفوضية الأوروبية عام 2023 أن 25% منالمصابيحبيعت عبر الإنترنت فشلت في تلبية معايير الكفاءة في الاتحاد الأوروبي. تم تصنيع العديد من هذه المصابيح في الصين وتم بيعها من خلال منصات-طرف ثالث، متجاوزة بذلك عمليات فحص الجودة. تتفاقم المشكلة بسبب حقيقة أن المستهلكين غالبًا لا يستطيعون التمييز بين مصابيح LED عالية الجودة-منخفضة الجودة-: بدون معدات الاختبار، من المستحيل التحقق من القدرة الكهربائية الفعلية للمبة أو خرج اللومن. ونتيجة لذلك، يستمر شراء واستخدام مصابيح LED غير الفعالة، مما يقلل من توفير الطاقة الإجمالي لهذه التكنولوجيا.

هناك عامل آخر وهو انتشار مصابيح LED "المضاءة بشكل زائد". تقوم العديد من الشركات المصنعة بتصميم مصابيح LED لإنتاج لومن أكثر من اللازم للاستخدام النموذجي، مما يشجع المستهلكين على شراء مصابيح أكثر سطوعًا مما يحتاجون إليه. على سبيل المثال، يعد مصباح LED المكافئ بقدرة 60 واط (الذي ينتج حوالي 800 لومن) كافيًا لمعظم مصابيح غرف النوم، لكن تجار التجزئة غالبًا ما يدفعون مصابيح LED المكافئة لـ 100 واط (1600 لومن) باعتبارها "قيمة أفضل". يؤدي استخدام مصابيح LED شديدة السطوع إلى إهدار الطاقة، حيث إن الضوء الإضافي غير ضروري وغالبًا ما يؤدي إلى تعتيم المصباح (والذي، مع توفير بعض الطاقة، لا يزال يعني أن المصباح لا يعمل بأعلى مستوى له من الكفاءة).

3. العوائق التي تحول دون استبدال أنظمة الإضاءة الحالية

حتى عند توفر-مصابيح LED عالية الجودة، فإن العديد من الأسر والشركات والحكومات تكافح من أجل استبدال أنظمة الإضاءة الحالية-مما يترك مصابيح غير فعالة قيد الاستخدام لفترة أطول بكثير من اللازم. وتتراوح هذه العوائق من التكاليف الأولية إلى عدم التوافق الفني، كما أنها تبطئ وتيرة اعتماد مصابيح LED بما يكفي لمنع توفير الطاقة بشكل كبير.

لا تزال التكلفة الأولية تشكل عائقًا كبيرًا، خاصة بالنسبة إلى-المستخدمين على نطاق واسع مثل المباني التجارية أو المدن. على الرغم من انخفاض تكلفة مصابيح LED الفردية (من \\(50 في عام 2010 إلى أقل من \\)2 في عام 2023)، فإن استبدال نظام الإضاءة بالكامل-مثل 1000 أنبوب فلورسنت في مبنى المكاتب أو 10000 مصباح للشوارع في المدينة-يتطلب استثمارًا كبيرًا مقدمًا. بالنسبة للشركات الصغيرة أو الحكومات المحلية-التي تعاني من ضائقة مالية، يمكن أن تكون هذه التكلفة باهظة، على الرغم من أن فترة الاسترداد (الوقت اللازم لاسترداد التكاليف من خلال توفير الطاقة) غالبًا ما تكون أقل من عامين. على سبيل المثال، قد يحتاج مطعم صغير في الولايات المتحدة إلى إنفاق \\(2000 جنيه إسترليني) لاستبدال جميع مصابيح الفلورسنت الخاصة به بمصابيح LED؛ وفي حين أن هذا من شأنه أن يوفر \\)1500 جنيه إسترليني سنويًا من فواتير الطاقة، إلا أن التكلفة الأولية يمكن أن تشكل عائقًا أمام المالكين ذوي التدفق النقدي المحدود.

يؤدي عدم التوافق الفني أيضًا إلى إبطاء عملية الاستبدال. لم يتم تصميم العديد من تركيبات الإضاءة القديمة لمصابيح LED، مما يتطلب تعديلات أو استبدالًا كاملاً. على سبيل المثال، تحتوي بعض تركيبات السقف الغائرة (الشائعة في المنازل والمكاتب) على خافضات حرارة أيضًاصغيرة لمصابيح LEDمما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة المصابيح وفشلها قبل الأوان. وبالمثل، تستخدم العديد من أنظمة الإضاءة التجارية كوابح (أجهزة تنظم التيار) مصممة لأنابيب الفلورسنت، وهي غير متوافقة مع معظم مصابيح LED. للتبديل إلى مصابيح LED، يجب على المستخدمين إما استبدال الصابورة (إضافة إلى التكاليف) أو شراء مصابيح LED "الصابورة-الالتفافية"، وهي أكثر تكلفة وتتطلب تركيبًا احترافيًا. بالنسبة لأصحاب المنازل أو الشركات التي ليس لديها خبرة فنية، يمكن أن تكون هذه التعقيدات شاقة، مما يدفعهم إلى الالتزام بالإضاءة الحالية (غير الفعالة).

هناك عائق آخر يتمثل في "قصور الإضاءة"-وهو الميل إلى الاستمرار في استخدام أنظمة الإضاءة الحالية حتى تفشل، بدلاً من استبدالها بمصابيح LED بشكل استباقي. يمكن أن تستمر المصابيح المتوهجة وأنابيب الفلورسنت لسنوات، ولا يرى العديد من المستخدمين أي سبب لاستبدال المصباح الذي لا يزال يعمل. على سبيل المثال، قد يكون لدى الأسرة مصباح خزانة مزود بمصباح متوهج يُستخدم لمدة 10 دقائق يوميًا؛ على الرغم من أن المصباح غير فعال، إلا أنه يستخدم القليل من الطاقة بحيث لا يعطي المستخدم الأولوية لاستبداله بمصباح LED. وبضرب ذلك في ملايين الأسر والشركات، تكون النتيجة مخزوناً هائلاً من المصابيح غير الفعالة التي تظل قيد الاستخدام، مما يحول دون توفير الطاقة.

4. سوء تصميم الإضاءة وعادات الاستخدام المسرفة

حتى عند تركيب مصابيح LED-عالية الجودة، غالبًا ما يؤدي تصميم الإضاءة السيئ وعادات الاستخدام المسرفة إلى إهدار إمكانات توفير الطاقة-. تم تصميم العديد من المباني-السكنية والتجارية والعامة-بتخطيطات إضاءة غير فعالة، وكثيرًا ما يترك المستخدمون الأضواء مضاءة عندما لا تكون هناك حاجة إليها، مما يلغي فوائد كفاءة LED.

يعد تصميم الإضاءة السيئ أمرًا شائعًا في المباني الجديدة والقديمة. في المكاتب، على سبيل المثال، يتم إضاءة العديد من المساحات-بتركيبات السقف التي توفر إضاءة موحدة عبر الغرفة بأكملها-حتى في المناطق التي يتوفر فيها الضوء الطبيعي بكثرة (مثل النوافذ القريبة) أو التي تحتاج إلى القليل من الضوء (مثل خزانات التخزين). هذه "الإضاءة الشاملة" تهدر الطاقة، كماالمصابيحتُستخدم لإضاءة المناطق غير المأهولة أو جيدة الإضاءة-. وبالمثل، غالبًا ما تستخدم متاجر البيع بالتجزئة الأضواء الكاشفة لتسليط الضوء على المنتجات، لكن العديد من المتاجر تقوم بتثبيت المزيد من الأضواء الكاشفة أكثر من اللازم، أو تضعها في مناطق لا تحتوي على منتجات لإضاءتها. توصلت دراسة أجراها مركز أبحاث الإضاءة في عام 2022 إلى أن 40% من المباني التجارية تستخدم إضاءة أكثر بنسبة 25% من الحاجة بسبب التصميم السيئ-حتى عند تجهيزها بمصابيح LED.

عادات الاستخدام المسرفة هي قضية رئيسية أخرى. في المنازل، يترك الكثير من الناس الأضواء مضاءة في غرف فارغة: وجد استطلاع أجرته وزارة الطاقة الأمريكية عام 2021 أن الأسرة المتوسطة تهدر 15% من طاقة الإضاءة لديها من خلال ترك الأضواء مضاءة في حالة عدم وجود أحد. وفي المباني التجارية، تكون المشكلة أسوأ: فغالبًا ما تترك المكاتب الأضواء مضاءة طوال الليل لأسباب أمنية، على الرغم من أن أجهزة استشعار الحركة أو أدوات التحكم الذكية يمكن أن تقلل من هذا الاستخدام. تترك المدارس والجامعات في كثير من الأحيان أضواء الفصول الدراسية مضاءة خلال عطلات نهاية الأسبوع أو العطلات، كما تستخدم المستشفيات (التي تتطلب إضاءة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع) مصابيح أكثر من اللازم في -المناطق غير الحرجة.

يمكن لعناصر التحكم الذكية في الإضاءة-مثل أجهزة استشعار الحركة والمؤقتات ومخفتات الإضاءة-تقليل هذا الهدر من خلال ضمان تشغيل الأضواء فقط عند الحاجة إليها وبدرجة السطوع المناسبة. ومع ذلك، نادرًا ما يتم تثبيت عناصر التحكم هذه بجانب مصابيح LED. أقل من 20% من تركيبات LED في المنازل و30% في المباني التجارية تشتمل على أدوات تحكم ذكية، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية. وبدون هذه الأدوات، يتم إهدار حتى مصابيح LED الأكثر كفاءة عند الاستخدام غير الضروري.

5. فجوات السياسات وضعف التنفيذ

في حين نفذت العديد من البلدان سياسات لتعزيز اعتماد مصابيح LED-مثل حظر المصابيح المتوهجة أو تقديم حسومات على مشتريات مصابيح LED-فهناك ثغرات في هذه السياسات وضعف التنفيذ منعت مصابيح LED من تقديم كامل إمكاناتها في توفير الطاقة-.

تتمثل إحدى الفجوات الرئيسية في السياسات في عدم وجود معايير كفاءة إلزامية لجميع منتجات الإضاءة. في حين أن الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة وأستراليا قد حظرت المصابيح المتوهجة ووضعت الحد الأدنى من معايير الكفاءة لمصابيح LED، فإن العديد من البلدان-خاصة في أفريقيا وآسيا وأمريكا اللاتينية-ليس لديها مثل هذه اللوائح. في هذه المناطق،-جودة منخفضة،مصابيح LED غير فعالةإغراق السوق، حيث لا يواجه المصنعون أي عواقب لبيع منتجات دون المستوى المطلوب. وحتى في البلدان التي لديها معايير، غالبًا ما يكون التنفيذ ضعيفًا. في الهند، على سبيل المثال، وجد تقرير صدر عام 2023 عن مكتب كفاءة الطاقة أن 35% من مصابيح LED المباعة تنتهك معايير الكفاءة في البلاد، ولكن تمت معاقبة 2% فقط من الشركات المصنعة. ويؤدي هذا النقص في التنفيذ إلى بقاء مصابيح LED غير الفعالة في السوق، مما يقوض جهود توفير الطاقة-.

وهناك فجوة سياسية أخرى تتمثل في الفشل في معالجة مسألة "إدارة الطلب على الإضاءة". تركز معظم سياسات LED على تحسين كفاءة المصابيح الفردية، لكن القليل منها يعالج السبب الجذري لارتفاع استخدام الطاقة: الطلب المتزايد على الضوء. على سبيل المثال، لم تنفذ أي دولة سياسات للحد من عدد مصابيح الشوارع أو سطوع الإضاءة التجارية، على الرغم من أن هذه هي العوامل الرئيسية لزيادة استخدام الطاقة. وبالمثل، هناك القليل من السياسات التي تشجع استخدام الضوء الطبيعي (مثل تركيب المناور أو أرفف الإضاءة) لتقليل الاعتماد على الإضاءة الاصطناعية-على الرغم من أن الضوء الطبيعي مجاني ولا يستهلك الطاقة.

وعلى الرغم من أن برامج الخصم والحوافز مفيدة، إلا أنها غالبًا ما تكون سيئة التصميم. تتطلب العديد من برامج الخصم من المستخدمين تقديم إيصالات وملء الأوراق، الأمر الذي لا يشجع المشاركة-خاصة بين الأسر ذات الدخل المنخفض- أو الشركات الصغيرة. لدى البعض الآخر معايير أهلية صارمة، باستثناء أنواع معينة من مصابيح LED أو المستخدمين. على سبيل المثال، ينطبق برنامج الخصم الفيدرالي الأمريكي لمصابيح LED فقط على المصابيح المباعة من خلال كبار تجار التجزئة، باستثناء مصابيح LED الأرخص التي يتم بيعها عبر الإنترنت. وتحد هذه الحواجز من وصول برامج الحوافز، مما يؤدي إلى إبطاء اعتماد مصابيح LED بين المجموعات الرئيسية.

خاتمة

تتمتع مصابيح LED بالقدرة على خفض استخدام طاقة الإضاءة عالميًا بنسبة 50% أو أكثر-لكنها لم تحقق هذا الوعد بعد، بسبب عاصفة كاملة من الطلب المتزايد على الإضاءة، والمنتجات-منخفضة الجودة، وعوائق الاستبدال، والاستخدام المسرف، والفجوات في السياسات. المشكلة ليست في مصابيح LED نفسها؛ هذا هو الحال مع كيفية إنتاجنا لها واعتمادها واستخدامها.

ولإطلاق العنان لإمكانات توفير الطاقة التي توفرها مصابيح LED-، يلزم اتباع منهج متعدد-الأوجه. أولاً، يجب على الحكومات تعزيز معايير كفاءة مصابيح LED وتنفيذها بصرامة، واتخاذ إجراءات صارمة ضد المنتجات-ذات الجودة المنخفضة. ثانيًا، يجب عليهم توسيع برامج الحوافز لتغطية التكاليف الأولية للشركات الصغيرة والأسر ذات الدخل المنخفض-، وتعزيز عناصر التحكم الذكية في الإضاءة لتقليل الاستخدام المسرف. ثالثًا، يجب على المدن والشركات إعطاء الأولوية لتصميم الإضاءة الذي يستخدم الضوء الطبيعي ويتجنب الإضاءة الزائدة-، ويجب تثقيف أصحاب المنازل حول فوائد استبدال مصابيح LED الاستباقية. أخيرًا، يجب على صناع السياسات معالجة السبب الجذري لارتفاع استخدام الطاقة من خلال إدارة الطلب على الإضاءة-على سبيل المثال، من خلال وضع حدود على الإضاءة غير الضرورية في الأماكن التجارية والعامة.

لا تعتبر مصابيح LED حلاً سحريًا لتوفير طاقة الإضاءة، ولكنها أداة بالغة الأهمية. ومن خلال السياسات والممارسات الصحيحة، يمكننا التأكد من أن مصابيح LED تفي بوعدها-بخفض استخدام الطاقة، وتقليل انبعاثات الكربون، وإنشاء مستقبل أكثر استدامة للإضاءة. التكنولوجيا جاهزة. الآن نحن بحاجة إلى تغيير كيفية استخدامها.

https://www.benweilight.com/industrial-lighting/led-عالية-خليج-light/6000-kufo-led-high-bay.html

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