LED и защита на климата
LED - малка стъпка за нас, голяма мярка за световния климат
Глобалното търсене на енергия неумолимо нараства. The В своя World Energy Outlook от 2014 г. международната енергийна агенция IEA прогнозира увеличение от 37% до 2040 г. - годината, в която се очаква търсенето на изкопаеми горива като нефт, газ и въглища да достигне най-високото си ниво.
Проблемът: живеем далеч над възможностите си. Потребление на природни ресурси за Храната, жилището, мобилността и потреблението надвишават биологичния капацитет на Земята от средата на 80-те години. Така че в продължение на тридесет години ние работим за сметка на следващите поколения. Ако всички трябваше да имат буен начин на живот като в Европа, за това ще ни е необходим капацитет от 2,5 земи. Ние но има само тази една планета и, реално погледнато, нищо няма да се промени толкова бързо. Излитането в космоса все още е далеч.
Животът се нуждае от енергия
Във физиката енергията се определя като способност за извършване на механична работа, отдаване на топлина или излъчване на светлина. Среща се в много различни форми, например като електрическа, топлинна, химическа или магнитна енергия, светлинна енергия или ядрена енергия.
Енергията определя живота ни. Техническите устройства не само консумират енергия, но и са абсолютно необходими за биологичния живот. Следователно физическата единица енергия, джаулът, се намира на всяка опаковка на храните. Той замести калориите, които все още се използват в ежедневието. Ние даваме на тялото си необходимата енергия, като поглъщаме храна.
Законът за запазване на енергията във физиката гласи, че енергията никога не се губи в затворени системи. Но ако случаят е такъв, защо изобщо говорим за консумация на енергия? Защо трябва да се тревожим за енергийния си баланс?
Енергията се преобразува, но и се обезценява
Енергията може да се преобразува от една форма в друга. По принцип това е нещо добро, защото ни позволява да използваме слънчевата енергия от геоложката праистория днес. Преди милиони години слънчевата топлинна енергия превърна продуктите от разлагането на мъртвите растения и животни във въглища, нефт, газ и торф. Те съхраняват слънчевата енергия в химическа форма. В електроцентралата химическата енергия на изкопаемите материали се превръща обратно в топлинна енергия чрез изгаряне и накрая в електрическа енергия с генератор. По-лесно е със слънчева клетка, която генерира електричество от днешната слънчева светлина без изкопаем междинен носител. Автомобил с електрически мотор преобразува електричеството в кинетична енергия.
Но не всички преобразувани форми на енергия могат да бъдат използвани от нас. Ако превозното средство е спирано, кинетичната енергия, т.е. кинетичната енергия, се преобразува до голяма степен в топлина - спирачките се нагряват. Ако колата се удари в стена, вместо да спира, изпитваме деформационна енергия. По този начин енергията се обезценява. Така нареченият процес на производство на енергия, или по-добре казано преобразуването на енергия, не протича напълно по желание. Енергийна централа, работеща с въглища, обикновено има ефективност от само 30 до 40%, която може да се увеличи само чрез използване на отпадъчната топлина чрез комбинирано производство, ако в близост до централата има клиенти за централно отопление и според сезона. Газовите централи работят по-ефективно и също така използват по-често отпадъчната топлина.
Нека разгледаме по-отблизо лампата с нажежаема жичка под аспекта на енергоспестяването. Надяваме се, че никога не сте се опитвали да измервате количеството топлина, излъчвано от крушка, като я докоснете. Със сигурност ще си изгорите пръстите, защото лампата с нажежаема жичка излъчва 95% от електрическата енергия, която поглъща като топлина - т.е.излъчване в инфрачервения диапазон. Само 5% е видима светлина, която всъщност искаме. Ще се върнем към този важен аспект във връзка със светодиода.
Така че ефективността е наистина голям проблем, когато става въпрос за ограничаване на консумацията на енергия. Цветните енергийни етикети са само начало. Директива на ЕС регулира рамката, а Националният план за действие за енергийна ефективност (NAPE) в Германия дава на компаниите от всички сектори пазарни стимули за инвестиции в електроенергийна ефективност. Колкото по-високи са спестяванията, толкова повече постъпват евро. До 2018 г. СТЪПКА нагоре! Налични са 300 милиона евро, които се отпускат в два годишни тръжни кръга.
Възобновяемите енергии стават номер едно в производството на електроенергия
Огромното значение на електрическата енергия за нашето ежедневие е пряко свързано и с преобразуването на различни форми на енергия. От една страна, електрическата енергия може да се произвежда сравнително лесно - дори ако, както видяхме, често неефективно - от други форми на енергия. По-важното е, че е лесно да се транспортира и например може да се преобразува в светлина, мощност и топлина на място. Възможностите за съхранение на електрическа енергия също постигнаха значителен напредък през последните години.
Нека първо разгледаме произхода на електрическата енергия. Въпреки че знаем, че ресурсите са ограничени, изкопаемите горива нефт, газ и въглища все още растат. The Международната енергийна агенция (IEA) предполага увеличаване на глобалното потребление на нефт до 104 милиона барела на ден (!) През 2040 година. И ядрената енергия също напредва. Четири държави са отговорни за общо увеличение от 60%: Китай, Индия, Северна Корея и Русия. На пръв поглед ядрената енергия е екологична и пести ресурси. Традиционно ядрената IEA твърди, че ядрената енергия спестява на хората четири години емисии на CO2. От друга страна, въпросът за ядрено замърсените обекти и, което е по-важно, основната управляемост на технологията са противоречиви. Чернобил и Фукушима ни показаха, че последиците от изключително малко вероятна авария са непредсказуеми. Такъв риск, колкото и малък да е, не може да бъде приет от отговорна енергийна политика, особено не в гъсто населени райони.
Добрата новина от Световна енергийна перспектива: използването на регенеративни енергии за производство на електроенергия напредва. По-специално енергията от вятъра, но също така и хидроенергията и слънчевата енергия, бързо нарастват в енергийния микс и до 2040 г. ще изпреварят въглищата като най-често използвания енергиен източник. Вече видяхме това всяка изкопаема форма на енергия произхожда от слънчевата енергия. Очевидно е, че прякото използване на слънцето е икономически и екологично по-полезно от отклонението чрез изгаряне на вкаменелости. Разпределението и съхранението на електроенергия остава предизвикателство. В Германия в момента се води дискусия за SuedLink, път с високо напрежение, който трябва да транспортира вятърна енергия, генерирана на север на юг.
Watt няма нищо общо с яркостта
Електродвигателите, електрическите нагреватели, източниците на светлина и множество други електрически устройства преобразуват електрическата енергия в други форми като сила или скорост, топлина и светлина. По физически правилен начин тук трябва да говорим за електрическа работа, вместо за енергия. Известната единица за това е ват. Ако искате да знаете точно: единицата за енергия, джаул, не е нищо повече от вата секунда. Един джаул се изразходва, ако се работи с един ват за една секунда. Един киловат час, който познавате от електромера, съответства на 1000 вата х 3600 секунди = 3,6 милиона джаула.
При лампите с нажежаема жичка консумацията на енергия във ватове се е утвърдила като мярка за яркостта - погрешно, както сега знаем. 60-ватовата крушка консумира 60 ват-часа или 216 килоджаула за един час, но, както видяхме по-горе, само 5% или 3 вата от това стават видима светлина. 57 вата се разпределят като топлина в стаята, тази част от енергията се губи за нас. Устойчивостта изглежда различно и точно затова възрастта на лампата с нажежаема жичка е приключила около 140 години след патента на Едисон. За сравнение: светлинната ефективност, т.е. съотношението на светлинния поток към консумираната мощност, е около седем пъти по-високо при светодиодите. Тъй като светодиодите са по-малко топли, рискът от пожар също е по-малък.
Устойчивостта осигурява бъдещето
Връщате се у дома късно от работа, гладни сте, но откривате, че семейството ви не е запазило вечерята за вас. Наистина досадно, когато в къщата вече няма доставки и магазините вече са затворени - и дори сериозно заплашващо, когато знаете, че магазините са купени празни и вече няма да се отварят. Именно този пример обаче описва начина, по който се справяме с биологичния капацитет на нашия свят днес. За да останат на снимката, нашите внуци ще намерят празен хладилник.
Всеки ден в атмосферата се вкарват два милиона тона вреден за климата CO2. Статистически погледнато, всеки германец всяка година зарежда два олимпийски басейна с парникови газове. Необходими са осемдесет зрели дървета, за да се свърже един тон CO2. Ако искахме да компенсираме емисиите си на CO2, страната ни скоро щеше да бъде първобитна гора. Но ако не го направим, концентрацията на CO2 в атмосферата се увеличава. Кратковълновите лъчи на слънцето проникват на земната повърхност, те се превръщат в дълговълнова радиация, която CO2 вече не може да върне.
Глобалното затопляне води до повишаване на морското равнище, топене на ледници, изместване на растителните зони и по-чести метеорологични бедствия като бури, наводнения и суша. Дори и промените в климата, причинени от човека, да бъдат насложени от дългосрочни природни цикли, никой сериозен учен няма да оспори преките и непреки ефекти върху човешкото здраве, селското стопанство и политиката. Днес ние сме загрижени за военните бежанци - утре това ще бъдат екологичните бежанци, които са изгонени от предишните си местообитания от издигането на морето или от недостига на вода. Икономическите щети се прогнозират на 5 до 20% от глобалния брутен национален продукт. Последиците могат да бъдат приблизително оценени, ако погледнете световната икономическа криза от 30-те години.
Вече ли е твърде късно да се покаете? Не, казват учените и те обосновават твърдението си с компютърни модели. Трябва обаче да действаме бързо и радикално. За да се ограничи глобалното затопляне до 2 ° C, една трета от известните находища на изкопаеми горива ще трябва да останат там, където е - в земята. В случая на въглища дори 80% останаха недокоснати. Все още не е постигната устойчивост в смисъл на стабилност и естествен капацитет за регенерация на земната система. Най-малкото нашата икономическа дейност в крайна сметка не блокира шансовете на бъдещите поколения за свят, в който си струва да се живее.
Светодиодите намаляват значително екологичния отпечатък
Няма съмнение относно необходимостта масово да се ограничи гладът за енергия, особено в индустриализираните и нововъзникващите страни, и да се превърне производството на електроенергия в климатични концепции. Но някои крушки, заменени с LED, наистина могат да спасят света?
Проучванията показват, че ефектите върху спестяванията се оценяват погрешно дори от големи потребители като градове и общини. По света приложенията за осветление представляват почти 20% от потреблението на електроенергия, като най-голям дял имат лампите с нажежаема жичка, халогенните лампи и флуоресцентните лампи, които включват и така наречените енергоспестяващи лампи. Готови за пазара алтернативи са на разположение за всички тези осветителни тела, които спестяват до 90% от енергията.
Йонг Кю Ким и Е. Фред Шуберт, които от много години изследват областта на технологиите за LED осветление, заявиха в проучване за оптичното общество на Америка OSA през 2008 г .: постепенната подмяна на конвенционалните източници на светлина със светодиоди в продължение на десет години може да бъде повече от десет Гигатони - 10 000 000 000 тона - Избягвайте емисиите на CO2 и спестете повече от 1 трилион долара. Един трилион е число с дванадесет нули. Само за Германия сериозните изчисления предполагат намаляване на CO2, убиващ климата, с 13 милиона тона.
Нека го запазим с Конфуций: Дори най-дългото пътуване започва с първата стъпка. Все още ли отоплявате апартамента си с крушки, или вече имате светодиоди? Приносът на всеки индивид е важен и може да помогне за предотвратяване на климатична катастрофа.