Наши физици направиха икономични светодиодни лампи за домакинствата, които черпят 5 вата, а светят със 75
Велиана Христова
Румен Каканаков
Вече всички знаем, че Европейският съюз прие директива, според която от 1 септември т.г. от магазините в страните членки (включително у нас) ще изчезнат традиционните електрически крушки с нажежаема жичка над 80 вата. До 2010 г. се спира продажбата и на крушките с по-малка мощност. Целта е да се намалят разходите на енергия в домакинствата на територията на ЕС при настъпващата криза.
Разбира се, пак ще си светим вкъщи, но с т.нар. газоразредни лампи, които от няколко години се продават и в нашите магазини. Те са по-скъпи, но пестят повече енергия. Но последният писък на енергийната мода са светодиодните лампи. Те са суперикономични и много по-дълго живеещи.
Точно в този момент дойде добрата новина - научен екип у нас е съдал светодиодни енергоспестяващи лампи, които са много мощни и лесно може да се произвеждат и в България. Централната лаборатория по приложна физика при БАН в Пловдив прави този подарък на страната точно в нужния момент.
С жичка, с газ или с полупроводник
Обикновената крушка с нажежаема жичка има живот 1000 часа, черпи да речем 100 вата енергия и свети пак с толкова, обяснява директорът на лабораторията ст.н.с. Румен Каканаков. Газоразрядната крушка черпи 20 вата и дава същите 100 вата, като е годна да работи 10 000 часа. Тя има обаче и недостатък - в нея се съдържат вредни газове, например 3 процента живак. В светодиодните лампи няма нищо вредно, с 5 вата ток дават светлина 75 вата и имат живот 100 000 часа (11,6 години)! Тези стойности на дълголетие, разбира се, и при трите вида важат за най-качествените крушки, в масовото производство са горе-долу наполовина.
При това положение до 5-6 години вероятно и газоразрядните лампи ще станат демоде и ще бъдат изместени от светодиодните. Ние се опитваме да изпреварим събитията, създадохме енергоспестяващи светодиодни лампи, за да не се оказва България назад в световните перспективи, обяснява Каканаков.
30 години научни стъпала към модерното
Лабораторията работи в областта на светодиодите от самото си създаване преди 30 години. Кръглият юбилей предстои - ще бъде отбелязан през април т.г. Светодиодът е обикновен полупроводников диод, при който се получава излъчване, то може да е и в невидимата инфрачервена област на спектъра. Именно с такъв вид светодиоди е започнал работа екипът преди три десетилетия. След това преминали към видимата област и направили червени, зелени и сини светодиоди - в трите основни цвята на спектъра.
С повишаването на нивото на научната работа екипът се заел с явлението суперлуминесценция - излъчвателната рекомбинация при светодиодите, която поражда не просто светлина, а много силна светлина. С помощта на т.нар. луминифор трите основни светлини (дължини на вълната) се обединяват, за да се получи от светодиода бяла светлина. Когато получихме бялата светлина, тогава възникна въпросът за какво да я използваме, разказва ученият. Когато направили достатъчно качествени светодиоди, станало ясно, че те може да се използват за осветление - дават много хубава и подходяща за окото бяла светлина. Останало само да ги направят достатъчно мощни, за да са силни лампите, и достатъчно евтини, за да излязат на пазара.
В тази област в света се работи много в последните години. В светодиодите с бяла светлина в момента водещи и много напред от останалите са Тайван и Япония и за съжаление напоследък се налага да ги купуваме от тях за лампите, защото не ни е достатъчно икономически изгодно да ги правим сами, обяснява Каканаков. Той не се изкарва велик и признава: правим светодиоди, но не чак толкова качествени като тези на световните лидери и което е по-важно - не излизат толкова евтини. Целта ни обаче бе да можем да правим светодиоди и в България, защото лампите с тях имат най-обещаващи перспективи и най-дълъг живот.
От Нобела през "Филипс" до Пловдив
Оказва се, че на Балканите няма други учени, които да са стигнали до такова ниво на работа над светодиоди, което дава широки възможности именно България да стане водеща и в приложението им за енергоспестяващи устройства за осветление. Разковничето на успеха е в това, че светодиодите се правят върху основата на т.нар. полупроводникови хетероструктури, за откриването на които руският физик акад. Жорес Алфьоров получи Нобелова награда през 2000 г. А Централната лаборатория по приложна физика при БАН работи в тясно сътрудничество с него от десетилетия. Ползваме неговия опит, имали сме съвместни проекти, имах двама докторанти при акад. Алфьоров, и в момента поддържаме контакти, подчертава Румен Каканаков. Според него именно благодарение на това научно сътрудничество с един от световните върхове на науката на физиците в лабораторията "по-лесно им хрумват някои работи".
Е, сега и в България може да се произвеждат собствени светодиодни лампи. Естествен въпрос - каква ще е цената им. Докато купувахме готови материали за лампите от най-доброто в света и влагахме само нашия труд тук, лампите излизаха малко по-евтини от американските или японските, обяснява ученият. Сега вече започваме да правим при нас голяма част от електричеството, проводниците, железарията, стойките и така смъкваме значително цената, казва Каканаков. Целта е една българска настолна лампа със светодиодна крушка да струва колкото лампа с газоразрядна крушка - може би до 30 лв., макар че е много по-икономична и много по-дългоживееща.
Лабораторията обаче не може да се занимава с масово производство. Правени са само експериментални серии с различна подредба на светодиодите, с различен дизайн. Но по думите на Каканаков, с масово производство на техните светодиодни лампи може да се заеме "всяка средно грамотна електричарска фирма", защото това никак не е сложно. Лабораторията на БАН няма да се откаже да пуска малки серии, влиза в партньорски отношения и с група от Минск, оглавена от Юрий Трофимов - учен, който също е свързан с Алфьоров. Беларуската академия на науките създава в момента светодиоден център, който е предмостие на фирмата "Филипс" - най-големия европейски лидер в осветлението. Каканаков е убеден, че "Филипс" ще започне да бълва светодиодни лампи и ако досега не го е правил, то е защото иска да "изсмуче" докрай ползата от производството на газоразрядни лампи. Затова гледам да съм винаги с една крачка напред, за да имаме шанс за сътрудничество, казва нашият физик. И добавя: "Наясно съм, че не мога да се боря с "Филипс" или с фирми от Япония, но мога достатъчно добре да се оправям в България и на Балканите. Излизали сме често на истанбулския, на солунския, на скопския пазар, в Югоизточна Европа".
Светодиодно осветление по света вече се продава от водещи американски и японски фирми. Нашите учени в момента подготвят патент за собствено енергоспестяващо светодиодно устройство за осветление. Имат амбицията да се наредят сред първите и в това. Ако обаче приложно научно звено, каквото е лабораторията, в което работят само 11 учени, се заеме да произвежда големи серии, просто няма да може да продължи работата над други идеи. Спечелените собствени пари академичното звено влага в следващи разработки, защото държавната субсидия от бюджета е нищожна и не стига за нищо, както е във всяко научно звено. Ако няма европейски и български проекти, е заникъде. Неотдавна учените от БАН в Пловдив са създали уникална технология и оборудване за плазмено полиране на неръждаема стомана. Досега са продавали само технологичната услуга, но сега са решили, че достатъчно са я "издоили" и вече ще продават технологията заедно с оборудване. Междувременно са усвоили и полирането на алуминий, също разработват технология и оборудване за такива цели. Вероятно ще се насочат и към плазмено полиране на други цветни метали.
Пречистване на водата със светлина
Като са направили светодиоди, учените все търсят нови и нови техни иновационни приложения. През 2008 г. лабораторията е получила патент за създадено в нея устройство за пречистване на вода чрез ултравиолетови светодиоди. То може да се прилага след природни или други бедствия, при мисии в армията, при експедиции и пр.
Известно е, че ултравиолетът има бактерицидно действие, в последните 10-15 години се произвеждат ултравиолетови лампи. Но засега няма данни такъв вид светодиоди да са използвани за пречистване на води. И със самото устройство са пак крачка напред от другите, защото в него светлината от ултравиолетовия светоиод се отвежда до водата не по въздуха, който поглъща голяма част от нея, а с помощта на т.нар. светодовод - кварцова пръчка, казано най-просто. Светодиодът и световодът се стиковат с оптични смоли, цялата светлина се вкарва в световода и стига там, където трябва, обяснява Каканаков.
По думите му ултравиолетовите лампи са много големи, много скъпи, високоволтови - със 140 и повече волта захранващо напрежение. Докато ултравиолетовият светодиод, създаден в лабораторията, се захранва с 4-5 волта напрежение (може да е от една батерия), консумира много малко и може месеци наред да свети без прекъсване. Новите моменти в това устройство са два: използва се нов източник на светлина - ултравиолетов светодиод, а предназначението е пречистване на вода. След като подали патента, разбрали, че и американски екип е започнал да прави подобно нещо...
13.01.2009
var r=window.document.location.toString(); document.write("");
