Articles

A villanykörte története: korai napok a LED-ekhez

első rész: korai fejlesztések

egy ember – Thomas Edison-technológiai és üzleti hangulata nélkül a világ ma sokkal másképp nézne ki. A 19. században a fény felé vezető út az események árnyékos sorozata volt.

ilyen volt a villanykörte – vagy lámpa fontossága, amint azt a mérnökök tudják -, hogy a kifejezés a találmány szinonimájaként lépett be a nyelvbe. Mégis az út a felsőbbrendűség volt rendetlen utcai harc uralja egy ember – Thomas Alva Edison-aki, minden látnoki bátorság és üzleti érzék, nem tudta volna megjósolni, hogy egy évszázaddal később, az ő fejlesztése egy ötlet, hogy világít a világ lenne gyakorlatilag elavult a megjelenése fénykibocsátó dióda technológia.

a technológiai sors egyik neatest fordulatában az izzó úgynevezett “találmányának” soha nem volt “izzó pillanata”. Mint oly sok kritikus innovációk volt messzemenő hatást a kereskedelmi, kulturális fejlődés, az emberiség, a villanykörte – vagy pontosabban, itt, a ‘izzó’ villanykörte – a termék egy sor független, egyedi áttörést, mérnökök, tudósok elválasztva mind időben, mind földrajz. Bár ez a nagy amerikai feltaláló és vállalkozó Edison, hogy hagyományosan adott babérjain hozza a villanykörte a világba, Smithsonian intézmény kurátora emeritus Bernard s Finn azt mondja, már finomítás egyik legfontosabb felfedezések óta a korai emberek megtudták, hogy ellenőrzött tűz képes fényt, valamint a hő.

Edison szerepe a modern világ megismerésében más mérnökök ötleteinek fejlesztője volt, amelyek a 19.században előtte mentek. “Thomas Edison volt az, aki kereskedelmi szempontból életképes megoldást talált” – mondja Finn. 1879-ben, szilveszterkor Edison felgyújtotta Laboratóriumát a Menlo Parkban – egy több mint 20 mérföldön látható kijelző -, az elektromos világítás korszakát pedig szó szerint bekapcsolták. Mindig készen áll egy hangos harapással, Edison azt jósolta, hogy az elektromos fény “olyan olcsó lesz, hogy csak a gazdagok égnek gyertyákat”.

Edison eredményének valódi értéke az volt, hogy egy kísérleti fázis végét jelölte meg a villamos energiából származó fény megteremtésében azáltal, hogy az izzólámpát az első futó technológiának állította be. Edison elektromos fényében: A találmány művészete, Robert Friedel és Paul Israel történészek 22 feltalálót idéznek Edison előtt, és mégis szilárdan a család élére helyezik. Ez annak köszönhető, hogy a kombináció a három kritikus tényező Edison kapott jobb egyszerre: az izzólámpa anyag, magas vákuumszint, nagy ellenállás.

Ez volt az utolsó A három közül, amelyet Edison valóban jobban értett, mint elődei. Nagy ellenállással a hő (tehát a fény) felhalmozódna az elemben a távoli elektromos generátorokból származó tápvezetékek helyett. Több száz anyag tesztelése után, mondja Finn, “egy vékony szalagra – vagy izzószálra – telepedett le”. Mivel a szénszál égne, ha levegőnek lenne kitéve, az üvegházat vagy az “izzót” vákuumszivattyúval ki kell üríteni. Korai változata a hagyományos izzók (a szó a Latin ‘incandescens’, azaz ‘ragyogó’) izzó kell a ‘tipp’ mutatja, ahol a szivattyú eredetileg csatlakoztatva. 1881-re már volt egy szabványos csatlakozó az elektromos végén, ahol az izzót most be lehetett csavarni egy aljzatba, és be-és kikapcsolni lehetett.

az előtte álló emberek vállán állt, hogy Edison eddig látta az elektromos fény jövőjét. Más tudósok, például Humphry Davy, James Bowman Lindsay, Moses G. Farmer, William E Sawyer, Joseph Swan és Heinrich Göbel ötleteit is tökéletesítette, amelyek kereskedelmi szempontból kivitelezhetetlenek voltak. Felismerve, hogy a platina volt túl drága áru használt, elektromos, világítás, ő folytatta a sugárúton, a szén-os bambusz végtelen (az anekdota szerint, az ő ötlete volt a használata bambusz betartása alól a horgászbot, míg egy kiránduláson nézni egy napfogyatkozás).

ő is kerekes és foglalkozik, scooping fel szabadalmak más mérnökök, miközben alkotó stratégiai szövetségek, különösen a brit versenytárs, Joseph Swan (aki sok szempontból, volt egy játékos egyenlő jelentőségű, akinek a háza volt az első, hogy világít egy villanykörte). Edison jelentős pénzügyi támogatást nyújtott mind a Vanderbilt családtól – Amerika leggazdagabb emberétől, miután pénzt keresett a hajózásban, mind a vasútban -, valamint a J. P. Morgan vállalati finanszírozótól. Mégis ez többnyire puszta látnoki találékonyság, hogy a férfi több mint ezer szabadalmak nevét vált a hajtóereje világítás fel a 20.században.

második rész: piaci dominancia

a 20. század nagy részében úgy tűnt, hogy az izzólámpának nincs komoly kihívója. Az energiahatékonyság javítására irányuló növekvő nyomás ellenére a záró évtizedekben az írás a falon volt.

1835-ben a skót feltaláló, James Bowman Lindsay bemutatta a constant electric light korai változatát azzal az állítással, hogy ilyen technológia alkalmazásával képes volt “másfél láb távolságra olvasni egy könyvet”. Aligha gondolta volna, hogy egy évszázadon belül az izzólámpa, amelyhez annyira hozzájárult, napról napra fordul. Ez megvilágítaná az életünket, meghosszabbítaná a munkaidőt, és a futballstadionok fényét keltené a sötétben. Ez biztonságot és megvilágítást biztosítana a középületek és a fényszórók számára a háborús légvédelmi fegyverek irányításához. Az utak világítanak, hogy elférjen az autó könyörtelen felemelkedése, az éjszakai repülőterek pedig forradalmasítják a nemzetközi árufuvarozást.

a 20. század hajnalán példátlan lehetőség nyílt az újonnan létrehozott izzólámpa fejlesztőinek. Az alkalmazások korlátlanok voltak, kezdve a rendkívül szerény (például kerékpár fényszórók) a nemzeti infrastruktúrától (például a közúti világítástól). A pálya nyitva volt, és a piacot hamarosan elárasztották a gyártók abban a reményben, hogy a készpénz az aranyláz mesterséges világítás.

1924 karácsonyára mégis idegessé váltak az olyan háztartási nevek, mint az Osram, a Philips és a General Electric. Ennek oka az volt, hogy a piac, miközben virágzik, kiszámíthatatlanná vált. Miután látta, hogy az 1922-23-as 63 millió egységből a következő évben több mint felére csökken az értékesítése, az Osram vezetője, William Meinhardt azt javasolta, hogy találkozzon versenytársaival, hogy állapodjanak meg a jövőjüket biztosító kereskedelmi elvekről. 1924.December 23-án Genfben a világ izzólámpái összejátszottak, hogy létrehozzák a Phoebus kartellt, hogy kvótákat és területeket hozzanak létre, megosszák tudásukat és megállapodjanak a szabványokról (például az Edison csavaros csatlakozóról).

mégis a rejtett napirend a bevételvédelem volt egy olyan piacon, ahol a gyártók saját sikerük áldozatává váltak. Még a 20. század harmadik évtizedében is olyan fejlett volt a villanykörte gyártása, hogy az egységek élettartama 2500 óra volt, ami azt jelenti, hogy évekkel azelőtt volt, hogy az egységeket ki kellett cserélni. Az “Egyezmény a nemzetközi izzólámpa-ipar fejlődéséről és fejlődéséről” egyik fő (és még kevésbé sugárzott) eredménye az volt, hogy a várható élettartamot 1000 óra alatt kellett csökkenteni. Annak biztosítása érdekében, hogy a vállalatok betartsák az új elavulási előírásokat, kötelesek voltak termékeiket önálló tesztelésre küldeni Svájcban. Ha a termékek nem kívánt hosszú élettartamot mutattak, a gyártók súlyos pénzbírsággal szembesültek.

annak ellenére, hogy a kartell szándékosan stagnál a technológiai fejlődés, az izzólámpa szerzett tapadást, mint az egyik nagy újítások az idő. Az első világháború végére, a villamos energia árának zuhanásával, a gázvilágítás komoly alternatíváját is bemutatta.

Edison nem volt rossz, amikor azt mondta, csak a gazdagok gyújtanak gyertyát. Fouquet és Pearson által közzétett kutatási adatok szerint a mesterséges fény költsége az évszázadok során több ezer font / lumen óráról egy fillér töredékére esett vissza, amikor a kézzel készített gyertyák használatából a tömeggyártású izzókká fejlődtünk. Ez a költségcsökkenés ahhoz vezetett, hogy a 20.században a mesterséges fény fogyasztása 100 000-szer nagyobb volt, mint a 18. században.

az energia és a fény olyan bőséges volt, hogy a piac megengedhette magának, hogy önelégült legyen. A volfrámszál elnyeli a találatot a gyárakban és irodákban megjelenő fluoreszcens “strip-light” technológiából. A mesterséges fény táplálásának költsége olyan volt, hogy az 1970-es évek közepéig nem volt valódi nyomás a status quo megváltoztatására. ez kiváltotta a kompakt fluoreszkáló izzó (CFL) megjelenését, amely energiahatékonysággal ötször nagyobb, mint az izzólámpa technológiája, komoly kihívóvá tette. Mivel a Philips és az Osram az 1980-as évek elején piacra hozta őket, megjelentek az első repedések az izzólámpák felett.

a hatékonyság lett a szlogen. Az új technológiák sorban álltak, hogy a következő nagy dolog legyen. Az elképzelhetetlen kezdett történni: a kormányok jogszabályokat fogadtak el az izzólámpa fokozatos kivezetésére.

harmadik rész: a LED forradalom

az izzólámpa most már gyakorlatilag dinoszaurusz, és minden szem a kialakuló LED technológia, mint egy környezeti csodaszer, a következő evolúciós fázis a világítás szól a hatékonyság és a jogszabályok.

a Philips villanykörte gyártója szerint ma a világítás a világ villamosenergia-fogyasztásának 19% – át teszi ki világszerte. Tekintettel arra, hogy az izzólámpák hatékonyan hulladék annyi, mint 95 százaléka az energiát termelő hő helyett a fény, van hatalmas lehetőség az energiatakarékosság egy olyan világban, ahol enyhítése iránti kereslet források egyre jogszabályokat. Az amerikai izzólámpák piacát tekintve 2010-ben – amikor az incandescents fokozatos szabályozását világszerte megfogalmazták-nyolc milliárd lámpát adtak el, amelyek fele incandescents volt, alig 10% LED-ekkel.

abban az időben a fogyasztók felkészületlennek tűntek a LED-forradalomra annak ellenére, hogy a Cambridge-i Egyetem kutatásai előrejelezték a LED-ekre való áttérés potenciális energiamegtakarítását “hatalmasnak”. A “21.század világítása” című kutatási tanulmány szerint az Egyesült Királyságban a világítás az erőművekben előállított villamos energia több mint egyötödét fogyasztja el, és a LED-ek legalább 50%-kal csökkenthetik ezt a számot. Statisztika az usa Energiaügyi Minisztérium egyetért, becslése szerint 2025-re, “a szilárdtest-világítás, például a Led-ek csökkentheti a globális mennyiségű villamos energiát használt világítás 50% – kal meg lehet megszüntetni 258 millió metrikus tonna szén-dioxid-kibocsátás, enyhíteni kell 133 új erőművek miatt a halmozott pénzügyi megtakarítások több mint száz milliárd dollárt”.

általános egyetértéssel, hogy hatalmas energiamegtakarítást kell elérni,úgy tűnik, hogy a világ spontán változásra van beállítva, hogyan világítjuk meg. Az előre jelzett piaci fordulat azonban lassú és vonakodó volt, így a kormányok lépést tettek a gyártási és fogyasztási szokások változásának felgyorsítása érdekében. Az EU az elmúlt évtizedben fokozatosan betiltotta a különböző izzólámpákat, idén szeptemberben pedig a halogén-és kompakt fénycsövek (CFL – ek) kivezetését-gyakorlatilag az izzólámpa végét, mint tudjuk.

Az energiatakarékossági bizalom több mért hangot használ, mondván, hogy bár történelmileg talán “kevés aggodalom” volt amiatt, hogy ” az izzók csak 10% – kal voltak hatékonyak… az elmúlt években nagyon eltérő hozzáállás alakult ki a világításhoz”. A “megfelelő fény” című fehér könyvében a bizalom azt mondja, hogy ezt az új hozzáállást csak részben a jogszabályok vezérlik, jóindulattal a “jó világítás szerepének növekvő nyilvános felértékelődése az otthonaik javításában”, amely biztosítja a piaci váltás fennmaradó részét.

A valóság az, hogy ipari vagy háztartási csak most komolyan kezd végezni egy lépés a változás, hajtja a vágy, hogy bevezetett energia-hatékony feltörekvő technológiák, mint például a Led-ek rovására incandescents pedig, most, halogén, kompakt fluoresecents is.

Ma, annak ellenére, hogy a hosszan tartó szkanderezünk át Brexit tárgyalások, Anglia még mindig tagja az Európai Unió állunk szemben, amit a média úgy döntött, hogy írja le, mint egy izzó ban’, a több ingerlékeny napilapok rendszeresen beszámol a (nagyrészt nem létező) állami készletezés a hagyományos izzók, mint elleni védelem a jövőben megvilágított Led-ek. A kifogás nem világos, eltekintve egy homályos érzés, hogy a LED világítás nem olyan “meleg”, mint izzólámpa. Ez a “villanykörte-tilalom” valójában a hatékonyságra vonatkozó európai rendelettervezet, amely 2020-ra a volfrám-halogén és a CFL-k fényforrásként való eltávolítását fogja látni.

A környezetbarát tervezésre vonatkozó jogszabályok felülvizsgálatának részeként az EU közzétette annak szükségességét, hogy a helyettesítő fényforrások minimális hatásfoka 85 lumen / watt legyen, maximális készenléti teljesítménye pedig 0,5 W. A környezetbarát tervezésre vonatkozó követelmények az EU-ban értékesített összes szabványos izzóra, fénycsövre és spotlámpára kötelezőek. Ezek a rendeletek energiahatékonysági követelményeket és egyéb tényezőket határoznak meg, mint például az izzók élettartama, a bemelegedési idő és az energiafogyasztás címkézése. Az EU szerint ” energiatakarékos világítással a háztartási villamosenergia-számlák évente 25 euróval eshetnek. A LED-es halogénlámpa helyettesítésével akár 100 eurót is megtakaríthat a termék élettartama körülbelül 20 év alatt. Az energiahatékony világítás elegendő energiát takaríthat meg ahhoz, hogy egy éven keresztül 11 millió háztartást tápláljon, és elkerülje a 12 millió tonna CO2 kibocsátását Európában.”

még nem mindenki annyira lelkes a LED-helyettesítő technológia előnyeivel vagy a környezetbarát tervezési követelményekkel kapcsolatban, mivel a szórakoztatóipar azt mondja, hogy az EU-irányelv a drámai világítás halálkötőjét fogja hangzani. A GLP német színpadi világítástechnikai cég vezérigazgatója, Udo Künzler szerint “a színházak, koncerthelyszínek és az előadóművészetek más szakaszainak kihalása várható, mivel úgy tűnik, hogy a volfrám szerelvények és sok LED-alapú szórakoztató berendezés nem felel meg ezeknek a követelményeknek”.

a professzionális színpadi világítási ipar védelme érdekében azt reméli, hogy ” sikerül meggyőznie az Európai Bizottságot, hogy ratifikáljon egy kivételt iparunk számára. Nincs vesztegetni való idő. Egységes iparágként kell működnünk, hogy megakadályozzuk, hogy ezek a javaslatok törvénybe foglalódjanak”.

Idővonal

A hosszú úton, hogy a 20-század villanykörte

1761
Ebenezer Kinnersley bizonyítja, izzás a fűtött drót.
1802
Humphry Davy egy “hatalmas méretű akkumulátort” használ az izzólámpa létrehozásához, egy elektromos áram átadásával egy platina izzószálon keresztül.
1835
James Bowman Lindsay állandó elektromos fényt mutat, amellyel ” másfél láb távolságra lehetett olvasni egy könyvet.”
1838
Marcellin Jobard feltalál egy izzólámpát vákuumos légkörrel, szénszál segítségével.
1840
Warren de la Rue egy tekercselt platina izzószálat alakít ki és zár be egy vákuumcsőbe. A fejlesztés a platina költsége miatt polcra került.
1841
Frederick de Moleyns megkapja az első szabadalmat egy izzólámpa számára, amely egy vákuum izzóban lévő platina vezetékeket használ.
1845
John W. Starr szabadalmat szerez izzólámpájához, amely szénszálak használatával jár.
1851
Jean Eugene Robert-Houdin nyilvánosan bemutatja izzólámpákat a franciaországi Blois-i birtokán.
1859
Moses G. Farmer egy izzólámpát épít platina izzószállal. Thomas Edison megvásárolja a Farmer későbbi izzó szabadalmát.
1872
az orosz Alexander Lodygin feltalál egy izzólámpát, amely nitrogént használ az üvegházban, és 1874-ben orosz szabadalmat szerez.
1874
A Kanadai szabadalmat Henry Woodward és Mathew Evans nyújtotta be egy nitrogénnel töltött üveghengerbe szerelt szénrudakból álló lámpára. A szabadalmat később eladták Edisonnak.
1878
Thomas Edison komoly kutatásokat kezd a gyakorlati izzólámpa kifejlesztésében.
1879
Joseph Swan bemutatja szénrúd ívlámpáját. Mosley Street Newcastle upon Tyne lesz az első autópálya a világon, hogy világít egy izzólámpa.
1879
Edison files US szabadalom egy elektromos lámpa segítségével ” a szén izzószál vagy szalag tekercselt és csatlakozik platina érintkező vezetékek.”
1880
Az Oregon Railroad and Navigation Company gőzös Columbia lesz az első alkalmazás Edisonís izzólámpák.
1881
A londoni Savoy Színház, amelyet hattyú izzólámpái világítanak meg, a világ első elektromosan megvilágított középületévé válik.
1882
Edison és Swan cégei egyesülnek az Edison és a Swan United Electric Company (később Ediswan) megalakulásával, majd később a Thorn Lightingbe is beépülnek.
1883
Heinrich Gobel azt állítja, hogy 1854-ben tervezte meg az első izzólámpát, amelynek vékony, karbonizált bambuszszála nagy ellenállással rendelkezik, platina ólomhuzalok egy üveg borítékban, és nagy vákuum.
1883
Az Amerikai Szabadalmi Hivatal szabályai szerint az Edison szabadalmai William Sawyer “előzetes művészetén” alapulnak, ezért érvénytelenek.
1889
US judge rules that Edison ‘s patent for” a filament of carbon of high resistance ” is valid.
1896
Arturo Malignani szabadalmak módszer tömegtermelés izzók. Az Edison által 1898-ban vásárolt szabadalom.