del ett: tidig utveckling

utan den tekniska och affärsmässiga känslan av en man – Thomas Edison – skulle världen se mycket annorlunda ut idag. Tillbaka i 19th century, resan in i ljuset var en skuggig sekvens av händelser.

sådan var betydelsen av glödlampan – eller lampan, som det är känt för ingenjörer – att uttrycket har gått in i språket som en synonym för uppfinningen. Ändå var vägen till överhöghet en orörlig gatukamp som dominerades av en man – Thomas Alva Edison – som, för all sin visionära skicklighet och affärsmannaskap, inte kunde ha förutsagt att ett sekel senare skulle hans utveckling av en ide som upplyste världen göras praktiskt taget föråldrad av uppkomsten av ljusemitterande diodteknik.

i en av de snyggaste vridningarna av tekniskt öde hade den så kallade ’uppfinningen’ av glödlampan aldrig ett ’glödlampans ögonblick’. Som med så många kritiska innovationer som hade långtgående effekter i mänsklighetens kommersiella och kulturella utveckling, var glödlampan-eller mer specifikt här, glödlampan – produkten av en serie oberoende och inkrementella genombrott av ingenjörer och forskare åtskilda av både tid och geografi. Även om det är den stora amerikanska uppfinnaren och entreprenören Edison som konventionellt ges lagrarna för att föra glödlampan till världen, Smithsonian Institution curator emeritus Bernard s Finn säger att vi har förfinat en av våra viktigaste upptäckter ända sedan tidiga människor lärde sig att kontrollerad eld kan producera ljus såväl som värme.Edisons roll i att föra ljus till den moderna världen var som utvecklare av andra ingenjörers ideer som gick före honom i 19th century. ”Det var Thomas Edison som kom fram till en kommersiellt genomförbar lösning”, säger Finn. År 1879, på nyårsafton, tände Edison upp sitt laboratorium vid Menlo Park – en skärm synlig i mer än 20 miles – och eran med elektrisk belysning var bokstavligen påslagen. Alltid redo med en ljudbit förutspådde Edison att elektriskt ljus skulle bli ”så billigt att bara de rika kommer att bränna ljus”.

det verkliga värdet av Edisons prestation var att det markerade slutet på en preliminär fas för att skapa ljus från El genom att etablera glödlampan som frontlöpartekniken. I Edisons elektriska ljus: Uppfinningens konst, historiker Robert Friedel och Paul Israel citerar 22 uppfinnare av glödlampor före Edison och ändå placerar honom fast i familjens huvud. Detta beror på kombinationen av tre kritiska faktorer Edison fick rätt samtidigt: den glödande material, höga vakuumnivåer och hög resistans.

det var den sista av dessa tre som Edison verkligen förstod bättre än sina föregångare. Med högt motstånd skulle värme (och därför ljus) byggas upp i elementet istället för matningstrådarna som kommer från fjärrgeneratorer. Efter att ha testat hundratals material, säger Finn,”han bosatte sig på en tunn remsa – eller glödtråd – av kol”. Eftersom kolfilamentet skulle brinna om det utsattes för luft, behövde glashöljet eller ’glödlampan’ evakueras av en vakuumpump. Tidiga versioner av glödlampan (ordet kommer från latinska ’incandescens’, vilket betyder ’glödande’) glödlampa har en ’spets’ som visar var pumpen ursprungligen var ansluten. År 1881 fanns det en standardkontakt vid den elektriska änden, där lampan nu kunde skruvas in i ett uttag och kunde slås på och av.det var genom att stå på axlarna hos dem som gick före honom som Edison kunde se så långt in i framtiden för elektriskt ljus. Han förfinade obevekligt innovationer från andra forskare som Humphry Davy, James Bowman Lindsay, Moses g Farmer, William E Sawyer, Joseph Swan och Heinrich g Jacobbel, vars tankar var kommersiellt opraktiska. Insåg att platina var för dyr en vara för att användas i elektrisk belysning, han förföljde avenyn av en kolbelagd bambufilament (anekdotiskt hade han tanken på att använda bambu från att observera sin fiskestång medan han var på en fältresa för att titta på en förmörkelse).

han rullade också och handlade, skopade upp patent från andra ingenjörer, samtidigt som han bildade strategiska allianser, särskilt med sin Brittiska konkurrent, Joseph Swan (som på många sätt var en spelare av Lika betydelse, vars hus var det första som tändes av en glödlampa). Edison säkrade betydande ekonomiskt stöd från både Vanderbilt-familjen-den rikaste i Amerika, efter att ha tjänat sina pengar inom sjöfart och järnväg – liksom företagsfinansiären J. P. Morgan. Ändå var det mestadels av ren visionär uppfinningsrikedom att mannen med mer än tusen patent till hans namn blev den drivande kraften bakom belysning upp 20-talet.

del två: marknadsdominans

för mycket av 20-talet verkade glödlampan inte ha någon seriös utmanare. Men med växande tryck för att förbättra energieffektiviteten, under de sista decennierna var skrivandet på väggen.

långt tillbaka i 1835 demonstrerade den skotska uppfinnaren James Bowman Lindsay sin tidiga version av konstant elektriskt ljus med påståendet att han genom att använda sådan teknik kunde ”läsa en bok på ett avstånd av en och en halv fot”. Han kunde knappast ha förväntat sig att glödlampan som han hade bidragit så mycket inom ett sekel skulle bli natt till dag. Det skulle belysa våra liv, förlänga kontorstid och få fotbollsarenor att lysa i mörkret. Det skulle ge säkerhet och belysning för offentliga byggnader och sökljus för att styra krigsvapen mot flygplan. Vägar skulle tändas för att rymma den obevekliga ökningen av bilen och nattklara flygplatser skulle revolutionera internationell frakt.

med början av 20-talet kom en aldrig tidigare skådad möjlighet för utvecklare av den nyetablerade glödlampan. Applikationerna var obegränsade, allt från de extremt blygsamma (som cykelstrålkastare) till nationell infrastruktur (som vägbelysning). Fältet var öppet och marknaden var snart full av tillverkare som hoppades kunna tjäna pengar på Guldrushen i konstgjord belysning.

men vid jul 1924 blev hushållsnamn som Osram, Philips och General Electric nervösa. Detta berodde på att marknaden, medan den blomstrade, blev oförutsägbar. Efter att ha sett sin försäljning tumla från 63 miljoner enheter 1922-23 med mer än hälften det följande året föreslog chefen för Osram, William Meinhardt, att han träffade sina konkurrenter för att komma överens om handelsprinciper som skulle skydda deras framtid. Medan julgransljus festooned den schweiziska staden Geneva, den 23 December 1924, samarbetade den översta mässingen i det globala glödande tillverkningsgemenskapen för att bilda Phoebus-kartellen för att upprätta kvoter och territorier, dela kunskap och komma överens om standarder (som Edison skruvkontakt).ändå var den dolda agendan intäktsskydd på en marknad där tillverkarna blev offer för sin egen framgång. Även tillbaka i det tredje decenniet av 20-talet var glödlampstillverkningen så avancerad att enheterna hade ett driftsliv på 2500 timmar, vilket innebar att det var år innan enheter behövde bytas ut. Ett av de viktigaste (och ändå mindre sändningsresultaten) av konventionen för utveckling och framsteg inom den internationella Glödlampindustrin var att livslängden skulle tömmas på 1000 timmar. För att säkerställa att företag följde de nya föråldrade reglerna var de skyldiga att skicka sina produkter för oberoende testning i Schweiz. Om produkterna visade oönskad livslängd mötte tillverkarna stora böter.

trots att kartellen medvetet stagnerade den tekniska utvecklingen fick glödlampan dragkraft som en av tidens stora innovationer. I slutet av första världskriget, med kostnaden för el som sjönk, presenterade det också ett seriöst alternativ till gasbelysning.Edison hade inte haft fel när han sa att bara de rika skulle bränna ljus. Enligt forskningsdata publicerade av Fouquet och Pearson hade kostnaden för artificiellt ljus fallit under århundradena från tusentals pund per lumentimme till fraktioner av ett öre när vi utvecklades från användningen av handgjorda ljus till massproducerade glödlampor. Denna nedgång i kostnaden ledde till konsumtion av artificiellt ljus i 20-talet är 100.000 gånger mer än det var i 18th century.

energi och ljus var så rikligt att marknaden hade råd att, och blev självbelåten. Volframfilamentet kan absorbera träffen från framväxande fluorescerande ’strip-light’ – teknik som dök upp i fabriker och kontor. Kostnaden för att driva artificiellt ljus var sådan att det inte fanns något verkligt tryck för att ändra status quo fram till oljekrisen i mitten av 1970-talet. detta utlöste uppkomsten av kompaktlysrörslampan (CFL), som med energieffektivitet fem gånger större än glödtekniken gjorde det till en seriös utmanare. Med Philips och Osram som förde dem till marknaden i början av 1980-talet uppträdde de första sprickorna i glödande överlägsenhet.

effektivitet blev buzzword. Ny teknik stod i kö för att bli nästa stora sak. Det otänkbara började hända: regeringar antog lagstiftning för att fasa ut glödlampan.

del tre: LED-revolutionen

med glödlampan nu effektivt en dinosaurie och alla ögon på framväxande LED-teknik som en miljöpanacea, handlar nästa evolutionära fas av belysning om effektivitet och lagstiftning.

enligt Philips glödlampa står dagens belysning för 19 procent av världens Elförbrukning globalt. Med tanke på att glödlampor effektivt slösar bort så mycket som 95 procent av sin energi som producerar värme snarare än ljus, finns det en enorm potential för energibesparing i en värld där lindring av efterfrågan på resurser alltmer lagstiftas. När man tittade på den amerikanska marknaden för glödlampor 2010 – ungefär den tid då avvecklingslagstiftningen för glödlampor utarbetades runt om i världen-såldes åtta miljarder lampor, varav hälften var glödlampor, med knappt 10 procent lysdioder.

vid den tiden verkade konsumenterna vara oförberedda för LED-revolutionen trots att forskning som kom ut från University of Cambridge förutspådde potentiella energibesparingar för att byta till lysdioder för att vara ”enorma”. Iterating baslinjen energibesparande siffror, forskningsdokumentet, med titeln ’Lighting for the 21st century’, säger att i Storbritannien belysning förbrukar över en femtedel av all el som genereras vid kraftverk och lysdioder har potential att minska denna siffra med minst 50 procent. Statistik från US Department of Energy är överens om att 2025 skulle ”solid state-belysning som lysdioder kunna minska den globala mängden el som används för belysning med 50 procent och kunna eliminera 258 miljoner ton koldioxidutsläpp, lindra behovet av 133 nya kraftverk och resultera i kumulativa ekonomiska besparingar på över hundra miljarder dollar”.

med universell överenskommelse om att det finns enorma energibesparingar att vinna, verkar världen inställd på spontan förändring i hur vi belyser den. Ändå har den förutspådda marknadsrevolutionen varit långsam och motvillig, vilket får regeringar att gå in för att påskynda förändringen i våra tillverknings-och konsumtionsmönster. EU har gradvis förbjudit olika typer av glödlampor under det senaste decenniet, med i September ser utfasningen av halogen-och kompaktlysrör (CFL) – effektivt slutet på glödlampan som vi känner den.

Energisparförtroendet använder mer uppmätta toner och säger att vi historiskt sett kanske hade ”liten oro” över det faktum att ”glödlampor bara var 10 procent effektiva… en helt annan inställning till belysning har uppstått under de senaste åren”. I sin vitbok ”rätt ljus” säger förtroendet att denna nya attityd endast delvis drivs av lagstiftning, med goodwill från den ”växande offentliga uppskattningen av den roll bra belysning kan spela för att förbättra sina hem” som levererar resten av marknadsskiftet.

verkligheten är att industriella och inhemska först nu på allvar börjar genomgå en stegförändring, driven av en önskan att fasa in energieffektiva framväxande tekniker som lysdioder på bekostnad av glödlampor och nu halogen och kompakta fluorescentsecenter också.

idag, trots sin långvariga armbrottning över Brexit-förhandlingarna, är Storbritannien fortfarande medlem i Europeiska unionen och vi står inför vad media har valt att beskriva som ett ’glödlampförbud’, med de mer spännande dagstidningarna som rutinmässigt rapporterar om (i stort sett obefintlig) offentlig lagring av glödlampor som ett skydd mot en framtid upplyst av lysdioder. Invändningen mot det är oklart, förutom en vag känsla av att LED-belysning inte är så ’varm’ som glödande. Detta ’lampförbud’ är faktiskt en uppsättning utkast till europeiska förordningar om effektivitet som kommer att se borttagning av volframhalogen och CFL som ljuskällor senast 2020.

som en del av sin granskning av Ekodesignlagarna har EU publicerat behovet av att ersätta ljuskällor med ett minimikrav på effektivitet på 85 lumen per watt och en maximal standbyeffekt på 0,5 W. ekodesignkrav är obligatoriska för alla standardlampor, lysrör och strålkastare som säljs i EU. Dessa föreskrifter ställer krav på energieffektivitet och andra faktorer som lampans livslängd, uppvärmningstid och energimärkning. Enligt EU, ” med energieffektiv belysning, kan hushållens elräkningar falla med 25 kg per år. Genom att ersätta en halogenlampa med en LED kan du spara upp till 100 xnumx xnumx under produktens livslängd på cirka 20 år. Energieffektiv belysning kan spara tillräckligt med energi för att driva 11 miljoner hushåll under ett år och undvika utsläpp av 12 miljoner ton CO2 i Europa.”

ändå är inte alla lika entusiastiska över fördelarna med LED-ersättningsteknik eller ekodesignkraven, med underhållningsindustrin som säger att EU-direktivet kommer att låta dödsstöten för dramatisk belysning. VD för det tyska scenbelysningsföretaget GLP, Udo K Acignzler, förutspår”utrotning för teatrar, konsertlokaler och andra delar av scenkonsten, eftersom inga volframarmaturer och många LED-baserade underhållningsarmaturer inte verkar uppfylla dessa krav”.

för att skydda den professionella scenbelysningsindustrin hoppas han ”lyckas övertyga Europeiska kommissionen om att ratificera ett undantag för vår bransch. Det finns ingen tid att förlora. Vi måste agera som en enad bransch för att förhindra att dessa förslag blir förankrade i lag”.