Isi
- Jadi Apa Itu LED?
- Elektron Melompat
- Cahaya dari Mengubah Tingkat Energi
- Elektron Mengalir Lebih Mudah Di LED
- Tabungan Besar-besaran!
- Lihat Bagaimana Bola Lampu Bandingkan Harga
- Masa depan
- Sumber
- Cara Membangun Lampu LED
John selalu mencari cara untuk meningkatkan rumahnya dan menghemat uang. Efisiensi energi selalu menjadi bagian dari strateginya untuk menghemat.
Penemuan adalah produk terpenting dari otak kreatif manusia. Tujuan akhirnya adalah penguasaan pikiran sepenuhnya atas dunia material, memanfaatkan kodrat manusia untuk kebutuhan manusia.
- Nikola Tesla
Jadi Apa Itu LED?
Mengingat kebutuhan untuk menghemat energi di dunia kita yang haus energi, teknologi yang lebih baru cenderung menembus pasar karena biaya energi meningkat. Saat ini, LED (light-emitting diode) telah dikenal, terutama dengan munculnya cluster untuk menyalakan lampu yang lebih besar. Dengan harga minyak yang meningkat, dan penekanan pada teknologi yang mengurangi emisi karbon, kita dapat mengharapkan teknologi baru untuk memberikan penerangan, dan penyesuaian serta revisi pada teknologi yang lebih lama.
Artikel ini akan membahas pertanyaan-pertanyaan berikut:
1. Bagaimana cara kerja LED?
2. Bagaimana sebuah LED dibangun?
3. Mengapa LED menggunakan energi yang jauh lebih sedikit?
4. Apakah penghematan daya rata-rata?
Elektron Melompat
LED adalah sumber yang relatif kecil, mungkin kurang dari 1 milimeter persegi. Ini dapat memancarkan cahaya dengan warna berbeda, tetapi untuk penggunaan di rumah, cahaya putih lembut adalah fokus hari ini. Saya tidak mengaku sebagai fisikawan, tetapi akan menjelaskan aksi elektron dalam LED dengan cara yang dapat membantu mengilustrasikan perbedaan fungsi terhadap bola lampu pijar.
Dalam sebuah atom (unsur), elektron dapat dimasukkan ke dalam keadaan "tereksitasi" (bergerak berbeda dari posisi biasanya). Ketika ini terjadi, misalnya, dengan penerapan panas, elektron melompat dan meninggalkan sebuah "lubang". Melompat ke tingkat yang berbeda dalam atom, elektron ini dapat beresonansi sampai beberapa aksi membawa atom kembali ke lubangnya (lubang hanyalah nama untuk posisi elektron dulu). Saat elektron kembali ke lubang keadaan energinya yang lebih rendah, energi dilepaskan dalam bentuk cahaya! Proses perubahan tingkat energi elektron inilah yang dimanfaatkan oleh LED. Warna (atau panjang gelombang) cahaya tergantung pada struktur atom bahan yang digunakan dalam LED, dan suhunya.
Cahaya dari Mengubah Tingkat Energi
Bayangkan sebuah LED memiliki setrip bahan di dalam bohlamnya. Setengah dari strip terbuat dari satu semikonduktor, sedangkan sisi lainnya terbuat dari jenis semikonduktor lain. Elektron mengalir dari satu sisi ke sisi lain (hanya dalam satu arah) dan gerakan ini menyebabkan elektron mengubah tingkat energinya. Ketika elektron turun dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lebih rendah, perbedaan energi akhirnya dilepaskan sebagai cahaya.
Gambar berikut ini untuk membantu memahami konsep tersebut.
Elektron Mengalir Lebih Mudah Di LED
Jadi apa nilainya paragraf terakhir ini? Sederhananya, cahaya dipancarkan dari semikonduktor di LED hanya dengan pergerakan atau aliran elektron. Materi yang dilalui elektron, atau semikonduktor, adalah zat, biasanya unsur atau senyawa kimia padat, yang dapat menghantarkan listrik dalam beberapa kondisi tetapi tidak pada kondisi lain, menjadikannya media yang baik untuk mengontrol arus listrik. Konduktansinya bervariasi tergantung pada arus dan tegangan yang diterapkan ke elektroda kontrol. Inilah yang membedakan LED dari bola lampu pijar model lama.
Dalam bola lampu pijar, terdapat filamen yang sengaja dirancang dari bahan tungsten untuk meningkatkan resistansi terhadap aliran elektron. Resistensi ini menyebabkan filamen bersinar panas yang mengeluarkan 95% panas dan 5% cahaya. Sebuah LED menghasilkan sebagian besar cahayanya dengan "membiarkan" elektron mengalir melalui semikonduktor yang tidak menghasilkan banyak panas. Hasil dari membiarkan elektron mengalir, emisi cahaya, hanya menghasilkan 3% panas bola lampu pijar.
Tabungan Besar-besaran!
Karena sifat fisik LED, ia menghemat energi, dan karenanya, menurunkan biaya listrik. Misalnya pada saat hari raya bohlam pohon natal C7 tradisional menggunakan listrik 6 watt. Sebuah LED menggunakan 0,08 watt. Menjalankan 50 untai cahaya dengan biaya rata-rata nasional untuk listrik selama 5 jam per hari selama sebulan akan menelan biaya $ 4,50. Saya biasanya menggunakan 3 untaian atau lebih di luar - $ 13,50 untuk musim liburan. Perhitungan yang sebanding untuk untaian LED adalah kurang dari 60 sen per untai per bulan. 3 untai saya akan menghasilkan $ 1,80.Di sini kita berbicara tentang 13% biaya untuk menjalankan untai C7! Anda dapat melihat mengapa penggunaan LED yang meluas suatu hari nanti bisa sangat menyelamatkan negara ini!
LED biasanya menggunakan kurang dari 10% bohlam pijar yang setara (10% daya yang digunakan dalam bohlam pijar untuk menghasilkan cahaya yang sama). Dengan kata lain, sebuah LED yang menghasilkan lampu pijar setara dengan 40 watt menggunakan kurang dari 4 watt! Itu adalah rumus yang cukup mudah untuk diingat jika Anda mencoba mengatur tabungan. Lampu pijar 75 watt (paling umum digunakan) hanya membutuhkan kurang dari 7,5 watt dalam sebuah LED.
Jumlah rata-rata listrik yang digunakan oleh rumah seluas 1.200 kaki persegi (saya memilih ini sebagai rata-rata rumah di AS) adalah 30,6 kWh per hari. Dari total tersebut, 6-10% adalah watt rata-rata yang digunakan untuk penerangan (penggunaan bisa mencapai 25%). Jadi di sisi yang tinggi kita berbicara tentang 3,06 kWh per hari untuk penerangan. Jika Anda pergi ke halaman rumah utilitas listrik (atau sekitarnya), Anda akan menemukan harga yang Anda bayarkan per kWh untuk listrik. Kalikan 3,06 kWh x biaya per kWh dan itu akan menjadi kira-kira tarif biaya pijar untuk menerangi rumah Anda per hari.
KALI BAHWA sebesar 13% (0,13) dan Anda akan menemukan biaya listrik untuk menyalakan LED yang mengeluarkan jumlah cahaya yang sama per hari. Kurangi kedua produk dan Anda akan memiliki penghematan jika Anda bisa mengganti semua lampu pijar dengan LED. Ngomong-ngomong, sebagai tambahan, rata-rata rumah memiliki sekitar 45 bola lampu di sekitar 30 perlengkapan.
Tapi tidak sesederhana itu. Lampu LED agak mahal. Meskipun LED akan memiliki masa pakai 5 kali lebih besar dari CFL dan 41 kali lebih besar dari bohlam pijar, ada kejutan stiker saat membelinya!
Bohlam LED yang menghasilkan cahaya setara 60 watt adalah $ 39,95. CFL berjalan $ 3,95. Harga lampu pijar $ 1,25
Lihat Bagaimana Bola Lampu Bandingkan Harga
Tapi tunggu! Ini berarti $ 95,95 untuk 50.000 jam pada LED, $ 159,75 untuk CFL selama 50.000 jam, dan $ 652,50 untuk bola lampu pijar selama periode waktu yang sama (ingat, Anda harus mengganti bohlam lebih cepat).
Secara umum, harga LED 10 kali lipat harga CFL dan 32 kali lipat harga lampu pijar.
Diskusi ini menunjukkan mengapa LED adalah gelombang masa depan. Penghematan listrik sangat fenomenal. Kota-kota memimpin dalam penggunaan besar LED; beberapa kota beralih ke lampu jalan LED karena dapat menghemat penggunaan energi hingga 80%. Melalui ucapan penutup lainnya, masa pakai baterai dapat diperpanjang 10-15 kali jika menyalakan LED.
Pekerjaan sedang dilakukan untuk menurunkan harga satuan LED dan kemajuan sedang dilakukan di Universitas Purdue di mana bahan baru dan yang disempurnakan dapat menurunkan biaya awal lampu LED. Masa depan terlihat cerah untuk lampu LED.
Masa depan
Pencahayaan led berkembang. Versi Wi-Fi yang disebut Li-Fi (masih konseptual) adalah peningkatan terbaru ke konektivitas Internet. Menggunakan cahaya sebagai pengganti gelombang radio untuk mentransfer data dapat meningkatkan kecepatan hingga 100 kali lipat. Li-Fi dianggap oleh beberapa orang di lapangan sebagai langkah besar berikutnya dalam teknologi LED. Di tempat-tempat di mana konektivitas internet bermasalah, ini bisa menjadi pengganti gelombang radio.
Sumber
Bluejay, Michael (No Date]. Hemat Listrik, diakses 1 Desember 2020 dari https://michaelbluejay.com/electricity/
Catatan Elektronik (Tanpa Tanggal). How A LED Is Made: light emitting diode structure, diakses 2 Desember 2020 dari https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/diode/light-emitting-diode-how-led-is-made-structure -fabrication.php #: ~: text = The% 20structure% 20of% 20the% 20panel% 20indicator% 20LED% 20package, hingga% 20disperse% 20the% 20light% 20in% 20the% 20required% 20manner
Fan, Xiazozhe (3 Januari 2018). Sensor Gambar Berbasis LED Dengan Energy Harvesting and Projection Capabilities College of Technology, diambil mulai 2 Desember 2020 https://docs.lib.purdue.edu/open_access_theses/943/ Purdue ePubs
Kompulsa.com (Tanpa Tanggal). Konsumsi Daya LED: Berapa Banyak Energi yang Dikonsumsi LED? https://www.kompulsa.com/led-power-consumption-how-much-energy-do-leds, diakses pada 3 Desember 2020 dari mengkonsumsi / #: ~: text = The% 20power% 20consumption% 20of% 20LEDs% 20 used% 20in% 20LED, Consumption% 20% 28In% 20the% 20context% 20of% 20120-Volt% 20light% 20bulbs% 29
Staf Howmuchisit.com (14 Agustus 2018). Berapa Biaya Lampu LED? Diakses pada 3 Desember 2020 dari https://www.howmuchisit.org/led-bulbs-cost/
Staf Fokus Energi (1 Januari 2020). The Future of LED Lighting, diakses 11 Desember 2020 dari https://www.energyfocus.com/blog/the-future-of-led-lighting/
