LED เทคโนโลยีแสงสว่างแห่งอนาคต
มนุษย์ ได้ประดิษฐ์ตะเกียงเพื่อให้แสงสว่างมาตั้งแต่สมัยโบราณ ต่อมาได้พัฒนาเทคโนโลยี
ไปสู่การให้ แสงสว่างในรูปเทียนไข จากนั้นมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญเมื่อมีการประดิษฐ์หลอด
ไฟฟ้าแบบใช้ขดลวด หลอดนีออน และหลอดฟลูออเรสเซนต์ สำหรับในยุคปัจจุบัน โลกกำลังก้าวสู่
เทคโนโลยี ใหม่ คือ ไดโอดเรืองแสง (Light Emitting Diode - LED)
LED นับเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบหนึ่งที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านและจะ
ปล่อยแสงสว่างออกมา ความจริงแล้ว LED ไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด โดยนักวิทยาศาสตร์ได้สังเกต
มาตั้งแต่ปี 2450 ว่าเซมิคอนดักเตอร์จะเปล่งแสงออกมาเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน อย่างไรก็ตาม
แสงที่เปล่งออกมามีปริมาณน้อยมาก จึงทำให้เทคโนโลยีนี้ไม่ได้รับความสนใจ
 |
| หลอดไฟฟ้าแบบใช้ขดลวด ซึ่งใช้กันในสมัยก่อน |
ปัจจุบันจากความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของ เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้เทคโนโลยีของ LED ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วตามไปด้วย ได้มีการนำ LED มาใช้ประโยชน์แพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ เช่น ในเครื่องคิดเลข สัญญาณจราจร ไฟท้ายรถยนต์ ป้ายสัญญาณต่างๆ ไฟฉาย ไฟให้สัญญาณของประภาคาร จอภาพยนตร์ขนาดใหญ่ ยิ่งไปกว่านั้น หน้าจอ LCD ของโทรศัพท์มือถือที่เราใช้กันทั่วไป เกือบทั้งหมดจะให้แสงสว่างด้วย LED สำหรับ ในอนาคต จะนำแสงสว่างจาก LED ไปใช้ในเครื่องบิน โดยสายการบิน Qantas Airways ของออสเตรเลีย ได้เริ่มติดตั้งหลอด LED ไปใช้ในห้องโดยสารชั้น 1 โดยจะเปิดหลอดLED สีน้ำเงินเข้มในเวลาที่ผู้โดยสารพักผ่อนนอนหลับ ยิ่งไปกว่านั้น บริษัทโบอิ้งวางแผนจะติดตั้ง หลอด LED เพื่อตกแต่งภายในห้องโดยสารของเครื่องบินโบอิ้ง 787 ที่มีฉายาว่า Dreamliner ที่กำหนดจะเปิดให้บริการ ในอนาคตอันใกล้
 |
| หลอดฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งพัฒนามาจากหลอดไฟแบบขดลวด |
ภายใน 3 ปี ยิ่งไปกว่านั้น ในอนาคตจะเปลี่ยนไฟที่ให้แสงสว่างแก่ถนนมาเป็น LED เช่นเดียวกัน
จากการนำไปประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลาย ทำให้ปัจจุบันตลาด LED แบบที่มีแสงสว่างสูงได้เติบโตอย่างรวดเร็วจาก 122 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2538 เป็น 3,900 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2548 และคาดว่าในอนาคตเติบโตขึ้นในอัตราสูงถึงปีละ 25% โดยสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่ง คือ 52% ได้นำไปใช้ในการให้แสงสว่างแก่จออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบเคลื่อนที่ เช่น จอโทรศัพท์มือถือ จอของกล้องดิจิตอล ฯลฯ รองลงมา คือ ใช้ในป้ายและจอภาพขนาดใหญ่ 14% ใช้ในรถยนต์ 14%
 |
| หลอด LED ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน |
สำหรับข้อดีของ LED มีหลายประการ
ประการแรก LED ยังมีประสิทธิภาพการให้พลังงานแสงสว่างที่ระดับสูงถึง 70 ลูเมน/วัตต์
สูงกว่าหลอดไฟฟ้าแบบขดลวดที่มี ประสิทธิภาพที่ระดับ 15 ลูเมน/วัตต์ แม้ประสิทธิภาพในการให้
แสงสว่างของหลอด LED ในปัจจุบันจะต่ำกว่าหลอดไฟแบบฟลูออเรสเซ็นต์ซึ่งมีประสิทธิภาพสูง
ถึง 80 – 100 ลูเมน/วัตต์ อย่างไรก็ตาม แสงสว่างของหลอดไฟฟลูออเรสเซ็นต์จะแพร่ออกไปทุก
ทิศทาง ทำให้สูญเปล่าจำนวนมาก ขณะที่แสงสว่างของ LED จะส่องไปเฉพาะด้านหน้าเท่านั้น
ดัง นั้น ประสิทธิภาพของ LED ที่ระดับ 70 ลูเมน/วัตต์ จึงนับมีมากกว่าหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ที่ระดับ
100 ลูเมน/วัตต์
ยิ่งไป กว่านั้น LED ก้าวหน้าเร็วมาก ทำให้มีแนวโน้มว่าจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าหลอด
ฟลูออเรสเซ็นต์ในอนาคตอันใกล้ เนื่องจากในช่วงที่ผ่านมาประสิทธิภาพของ LED เพิ่มขึ้นอย่าง
รวดเร็วจาก 5 ลูเมน/วัตต์ ในปี 2539 เป็น 50 ลูเมน/วัตต์ ในปี 2546 และเพิ่มขึ้นเป็น 70 วัตต์/ลูเมน
ในปี 2547 ล่าสุดบริษัท Nichia ได้ประกาศเมื่อปลายปี 2549 ว่าประสบผลสำเร็จในด้านวิจัยและ
พัฒนา LED ต้นแบบที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 150 ลูเมน/วัตต์
ประการที่สอง หลอดฟลูออเรสเซ็นต์จะมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากภายในบรรจุ
ไอของปรอท ขณะที่หลอดไฟ LED มีผลกระทบน้อยกว่า
ประการที่สาม สามารถควบคุมคุณภาพของแสงให้ปล่อยออกมาได้ ดังนั้น จึงนำไปใช้
ประโยชน์ในการให้แสงสว่างในสถานที่สำคัญ เป็นต้นว่า พิพิธภัณฑ์ลูฟของกรุงปารีส ได้ใช้แสง
จาก LED ในการให้แสงสว่างต่อภาพเขียนโมนาลิซ่า เนื่องจากสามารถควบคุมแสงสว่างจาก LED
ไม่ให้มีส่วนผสมของแสงที่เป็นอันตรายต่อภาพเขียน เช่น แสงอินฟราเรด แสงอุลตราไวโอเลท
ฯลฯ
ประการที่สี่ จากการที่ LED ปล่อยความร้อนออกมาน้อยมาก ทำให้อาคารลดการสูญเสีย
พลังงานไฟฟ้าในส่วนเครื่องปรับอากาศ ทำให้ช่วยประหยัดพลังงานมากขึ้นไปอีก
ประการ ที่ห้า อายุการใช้งานของหลอด LED ยาวนานถึง 100,000 ชั่วโมง หรือ 11 ปี
เปรียบเทียบกับหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ซึ่งมี อายุใช้งาน 30,000 ชั่วโมง หรือหลอดไฟฟ้าแบบขดลวดที่
มีอายุใช้งานเพียง 1,000 – 2,000 ชั่วโมงเท่านั้น
ประการที่หก หลอด LED ยังมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนมากกว่า จึงเหมาะสม
สำหรับติดตั้งในเครื่องบินหรือรถยนต์ นอกจากนี้ หลอด LED ไม่เปราะบางเหมือนกับหลอดไฟฟ้า
แบบขด ลวดหรือหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ บางครั้งแม้ถูกทุบตีอย่างแรง ก็ยังสามารถใช้งานได้
ประการที่เจ็ด หลอด LED เหมาะสำหรับหลอดไฟที่ต้องการให้เปิดปิดบ่อยครั้ง เนื่อง
สามารถเปิดปิดบ่อยๆ โดยไม่มีปัญหาแต่อย่างใด และเมื่อเปิดหลอดไฟ จะให้ความสว่างโดยทันที
นับว่าแตกต่างจากหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ที่ หากเปิดปิดบ่อยครั้งจะเสียง่าย หรือหลอด HID ซึ่งเมื่อ
เปิดสวิชต์แล้ว จะใช้เวลาช่วงหนึ่งกว่าจะให้แสงสว่างออกมา
แม้ปัจจุบันมีการนำ LED ไปใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ มากมาย แต่กลับยังไม่ได้นำมาใช้
แพร่หลาย เพื่อให้แสงสว่างภายในบ้าน เนื่องจากมีข้อจำกัดสำคัญ คือ ยังไม่สามารถผลิต LED ที่
เปล่งแสงสีขาวโดยแท้จริงได้ โดยปัจจุบันมี 2 วิธี ที่นำมาใช้เพื่อผลิต LED ที่เปล่งแสงสีขาวโดย
ทางอ้อม
วิธีแรก นับเป็นวิธีการที่นิยมใช้มากที่สุดและง่ายที่สุด คิดค้นโดยบริษัท Nichia เมื่อปี 2539
คือ การเคลือบ LED สีน้ำเงินด้วยสารเรืองแสงสีเหลือง อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของวิธีการนี้ คือ
ก่อให้เกิด การสูญเสียพลังงาน ทำให้ประสิทธิภาพในการให้แสงสว่างลดลง
วิธีที่สอง นับเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงกว่า คือ การนำแสงสีแดง เขียว และ
น้ำเงิน มาผสมกันให้พอเหมาะเพื่อให้เป็นสีขาว ซึ่งมีข้อดี คือ นอกจากผสมกันเป็นสีขาวแล้ว ยัง
สามารถ ผสมสีออกมาเป็นสีต่างๆ ได้ตามต้องการ อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของวิธีการนี้ คือ มีความ
ยุ่งยากและมีค่าใช้จ่าย สูงในการบำรุงรักษาเนื่องจากจะต้องมีหลอด LED จำนวนมาก
สำหรับข้อจำกัดอีกประการหนึ่ง คือ ราคาหลอด LED สีขาวยังแพงกว่าหลอดฟลูออเรส
เซนต์ อยู่มาก อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับ LED ได้ก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว
ดังนั้น ผู้เชี่ยวชาญได้คาดหมายว่าภายในปี 2553 ต้นทุน LED สีขาวจะใกล้เคียงกับหลอดฟลูออเรส
เซนต์ ซึ่งจะทำให้ตลาด LED ขยายตัวอย่างรวดเร็ว
อนึ่ง ความจริงแล้วไม่จำเป็นที่จะต้องลดต้นทุนการผลิต LED ให้มาอยู่ที่ระดับเดียวกันกับ
หลอด ฟลูออเรสเซนต์แต่อย่างใด แม้ราคาหลอด LED จะแพงกว่า แต่การติดตั้งอุปกรณ์ LED จะง่าย
กว่าการติดตั้งหลอด ฟลูออเรสเซนต์ซึ่งต้องมีอุปกรณ์เสริมจำนวนมาก ดังนั้น หากราคา LED สูงกว่า
ราคาหลอดฟลูออเรสเซนต์ไม่มากนักแล้ว ต้นทุนรวมในการติดตั้งหลอด LED จะต่ำกว่า
จากข้อจำกัดในการผลิต LED สีขาวดังกล่าวข้างต้น ทำให้รัฐบาลประเทศต่างๆ สนับสนุน
การ วิจัยและพัฒนาเพื่อทำลายข้อจำกัดนี้ เป็นต้นว่า รัฐบาลสหรัฐฯ ได้สนับสนุนเงินในด้านวิจัยและ
พัฒนา ในโครงการ Next Generation Lighting Initiative โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ประสิทธิภาพของ
LED สีขาวเพิ่มเป็น 3 เท่า ภายในปี 2568 ซึ่งหากประสบผลสำเร็จและมีการนำ LED มาให้แสงสว่าง
อย่างแพร่หลายแล้ว จะทำให้ทั่วโลกประหยัดพลังงานไฟฟ้าจำนวนมากมาย
อ้างอิงบทความจาก : http://www.ledlightthailand.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=539189123&Ntype=1
เยียมมากๆครับ....สารระน่ารู้ทั้งนั้น
ตอบลบ