In deze blogpost onderzoeken we hoe verlichtingstechnologie zich heeft ontwikkeld en slimmer en efficiënter is geworden, van gloeilampen tot TL-lampen, LED's en slimme verlichting.
Verlichtingsarmaturen die elektrische energie gebruiken, zijn sinds de uitvinding van de gloeilamp voortdurend verbeterd, met de nadruk op het verhogen van de lichtopbrengst en het verlengen van de levensduur van de armaturen. Lichtopbrengst verwijst naar de verhouding van het opgenomen elektrische vermogen dat wordt omgezet in licht. Met licht wordt hier zichtbaar licht bedoeld, een elektromagnetische golf die zich tussen infrarood en ultraviolet licht bevindt. Moderne verlichtingsarmaturen ontwikkelen zich in een efficiëntere en milieuvriendelijkere richting, met diverse technologische innovaties.
De gloeilamp heeft een eenvoudige structuur: een gloeidraad in een ronde glazen bol gevuld met een inert gas. Wanneer er spanning op de gloeidraad wordt gezet, straalt de verhitte gloeidraad een deel van zijn energie uit in de vorm van elektromagnetische golven. De golflengte van deze elektromagnetische golven vormt een continu spectrum, waarbij licht ongeveer 10% uitmaakt en de rest bestaat uit infraroodstraling in de vorm van warmte. Het grootste deel van het vermogen dat aan de lamp wordt geleverd, wordt als warmte afgegeven, wat resulteert in een zeer lage lichtopbrengst. Bovendien wordt de gloeidraad verhit tot hoge temperaturen, waardoor deze gevoelig is voor breuk en de levensduur van de lamp korter wordt. Door de spanning op de lamp te verhogen, stijgt de temperatuur van de gloeidraad, waardoor het uitgestraalde lichtpercentage toeneemt, maar de levensduur korter wordt. Vanwege deze problemen worden gloeilampen geleidelijk vervangen door andere hoogrendementsverlichtingsapparaten.
Fluorescentielampen bestaan uit een cilindrische glazen buis met kwik en een inert gas, met aan beide uiteinden gloeidraden. Wanneer thermo-elektronen die door de gloeidraad worden uitgezonden botsen met kwikdeeltjes, ontstaat ultraviolet licht. Dit ultraviolet licht valt op het fluorescerende materiaal aan de binnenkant van de buis en zet het om in zichtbaar licht. De kleur van dit licht varieert afhankelijk van het type fluorescerend materiaal, en ook de omzettingsefficiëntie van ultraviolet naar zichtbaar licht verschilt, wat van invloed is op de algehele lichtopbrengst van de lamp. Omdat fluorescentielampen niet rechtstreeks licht van de gloeidraad ontvangen, kunnen ze werken bij lagere verwarmingstemperaturen. Hierdoor kunnen ze dezelfde helderheid produceren als gloeilampen, maar verbruiken ze ongeveer 30% minder energie. Ze zenden ook minder infraroodstraling uit dan gloeilampen en hebben een levensduur die ongeveer 5 tot 6 keer langer is. Fluorescentielampen bevatten echter ook kwik, wat milieuproblemen en veiligheidsrisico's met zich meebrengt bij het afvoeren ervan.
Lichtgevende diodes (leds) worden gemaakt door twee soorten halfgeleiders met elkaar te verbinden: p-type en n-type. Wanneer er spanning wordt aangelegd, ontstaat er een constant spanningsverschil tussen de twee halfgeleiders. Op dat moment zenden elektronen die tussen de halfgeleiders bewegen licht uit dat gelijk is aan de energie van dit spanningsverschil. De benodigde spanning en de hoeveelheid uitgezonden energie variëren afhankelijk van de verbindingen waaruit de twee verbonden halfgeleiders bestaan. De golflengte van het uitgezonden licht wordt bepaald door dit energieniveau, waardoor het licht van de led als één enkele kleur wordt weergegeven. Ledverlichting is zeer populair vanwege het lage energieverbruik, de lange levensduur en de mogelijkheid om licht in een breed scala aan kleuren te produceren.
Om leds als lichtgevende elementen voor verlichting te kunnen gebruiken, moeten ze licht over het gehele zichtbare spectrum kunnen uitzenden. Daarom wordt er een fluorescerend materiaal op het lichtgevende element aangebracht dat monochromatisch licht produceert, waardoor een lichtuitstraling vergelijkbaar met die van fluorescentielampen mogelijk is. Omdat leds echter geen verwarmingselement zoals een gloeidraad hebben, hebben ze een langere levensduur en een lager energieverlies in vergelijking met fluorescentielampen. Dankzij de vooruitgang in de ledtechnologie zijn ze nu de belangrijkste verlichtingsarmaturen geworden die gloeilampen en fluorescentielampen vervangen en worden ze in diverse toepassingen gebruikt.
De ontwikkeling van verlichtingsarmaturen die gebruikmaken van elektrische energie zet zich voort en recentelijk zijn er slimme verlichtingssystemen op de markt gekomen die de efficiëntie en het gebruiksgemak van verlichtingsarmaturen verder verbeteren. Slimme verlichting maakt gebruik van IoT-technologie om gebruikers in staat te stellen hun verlichting op afstand te bedienen en energiebesparingen te maximaliseren dankzij geautomatiseerde lichtregelingsfuncties. Deze technologische ontwikkelingen verhogen niet alleen de efficiëntie van verlichtingsarmaturen, maar dragen ook aanzienlijk bij aan het verbeteren van de levenskwaliteit van gebruikers.
