Какая лампочка эффективнее?

Старая добрая лампочка накаливания, изобретённая русским инженером Александром Николаевичем Лодыгиным, верой и правдой служила людям всей планеты много лет. Сегодня её вытесняют более эффективные источники света, но последние достижения науки свидетельствуют, что потенциал лампы накаливания далеко не исчерпан.

У лампочки Лодыгина и её современных аналогов немало преимуществ. Вольфрамовая нить излучает тёплый, приятный глазу и безвредный свет. Выслужившие срок лампочки не требуют специальных методов утилизации, потому что не содержат вредных веществ вроде ртутных паров.

Принцип работы лампы накаливания прост. Электрический ток разогревает вольфрамовую проволочку до невероятной температуры — около 2700 градусов Цельсия. При таком нагреве вольфрам излучает широкий спектр световых волн, но большая часть энергии расходуется на бесполезный разогрев окружающего пространства. Примерно 95% электроэнергии, таким образом, тратится впустую. Согласитесь, довольно нерациональный способ освещения. По этой причине ряд стран полностью отказался от лам накаливания, переключившись на более дорогие и вредные окружающей среде, но и более эффективные люминесцентные и светодиодные лампочки.

Казалось, дни ламп накаливания сочтены. Но последние разработки исследователей из Массачусетского технологического института и Университета Пердью дают основания полагать, что проверенная годами технология обладает скрытыми резервами. Исследователи разработали новый двухэтапный процесс.

Поначалу ничего необычного, ток разогревает нить накаливания, которая излучает много тепла и совсем мало видимого света. Но чтобы не позволить инфракрасным волнам бесполезно разогревать пространство вокруг источника света, исследователи установили вокруг раскалённой нити некую вторичную структуру, которую, пожалуй, можно было бы назвать полупрозрачным отражателем, но в МТИ назвали фотонным кристаллом.

Задача этой структуры — беспрепятственно пропускать световые волны, но задерживать тепло и направлять его обратно на нить накаливания, чтобы она продолжала излучать свет, не расходуя дополнительной электроэнергии.

Как сообщает МТИ, для изготовления фотонного кристалла не требуется редких материалов или сложных технологий. Он работает в широком диапазоне длин волн и углов отражения и представляет собой стопку тонких слоёв, нанесённых на подложку. Секрет изобретения не только в составе материала, но и в конструкции кристалла. Его слои должны иметь определённую толщину и нанесены в нужной последовательности.

Обычные лампы накаливания обладают световой эффективностью 2−3%. Эффективность флуоресцентных ламп, в том числе и энергосберегающих люминесцентных, колеблется в пределах 7−15%. Световая эффективность большинства коммерческих светодиодов — от 5 до 20%.

Первая экспериментальная лампа накаливания двухступенчатой конструкции продемонстрировала световую эффективность 6,6%, что вполне соизмеримо с параметрами энергосберегающих и светодиодных источников света.

Результаты впечатляют, но это не предел. Исследователи утверждают, что способны достичь значения показателя 40%. Это значит, что лампочка Лодыгина, которая служит людям почти полтора века, ещё посветит.