LED és klímavédelem
LED - egy kis lépés számunkra, nagy mércéje a világ éghajlatának
A globális energiaigény menthetetlenül növekszik. A Az IEA nemzetközi energiaügynökség 2014-es World Energy Outlook-jában 2040-re 37% -os növekedést prognosztizált - arra az évre, amikor a fosszilis tüzelőanyagok, például olaj, gáz és szén iránti kereslet várhatóan eléri a legmagasabb szintet.
A probléma: jóval meghaladjuk a lehetőségeinket. A természeti erőforrások felhasználása a Az élelmiszer, a lakhatás, a mobilitás és a fogyasztás az 1980-as évek közepe óta meghaladja a föld biokapacitását. Tehát harminc éve üzletelünk a következő generációk rovására. Ha mindenki buja életmódot folytatna, mint Európában, ehhez 2,5 föld kapacitására lenne szükségünk. Mi de csak ez az egy bolygó van, és reálisan nézve semmi sem változik ilyen gyorsan. Az űrbe való távozás még messze van.
Az életnek energiára van szüksége
A fizikában az energiát a mechanikai munka elvégzésére, a hő leadására vagy a fény kibocsátására való képességként határozzák meg. Nagyon különböző formákban fordul elő, például elektromos, hő-, kémiai vagy mágneses energia, fényenergia vagy atomenergia formájában.
Az energia meghatározza az életünket. A technikai eszközök nemcsak energiát fogyasztanak, hanem a biológiai élethez is feltétlenül szükségesek. Az energia fizikai egysége, a joule tehát megtalálható minden élelmiszer-csomagoláson. Helyettesítette a mindennapi életben ma is használt kalóriákat. Élelmezéssel adjuk testünknek a szükséges energiát.
Az energiamegmaradás törvénye a fizikában kimondja, hogy az energia soha nem veszik el zárt rendszerekben. De ha ez a helyzet, akkor miért beszélünk egyáltalán az energiafogyasztásról? Miért kell aggódnunk az energiamérlegünk miatt?
Az energia átalakul, de leértékelődik is
Az energia átalakítható egyik formából a másikba. Ez alapvetően jó dolog, mert lehetővé teszi számunkra, hogy ma felhasználjuk a geológiai őstörténetből származó napenergiát. Évmilliókkal ezelőtt a nap hőenergiája az elhalt növények és állatok bomlástermékeit szénné, olajzá, gázzá és tőzeggé változtatta. Kémiai formában tárolják a napenergiát. Egy erőműben a fosszilis anyagok kémiai energiája égés útján visszaalakul hőenergiává, végül egy generátor segítségével elektromos energiává. Könnyebb egy napelem segítségével, amely fosszilis közbenső hordozó nélkül termel áramot a mai napfényből. Egy villanymotorral rendelkező autó az elektromosságot mozgási energiává alakítja.
De nem minden átalakított energiaformát használhatunk fel. Ha egy jármű fékezett, akkor a mozgási energia, azaz a kinetikus energia nagy mértékben hővé alakul át - a fékek felmelegednek. Ha az autó fékezés helyett falnak ütközik, akkor deformációs energiát tapasztalunk. Az energia így leértékelődik. Az úgynevezett energiatermelési folyamat, vagy még inkább az energia-átalakítás, nem fut teljesen a kívánt módon. A széntüzelésű erőmű hatékonysága általában csak 30–40%, amelyet csak akkor lehet növelni, ha a hulladékhőt kapcsolt hő- és villamos energiával hasznosítják, ha az erőmű közelében és az évszaknak megfelelően vannak távfűtési ügyfelek. A gázerőművek hatékonyabban működnek, és a hulladékhőt is gyakrabban használják fel.
Vizsgáljuk meg közelebbről az izzót az energiatakarékosság szempontjából. Remélhetőleg még soha nem próbáltuk megmérni az izzó által kibocsátott hő mennyiségét annak megérintésével. Minden bizonnyal megégette az ujjait, mert az izzólámpa a hőbe felvett elektromos energia 95% -át - vagyis az infravörös tartományban sugározza - bocsátja ki. Csak 5% -a látható fény, amire valójában vágyunk. A LED-del kapcsolatban visszatérünk erre a fontos szempontra.
Tehát a hatékonyság valóban nagy kérdés az energiafogyasztás korlátozásakor. A színes energiacímkék csak egy kezdet. Egy uniós irányelv szabályozza a keretet, és a németországi nemzeti energiahatékonysági cselekvési terv (NAPE) minden ágazatban piaci alapú ösztönzéseket kínál a villamosenergia-hatékonyságba való befektetésre. Minél nagyobb a megtakarítás, annál több finanszírozási euró áramlik. 2018-ig a LÉPÉS fel! 300 millió euró áll rendelkezésre, amelyeket két éves pályázati fordulóban ítélnek oda.
A megújuló energiák az elektromosság előállításában az első számúak
Az elektromos energia mindennapi életünkben betöltött óriási jelentősége közvetlenül összefügg a különféle energiaalakok átalakításával is. Egyrészt az elektromos energia viszonylag könnyen előállítható - még akkor is, ha - mint láttuk - gyakran nem hatékonyan - más energiafajtákból. Ennél is fontosabb, hogy könnyen szállítható maga, és például a helyszínen fényvé, energiává és hővé alakítható. Az elmúlt években jelentős előrelépést tettek az elektromos energia tárolásának lehetőségei is.
Vizsgáljuk meg először az elektromos energia eredetét. Annak ellenére, hogy tudjuk, hogy az erőforrások végesek, a fosszilis tüzelőanyagokból származó olaj, gáz és szén továbbra is növekszik. A Az IEA nemzetközi energiaügynökség feltételezi a globális olajfogyasztás napi 104 millió hordóra (!) Való növekedését 2040-ben. És az atomenergia is előrelépést jelent. Négy ország felelős a teljes 60% -os növekedésért: Kína, India, Észak-Korea és Oroszország. Első pillantásra az atomenergia környezetbarát és megőrzi az erőforrásokat. A hagyományosan atombarát IEA szerint az atomenergia négy év CO2-kibocsátást takarít meg az embereknek. Másrészt a nukleáris szennyezett területek kérdése, és ami még fontosabb, a technológia alapvető irányíthatósága ellentmondásos. Csernobil és Fukusima megmutatta, hogy a rendkívül valószínűtlen baleset következményei kiszámíthatatlanok. Egy ilyen kockázatot, bármennyire is kicsi, a felelős energiapolitika nem fogadhat el, különösen a sűrűn lakott területeken.
Jó hír a World Energy Outlook: a regeneratív energiák felhasználása a villamosenergia-termelés terén előrehaladást mutat. Különösen a szélenergia, de a vízenergia és a napenergia is gyorsan növekszik az energiaszerkezetben, és 2040-re megelőzi a szenet, mint a legszélesebb körben használt energiaforrást. Ezt már láttuk az energia minden fosszilis formája a napenergiából származik. Nyilvánvaló, hogy a nap közvetlen használata gazdaságilag és ökológiailag előnyösebb, mint az égő kövületek útján történő kitérő. A villamos energia elosztása és tárolása továbbra is kihívást jelent. Németországban jelenleg folyik a vita a SuedLinkről, egy nagyfeszültségű útról, amely állítólag az északon keletkező szélenergiát szállítja dél felé.
Wattnak semmi köze a fényerőhöz
Az elektromos motorok, elektromos fűtőberendezések, fényforrások és sok más elektromos eszköz átalakítja az elektromos energiát más formákká, például erővé vagy sebességgé, hővé és fényvé. Fizikailag korrekt módon itt villamos munkáról kell beszélnünk energia helyett. Ennek ismert mértékegysége a watt. Ha pontosan tudni akarja: az energia mértékegysége, a joule, nem más, mint egy watt-másodperc. Egy joule elfogy, ha egy wattos munkát végeznek egy másodpercig. Egy kilowattóra, amelyet a villanyóráról tudhat, 1000 watt x 3600 másodperc = 3,6 millió joule.
Az izzólámpák esetében az áramfogyasztás wattban a fényerő mérésére bizonyult - tévesen, mint azt most tudjuk. A 60 wattos izzó egy óra alatt 60 wattórát, vagyis 216 kilojoule-t fogyaszt, de mint fentebb láttuk, ennek csak 5% -a vagy 3 wattja válik láthatóvá. 57 watt hő formájában oszlik el a helyiségben, az energia ezen része elvész számunkra. A fenntarthatóság másképp néz ki, és éppen ezért véget ért az izzólámpa kora körülbelül 140 évvel Edison szabadalma után. Összehasonlításképpen: a fényhatásosság, vagyis a fényáram és az energiafogyasztás aránya körülbelül hétszer magasabb a LED-eknél. Mivel a LED-ek kevésbé melegek, a tűzveszély is kisebb.
A fenntarthatóság biztosítja a jövőt
Későn tér haza a munkából, éhes vagy, de fedezze fel, hogy a családja nem tartotta meg az ön vacsoráját. Igazán bosszantó, amikor nincs több készlet a házban, és az üzletek már zárva vannak - sőt, komolyan fenyegetőek, ha tudják, hogy az üzleteket üresen vásárolták, és már nem fognak nyitni. Azonban éppen ez a példa írja le azt a módot, ahogyan ma világunk biokapacitásával foglalkozunk. A képen maradáshoz unokáink találnak egy üres hűtőszekrényt.
Kétmillió tonna éghajlat-károsító CO2-t fújnak a légkörbe Németországban - naponta. Statisztikai szempontból minden német évente két olimpiai medencét tölt fel üvegházhatású gázokkal. Nyolcvan érett fa kell egy tonna CO2 megkötéséhez. Ha ellensúlyozni akarnánk CO2-kibocsátásunkat, hazánk hamarosan őserdő lesz. De ha ezt nem tesszük meg, akkor megnő a CO2 koncentrációja a légkörben. A rövid hullámú napsugarak behatolnak a föld felszínére, hosszú hullámú sugárzattá alakulnak, amelyet a CO2 már nem tud visszatérni.
A globális felmelegedés a tengerszint emelkedéséhez, a gleccserek olvadásához, a vegetációs zónák elmozdulásához és gyakoribb időjárási katasztrófákhoz, például viharokhoz, áradásokhoz és aszályhoz vezet. Még akkor is, ha az ember által okozott klímaváltozásokat hosszú távú természetes ciklusok fedik le, egyetlen komoly tudós sem vitatja az emberi egészségre, a mezőgazdaságra és a politikára gyakorolt közvetlen és közvetett hatásokat. Ma a háborús menekültekkel foglalkozunk - holnap a környezeti menekültek lesznek azok, akiket korábbi élőhelyeikről a tenger emelkedése vagy a vízhiány szorít ki. Az előrejelzések szerint a gazdasági kár a globális bruttó nemzeti termék 5–20% -a. A következményeket nagyjából megbecsülhetjük, ha megnézzük az 1930-as évek gazdasági világválságát.
Már késő megtérni? Nem, mondják a tudósok, és számítógépes modellekkel támasztják alá állításukat. Gyorsan és radikálisan kell cselekednünk. A globális felmelegedés 2 ° C-ra történő korlátozása érdekében a fosszilis üzemanyagok ismert lerakódásainak harmadának ott kellene maradnia, ahol van - a földben. A szén esetében még 80% sem maradt érintetlen. A földrendszer stabilitását és természetes regenerációs képességét tekintve a fenntarthatóság még nem valósult meg. Legalábbis, gazdasági tevékenységünk végső soron nem blokkolja a jövő generációinak esélyeit egy olyan világra, amelyben érdemes élni.
A LED-ek hatalmas mértékben csökkentik az ökológiai lábnyomot
Kétségtelen az energiaéhség tömeges korlátozásának szükségessége, különösen az iparosodott és a feltörekvő országokban, és az áramtermelés klímabarát koncepciókká történő átalakítása. De egyes LED-ekkel helyettesített izzók valóban megmenthetik a világot?
A tanulmányok azt mutatják, hogy a megtakarítási hatásokat még a nagyfogyasztók, például a városok és az önkormányzatok is rosszul értékelik. Világszerte a világítási alkalmazások adják az áramfogyasztás csaknem 20% -át, a legnagyobb arányban izzólámpák, halogénlámpák és fénycsövek tartoznak, amelyek magukban foglalják az úgynevezett energiatakarékos lámpákat is. Piacra kész alternatívák állnak rendelkezésre, amelyek az energia akár 90% -át is megtakarítják.
Jong Kyu Kim és E. Fred Schubert, akik hosszú évek óta kutatják a LED-es világítástechnika területét, az Amerikai Optikai Társaság OSA-nak készített 2008-as tanulmányában kijelentették: a hagyományos fényforrások fokozatos cseréje LED-ekkel tíz év alatt több mint tíz lehet Gigatonok - 10 000 000 000 tonna - Kerülje a szén-dioxid-kibocsátást, és több mint 1 billió dollárt spóroljon meg. Egy billió szám tizenkét nullával. Csak Németország esetében komoly számítások feltételezik, hogy a klímavédő szén-dioxid-kibocsátás 13 millió tonnával csökken.
Tartsuk meg Konfuciusszal: A leghosszabb út is az első lépéssel kezdődik. Izzókkal fűti még a lakását, vagy van már LED-je? Az egyes személyek hozzájárulása fontos, és hozzájárulhat az éghajlati katasztrófa megelőzéséhez.