Od otkrića UV germicidne efikasnosti 1901. godine, ultraljubičasta dezinfekcija se uglavnom provodi pomoću živinih lampi niskog pritiska.
Živa je prisutna u živinim lampama niskog pritiska, što izaziva zabrinutost oko kontaminacije životne sredine. Poput LED zamjene fluorescentnih sijalica, LED diode se očekuju kao ekološki benigna alternativna tehnologija. Efikasnost UV LED dioda je sada niža od one sa živinim lampama niskog pritiska, bez obzira na njihovo brzo godišnje poboljšanje. Budući da nije razvijena zamjenska tehnologija, živine sijalice niskog pritiska su isključene iz RoHS direktive za posebne namjene do 24. februara 2027. (tačka 4(a)). Ako se pokaže da nijedna zamjenska tehnologija nije dostupna nakon 2027. godine, ovo izuzeće se može produžiti. Da li je produženje zaista potrebno? Neke aplikacije bi mogle usvojiti LED diode upravo sada, prema Nichia, a gotovo sve aplikacije će to moći učiniti do februara 2027.
Ovdje Nichia predstavlja primjer iz stvarnog svijeta gdje se UV LED diode istražuju kao dezinfekciona alternativa živinim lampama niskog pritiska.
Dezinfekcija površine pomoću živinih lampi niskog pritiska → Studije slučaja usvajanja LED dioda
Dezinfekcija površina, dezinfekcija vazduha preko prečistača i dezinfekcija vode i kanalizacionih sistema uključeni su u oblast UV dezinfekcije korišćenjem živinih lampi niskog pritiska. Čišćenje opreme i kontejnera za prehrambenu industriju čest je slučaj površinske dezinfekcije. U objektima za preradu hrane, posude se pune hranom nakon izlaganja UV zračenju kako bi se dezinficirala unutrašnjost i spriječile klice da rastu i kontaminiraju hranu.
Ilustracija posuda za hranu izloženih UV zračenju:
Živine lampe niskog pritiska emituju ultraljubičasto svjetlo iznad posuda kako bi dezinficirale unutrašnjost mnogih posuda za hranu odjednom. Zbog toga se topljeni kvarc mora koristiti za pokrivanje živinih lampi niskog pritiska kako bi se spriječila kontaminacija živom i lomljenje stakla u slučaju da lampa pokvari.
Ilustracija radijacije gledano odozgo:
Za razliku od živinih lampi niskog pritiska, LED diode se mogu koristiti za ozračivanje samo ciljanog predmeta UV svjetlom jer se njihova konfiguracija i položaj mogu precizno odabrati i mijenjati, kao što je prikazano na gornjoj slici zračenja. S druge strane, živine lampe niskog pritiska emituju svetlost u svim pravcima, izlažući prostor između pojedinačnih kontejnera i leđa lampe dodatnom UV svetlu.
Nadalje, budući da živinim lampama niskog pritiska treba dugo da se uključe i isključe, moraju se stalno držati "uključenim". LED diode, s druge strane, omogućavaju trenutno uključivanje/isključivanje, što znači da se mogu uključiti samo kada je potrebno, potencijalno smanjujući potrošnju energije i emisiju CO2.
U svjetlu gore navedenih informacija, rezultati poređenja između LED dioda i živinih lampi niskog pritiska prikazani su u sljedećoj tabeli.
Rezultat studije
Ulazna snaga potrebna za postizanje istog efekta dezinfekcije u stvarnim vrijednostima u ovom primjeru istraživanja je 600W i 312W.
Nichia UV LED 434C korišćen je za testiranje ozračenosti i efikasnosti LED-a.
Prema Shikoku Electric Power CO., Inc., faktor emisije CO2 za FY2021 je 0,527t/MWh.
U poređenju sa LED diodama, koje imaju efikasnost od 5,4%, živine lampe niskog pritiska imaju veću efikasnost od 22%. Međutim, LED diode mogu koristiti do 90% UV zračenja koje generiraju, dok živine lampe niskog pritiska koriste samo 9%. Dakle, u poređenju sa živinim lampama niskog pritiska, kojima je potrebno 600W električne energije da obezbede isti efekat dezinfekcije, LED lampe zahtevaju 312W. Nadalje, LED diode se mogu aktivirati samo kada je to potrebno. Na primjer, ako se živine lampe niskog pritiska ostave uključene 18 sati dnevno, LED diode se mogu uključiti 14 sati. Pod pretpostavkom da se svaka lampa koristi 300 dana, potrošnja energije niskotlačnih živinih sijalica sa 600W ulazne snage iznosi 3,2MWh godišnje, dok LED diode sa 312W ulazne snage troše 1,3MWh godišnje, što je smanjenje od 60%. Osim toga, emisije CO2 se izračunavaju korištenjem emisije CO2 od 0,527 tona po 1 MWh snage. LED diode proizvode 0,69 tona CO2 godišnje u poređenju sa 1,7 tona živinih lampi niskog pritiska, što je smanjenje od 60%.
Putokaz
Rezime
Karakteristike LED dioda, kao što je njihovo visoko korištenje fluksa zračenja putem selektivnog osvjetljenja samo potrebnih područja i njihove trenutne mogućnosti uključivanja/isključivanja, korištene su u ovoj studiji slučaja kako bi se postigle značajne prednosti. Nichia stoga može nedvosmisleno pokazati da LED diode mogu poslužiti kao zamjena za živine lampe s niskim pritiskom.
Osim gore navedenog primjera, Nichia će surađivati sa svojim klijentima i partnerima na kreiranju dizajna koji koriste LED karakteristike u drugim aplikacijama za dezinfekciju, kao što su dezinfekcija zraka i vode. Nichia će učiniti sve da osigura da LED tehnologija zamijeni živine lampe niskog pritiska.
Uz to, kako se navodi u mapi puta, performanse UV LED-a su se značajno poboljšale posljednjih godina. Tehnološki napredak je brz zbog sinergijskog utjecaja očekivanja razvoja LED dioda koja proizlaze iz ograničenja okoliša i potrebe borbe protiv zaraznih bolesti. U nekim slučajevima, upotreba LED dioda umjesto živinih lampi niskog pritiska već se ostvaruje razvojem dizajna koji kapitalizira LED mogućnosti. Prema Nichia, ovo će, zajedno sa impresivnim poboljšanjem osnovnih performansi UV LED dioda, uzrokovati još veći trend, a UV LED će biti široko prihvaćene kao zamjena za živine lampe niskog pritiska u svim aplikacijama i domenima dezinfekcije. Shodno tome, neće biti potrebe za proširenjem izuzeća od RoHS nakon 2027.
Pored rada na rješavanju društvenih problema, uključujući uspostavljanje društva bez žive i ugljičnog neutralnog, Nichia će nastaviti poboljšavati performanse LED dioda.
