Noua generatie de lampi - lampile fara

Noua generatie de lampi - lampile fara electrozi

Lampile cu descarcari de inalta presiune au in constructia lor electrozi (de wolfram), ceea ce le limiteaza durata de viata si restrange drastic tipul substantelor care pot fi utilizate la generarea luminii (datorita actiunii chimice asupra electrozilor). Pornind de la aceste premise, interesul cercetatorilor s-a indreptat spre realizarea unor lampi fara electrozi, progresele electronicii favorizand aparitia a doua astfel de tipuri: lampa cu inductie si lampa cu sulf.

a)    Lampa cu inductie

- Lampa cu inductie tip QL

Constructie si principiu de functionare. Aparuta pe piata in 1991 cu ocazia centenarului firmei Philips, lampa (fig. 2.2-29) se compune dintr-un balon de descarcare, inductorul de putere si generatorul de inalta frecventa. Bobina cu inductie (numita si 'antena') cu miez de ferita, fixata pe un tub de plastic ce are si rol de disipare a caldurii spre baza lampii (functionand ca un tub termic), este plasata intr-o cavitate de sticla centrata in interiorul balonului de descarcare de forma ovoidala. Acesta contine un gaz inert si vapori de mercur sub forma de amalgam iar peretele sau interior este acoperit cu o pulbere fluorescenta trifosfor. Alimentata de la un generator de inalta frecventa de 2,65 MHz, bobina induce un camp electromagnetic a carui componenta electrica axiala determina ionizarea gazului si aparitia unei descarcari initiale auxiliare. Componenta electrica tangentiala induce curentul electric corespunzator descarcarii in arc in vaporii de mercur de joasa presiune, producand radiatia ultravioleta caracteristica. Lampa este astfel similara unei lampi cu vapori de mercur de joasa presiune cu balon fluorescent. Factorii care influenteaza aprinderea lampii sunt dimensiunile diferitelor parti ale balonului de sticla, compozitia gazului din interior, temperatura ambianta si amplitudinea si frecventa tensiunii de alimentare.

Caracteristici de functionare. Lampa QL se fabrica cu puteri de 55 si 85 W, eficacitatea luminoasa ridicata de 67 lm/W, respectiv 70 lm/W, temperatura de culoare 3000 K (alb cald) si 4000 K (alb rece), cu un indice de redare a culorii peste 80 si o luminanta medie scazuta de 15 cd/m². Durata de viata este exceptionala, de 60.000 ore (20 ani a 8 ore zilnic). Pentru ca parametrii de functionare ai lampii sa fie influentati in mica masura de variatiile de temperatura ale mediului ambiant, in balonul de descarcare se introduce un amalgam de mercur cu bismut si indiu.

Bilantul puterii pentru lampa de 85 W este urmatorul: flux luminos - 14,5 W; pierderi in generator - 8,5 W; conductie prin tubul suport al antenei - 14,0 W; pierderi prin convectie si radiatie - 48,0 W.

- Lampa cu inductie tip Genura

Realizata in 1994 de General Electric, are o putere de 23 W, balon de sticla cu reflector si componentele electronice incorporate. Lampa este destinata inlocuirii lampilor cu incandescenta, in special a celor de 100 W cu reflector, avand dimensiuni apropiate si fiind echipata cu soclu E27. Are eficacitatea luminoasa de 48 lm/W si durata de viata de 10.000 ore, caracteristici care se apropie de cele ale unei LFC.

Alimentare. Constructia generatorului de inalta frecventa este astfel realizata incat sa nu se produca interferente cu frecventele radio. Cablul coaxial de legatura intre generator si lampa este parte componenta a circuitului oscilant de inalta frecventa. Avand o impedanta de valoare data, lungimea sa nu poate fi modificata.

Utilizare. Lampa cu inductie ofera avantaje deosebite in instalatiile de iluminat interior si exterior in acele aplicatii in care schimbarea lampilor este dificila, se doreste o utilizare indelungata a sistemului de iluminat sau intretinerea sistemului este scumpa.

Una dintre cele mai interesante realizari in iluminatul exterior este reprezentata de instalatia de iluminat a bulevardului parizian Champs-Elysee.

b. Lampa cu microunde

Constructie si principiu de functionare. Departamentul Energiei din SUA impreuna cu compania Fusion Lighting au prezentat in 1994 lampa cu sulf cu microunde - LS (fig. 2.2-30). Lampa reprezinta o abordare esentialmente noua si are urmatorul principiu de functionare: sulful si argonul aflati intr-o sfera mica din sticla de cuart sunt ionizati prin intermediul energiei microundelor cu frecventa de 2,45 GHz. Argonul incalzeste sulful pana la starea gazoasa, formand molecule diatomice de sulf. Acestea emit energie in momentul in care revin la stari energetice inferioare, proces denumit 'emisie moleculara'. Spectrul de emisie este continuu pe aproape intreg spectrul vizibil (fig. 2.2-31), producand o lumina asemanatoare celei solare, dar cu cantitati neglijabile in benzile infrarosu si ultraviolet. Producerea luminii in lampile clasice cu descarcari are loc pe baza emisiei atomice. De aceea se obtine o lumina cu aspect artificial, din care lipsesc multe linii spectrale. Stabilitatea plasmei este asigurata prin racirea fortata a lampii si rotirea sferei de descarcare.

Caracteristici de functionare. Puterea lampii este de 5,4 kW, eficacitatea luminoasa de 85 lm/W (inclusiv sursa de alimentare si generatorul de microunde - magnetronul), durata de viata de 50.000 ore. Eficacitatea luminoasa si fluxul luminos se mentin practic constante in timpul functionarii (deprecierea fluxului luminos este de circa 5%). Lampa cu sulf se aprinde in cateva secunde, chiar la temperaturi joase ale mediului ambiant. Timpul de reaprindere este de asemenea de cateva secunde. Fluxul luminos poate fi reglat. Lampa nu contine mercur, o substanta toxica pentru mediul inconjurator, fiind astfel o 'lampa ecologica'.

Lawrence Berkeley Laboratory - California SUA a realizat in 1993 lampa cu sulf de mica putere utilizand unde radio. Cu o putere de 1 kW, lampa produce 15.000 lm. Puterea fiind relativ mica, lampa nu are nevoie de racire fortata.

Utilizare. Primele aplicatiile interesante sunt cele de la cladirea Forrestal si de la Muzeul Aerului si Spatiului Smithsonian din Washington, SUA. In primul caz, un sistem de iluminat cu conducte de lumina este format dintr-un tub prismatic cu o lungime de 100 m alimentat la ambele capete de doua lampi cu sulf. Acest sistem a inlocuit o instalatie de iluminat formata din 280 corpuri de iluminat echipate cu LMF, rezultand o economie de energie de mai mult de 65%.

In 1997 s-a prezentat la Sacramento - California prima aplicatie publica a lampii Solar 1000 de 1425 W, flux luminos de 135.000 lm, indice de redare a culorii R_a = 79 si o durata de viata de 45.000 ore (exclusiv filtrul si magnetronul care au doar 15.000 ore). Aceasta lampa se poate utiliza in instalatia de iluminat pentru supermagazine, centre de conferinta, hangare de avioane, stadioane si autostrazi. Un alt proiect este orientat spre obtinerea unei lampi cu sulf cu unde radio de putere mica (50 100 W) pentru utilizari casnice si comerciale.

Printre alte tipuri de lampi fara electrozi aflate in cercetare este de mentionat lampa Cluster -Philips cu un amestec de wolfram si argon cu microunde si lampa Multilox - General Electric, bazata pe tehnologia lampilor cu halogenuri metalice.