4. มาตรการเปลี่ยนหลอด LED

1) หลักการทำงานของเทคโนโลยี
หลอด LED หรือไดโอดเปล่งแสง โครงสร้างประกอบไปด้วยสารกึ่งตัวนำสองชนิด (สารกึ่งตัวนำชนิด N และสารกึ่งตัวนำชนิด P) ประกบเข้าด้วยกัน มีผิวข้างหนึ่งเรียบคล้ายกระจกเมื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงผ่านตัว LED โดยจ่ายไฟบวกให้ขาแอโนต (A) จ่ายไฟลบให้ขาแคโทด (K) ทำให้อิเล็กตรอนที่สารกึ่งตัวนำชนิด N มีพลังงานสูงขึ้น จนสามารถวิ่งข้ามรอยต่อจากสารชนิด N ไปรวมกับโฮลในสารชนิด P การที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านรอยต่อ PN ทำให้เกิดกระแสไหล เป็นผลให้ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปและคายพลังงานออกมาในรูปคลื่นแสง

สีของแสงที่เกิดจากรอยต่อจะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่นำมาใช้ในการสร้าง LED ทั้งชนิดที่เป็นของเหลวและก๊าซ เช่น ใช้แกลเลียมฟอสไฟด์ (GALLIUM PHOSPHIDE,GaP) ทำให้เกิดแสงสีแดง ใช้แกลเลียมอาซีไนด์ ฟอสไฟด์ (GALLIUM ARSENIDE PHOSPHIDE,GaAsP) เกิดแสงสีเหลืองและเขียวการควบคุมปริมาณแสงสว่างจะควบคุมกระแสที่ไหลผ่านหลอด LED หากกระแสที่ไหลสูงมากไปจะทำให้หลอดมีความสว่างมาก แต่หากป้อนกระแสสูงมาไปจะทำให้บริเวณรอยต่อของสารกึ่งตัวนำเกิดความร้อนปริมาณมากจนทำให้โครงสร้างหลอดเสียหายไม่สามารถใช้งานได้อีก

รูปแบบของแอลอีดี
ปัจจุบันแอลอีดีมีหลายรูปแบบ หากแบ่งแอลอีดีตามลักษณะของ Packet แบ่งได้ 2 แบบคือ
1. แบบ Lamp Type เป็นแอลอีดีชนิดที่พบกันอยู่ทั่วไปมีขายื่นออกมาจากตัว Epoxy 2 ขาหรือมากกว่า โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 3 mm. ขึ้นไป บริษัทผู้ผลิตจะออกเบบให้ขับกระแสได้ไม่เกิด 150 mA
2. แบบ Surface Mount Type (SMT) มีลักษณะ packet เป็นตัวบางๆ เวลาประกอบต้องใช้เครื่องมือชนิดพิเศษมีขนาดการขับกระแสตั้งแต่ 20 mA-มากกว่า 1 A สำหรับแอลอีดีแบล SMT ถ้าขับกระแสได้ตั้งแต่ 300 mA ขึ้นไป จะเรียกว่า power LED การใช้งานส่วนใหญ่จะใช้ภายในเนื่องจากสารเคลือบหน้าหลอดแอลอีดีส่วนใหญ่จะเป็นซิลิโคน ซึ่งละอองน้ำหรือความชื้นสามารถซึมผ่านได้

ปัจจุบันได้มีการนำหลอด LED มาใช้ประโยชน์กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น เช่น ในเครื่องคิดเลข เครื่องพิมพ์ ไฟสัญญาณจราจร ไฟท้ายรถยนต์ ป้ายสัญญาณ ป้ายโฆษณา ไฟฉาย จอวีดีทัศน์ขนาดใหญ่ (Bill – Board ,Score-board) โคม Downlight และหลอดไฟประดับตกแต่งภายใน

ภาพหลอด LED
ภาพหลอด LED

2) การใช้ทดแทนเทคโนโลยีเดิม
สามารถใช้ทดแทนหลอดไฟของเดิมได้ทันที ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของหลอดไฟเดิมว่าเป็นประเภทใด

3) ศักยภาพการประหยัดพลังงาน

ข้อดีของหลอด LED
มีประสิทธิภาพการให้แสงสว่างสูงและทิศทางแสงสว่างของ LED จะส่องไปเฉพาะด้านหน้าเท่านั้น ลดการสูญเปล่าของแสงสว่าง
* ประหยัดพลังงานได้ประมาณ 20-30%
* ทนต่อการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกจึงเหมาะสมสำหรับติดตั้งในเครื่องบินหรือรถยนต์
*สามารถเปิดปิดได้บ่อยครั้งและเมื่อเปิดจะให้แสงสว่างโดยทันที
*อายุการใช้งานยาวนานถึง 100,000 ชั่วโมง
*สามารถควบคุมคุณภาพของแสงที่ปล่อยออกมาได้จึงสามารถนำไปใช้ให้แสงสว่างในบางสถานที่ได้ เช่น การให้แสงสว่างกับภาพเขียนเนื่องจากสามารถควบคุมแสงสว่างจาก LED ไม่ให้มีส่วนผสมของแสงที่เป็นอันตรายต่อภาพเขียน เช่น แสงอินฟาเรดและแสงอุลตร้าไวโอเลท
*ปล่อยความร้อนออกมาน้อยมาก ทำให้ลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าในส่วนเครื่องปรับอากาศ

ตารางเปรียบเทียบอายุการใช้งาน
ตารางเปรียบเทียบอายุการใช้งาน

4) สภาพที่เหมาะสมกับการใช้เทคโนโลยี
เทคโนโลยีของหลอด LED เหมาะสมกับทุกประเภทอุตสาหกรรมและอาคารที่ต้องการลดการใช้พลังงานในส่วนของระบบไฟฟ้าแสงสว่าง

5) กลุ่มเป้าหมายการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี
กลุ่มของโรงงานอุตสาหกรรมและอาคารที่สามารถประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ ได้แก่
• โรงงานผลิตอาหารและเครื่องดื่ม
• โรงงานผลิตชิ้นส่วนโลหะ
• โรงงานผลิตยาและชีวเคมี
• โรงงานสิ่งทอ
• โรงแรม
• โรงพยาบาล
• ฯลฯ

6) ระยะเวลาคืนทุนของเทคโนโลยี
ระยะเวลาในการคืนทุนประมาณ 1 – 3 ปี