Vì sao đèn tiết kiệm điện lại có thể tiết kiệm được điện?

Đèn ống tiết kiệm điện hơn đèn dây tóc, vì nó phát ra ánh sáng lạnh. Nó không cần phải có rất nhiều điện năng chuyển đổi thành nhiệt năng như kiểu đèn dây tóc, lãng phí một cách vô ích. Cho nên hiệu suất phát sáng của đèn nêon tương đương với bốn lần của đèn dây tóc. Song con người vẫn nghĩ cách nâng cao hiệu suất phát sáng của đèn ống hơn nữa.

Các nhà khoa học về nguồn sáng điện chú ý đến mối quan hệ giữa hiệu suất phát sáng của đèn ống với chất huỳnh quang phết lên mặt trong của ống đèn. Thời kì đầu, đèn ống dùng bột hỗn hợp của silicat kẽm beryli, magie vonframat, cađimi borat, làm chất huỳnh quang, hiệu suất phát quang là 40 lumen/oat (lm/W; lumen là đơn vị thông lượng ánh sáng). Về sau dùng kali halosunfat làm chất huỳnh quang, hiệu suất phát sáng được nâng cao tới 60 lm/W.

Đầu những năm 80 của thế kỉ XX, đèn ống ba màu gốc đất hiếm do hãng Philip của Hà Lan nghiên cứu chế tạo thành, làm cho đèn ống tiến một bước dài về mặt tiết kiệm điện năng. Loại đèn được gọi là nguồn sáng mới thế hệ ba này còn có tên là đèn tiết kiệm năng lượng điện tử.

Nó sở dĩ tiết kiệm được điện năng là nhờ hai “phẫu thuật” lớn mà các nhà khoa học đã thực hiện đối với hệ
thống phát sáng của đèn. “Phẫu thuật” thứ nhất là cải cách bột huỳnh quang, chất mà đèn ống dựa vào để phát sáng. Đèn ống kiểu mới này dùng bột huỳnh quang do các nguyên tố đất hiếm như europi oxit, ytri oxit v.v. phối chế ra. Những chất này lần lượt có thể sinh ra hỗn hợp đất hiếm có ánh áng ba màu gốc: đỏ, xanh, chàm. Nếu trộn chúng theo một tỉ lệ nhất định, rồi xịt lên mặt trong của ống đèn, sau khi có điện kích thích bức xạ có thể phát ra ánh sáng trắng gần với ánh sáng tự nhiên của vạch quang phổ. Hiệu suất phát sáng của nó cao tới trên 85 lm/W, nâng cao lên được 40% nữa so với đèn ống bình thường.

Trong khi tìm đủ mọi cách để cải tiến chất huỳnh quang, cùng lúc ấy, các nhà khoa học phát hiện, tần số nguồn điện của chấn lưu đèn ống cũng có quan hệ chặt chẽ với hiệu suất phát sáng. Nếu nâng cao tần số nguồn điện từ 50 hec (Hz) thông thường đến 10000 Hz, hiệu suất phát sáng có thể cao lên 20%. Đó quả là một nguồn tiết kiệm điện đáng được khai thác! Tuy nhiên, nguồn điện làm việc của cái chấn lưu đèn ống là điện thành phố thông thường, tần số cố định ở 50 hec, còn cái chấn lưu có lõi sắt mà đèn ống thông thường sử dụng chỉ có thể giữ vai trò tăng cao điện áp trong mạch điện, chứ không thể sửa đổi tần số trong mạch điện. Cho nên, các nhà khoa học phải tìm cách thực hiện hạng mục “phẫu thuật” thứ hai cho đèn ống, làm một cuộc “cách mạng” triệt để đối với kết cấu của cái chấn lưu.

Trải qua nghiên cứu và thí nghiệm, cuối cùng họ đã thiết kế thành công một loại chấn lưu biến tần điện tử hoàn toàn đổi mới. Nó là mạch điện dao động cao tần do linh kiện điện tử cấu thành, chuyển đổi điện xoay chiều 50 Hz thành điện cao áp 30 – 50 kHz. Phương thức chuyển đổi loại này gọi là kĩ thuật biến áp biến tần điện tử.

Chấn lưu biến tần điện tử theo thiết kế mới chẳng những nâng cao hiệu suất phát sáng của bột huỳnh quang ba màu gốc lên một bước, mà còn giảm nhẹ trọng lượng của cả cái đèn đi 80% vì đã gạt bỏ cái chấn lưu lõi sắt tự tiêu hao điện, thành thử điện năng cũng được tiết kiệm. Theo đo đạc, tính toán, cái chấn lưu lõi sắt dùng trong đèn ống thông thường có mức tiêu hao điện là 4 oat, còn chấn lưu biến tần điện tử chỉ tiêu hao khoảng 0,6 oat. Chỉ riêng điểm này thôi thì cũng đã tiết kiệm được điện năng 3,4 oat so với trước rồi.

Chính là nhờ áp dụng hai biện pháp: dùng bột huỳnh quang có hiệu suất phát sáng cao và chấn lưu biến tần điện tử, mới làm cho hiệu suất sử dụng điện năng của đèn tiết kiệm năng lượng được nâng cao rất nhiều. Mức tiêu thụ điện của một bóng đèn điện tử ba màu gốc 11 oat chỉ bằng 17% của đèn dây tóc 60 oat có cùng một độ chói, và chỉ bằng 65% của đèn ống bình thường 15 oat có cùng một độ chói. Đèn tiết kiệm năng lượng điện tử ba màu gốc, ngoài tiết kiệm năng lượng, hiệu suất cao, màu ánh sáng đẹp ra, tuổi thọ sử dụng của ống đèn dài tới 5000 giờ. Tuy nhiên, ngoài loại đèn này ra, còn có nhiều loại đèn tiết kiệm năng lượng áp dụng chấn lưu biến tần điện tử khác nữa. Ví dụ đèn natri cao áp chấn lưu biến tần điện tử, đèn halogen điện áp thấp, đèn ống cao áp v.v. Ở những nơi cần có nguồn sáng mạnh trên diện tích rộng, đèn tiết kiệm năng lượng có thể đạt được mục đích tiết kiệm nhiều điện năng. Nếu chiếc đèn tiết kiệm năng lượng nho nhỏ có thể đi vào mọi nhà, mọi hộ thì nó sẽ phát huy tác dụng tiết kiệm điện càng lớn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Hỏi đáp & Tư vấn © 2013 Hỏi đáp tư vấn