Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Made in Russia: экскурсия на производство светодиодов в Петербурге

Ключевые слова:  Гринпис, сапфировая пластинка, светлана-оптоэлектроника, светодиод, фоторепортаж

Опубликовал(а):  Федосеева Александра Михайловна

16 февраля 2012


Развитие освещения и различных энергосберегающих технологий не стоит на месте – на смену лампочек Ильича постепенно стали приходить компактные люминесцентные лампы, которые радовали нас тем, что так здорово помогали экономить электричество и снижать воздействие на окружающую среду, но огорчали содержанием паров ртути и необходимостью обязательной специальной утилизации.

Сейчас мы с вами становимся свидетелями нового этапа в развитии освещения – светодиодные лампы. Конечно, диоды появились далеко не сегодня, но именно сейчас светодиодное освещение начинает потихоньку становиться доступным для людей. И если раньше производители светодиодных ламп были нацелены на работу, в первую очередь, с крупными промышленными объектами, то в данный момент они начинают ориентироваться и на изготовление оборудования именно для бытового использования.



Как оказалось, в Петербурге уже больше 11 лет работает компания «Светлана-Оптоэлектроника», которая реализует полный цикл производства светодиодных источников света – от различных разработок в области «выращивания» светодиодов до производства систем интеллектуального управления светодиодным освещением. Волонтёры и сотрудники Гринпис отправились на экскурсию на производственную линию компании, чтобы узнать, откуда собственно берутся светодиоды.




Сотрудники компании рассказали нам, что в России всего около десятка организаций, которые производят осветительное оборудование на основе светодиодов. Чаще всего под производством имеется в виду сборка светодиодных светильников из готовых компонентов, а «Светлана-Оптоэлектроника» производит сами светодиоды и светодиодные светильники на их основе.



Жизнь диода начинается здесь – в святая святых производства – эпитаксиальном реакторе. Именно здесь изготавливается основа для будущего светодиода. Называется сей процесс весьма умно – эпитаксиальное выращивание полупроводниковых наногетероструктур.



Суть процесса состоит в том, что в течение 8 часов в реакторе при огромной температуре на предварительно подготовленную сапфировую подложку наносятся различные вещества. Заместитель генерального директора по научной и проектной работе Дмитрий Андреевич Бауман с гордостью демонстрирует нам работу эпитаксиального реактора. Это наиболее наукоемкая и нанотехнологическая часть цепочки.



Рядом с реактором учёные могут сразу исследовать результат работы – на фотографии как раз виднеется сапфировая пластинка с выращенными на ней структурами. И хотя сотрудники «Светлана-Оптоэлектроника» очень не любят употреблять термин «нанотехнологии», то, чем они занимаются – самые настоящие нанотехнологии.



После реактора основа для диодов отправляется уже на производственную линию. На производстве соблюдается строгая чистота – внутри всех помещений (или так называемых «чистых зон»), в которых происходят различные технологические процессы, допускается наличие не более 35 (!) пылинок на кубометр воздуха. Поэтому мы наблюдаем за производством в окошки.



Вот так выглядит смонтированная заготовка для светодиодов, вышедшая из реактора и обрамленная пластиковой рамкой.



Далее эта заготовка проходит ещё ряд процессов, вдаваться в подробности которых я не буду. Скажу лишь, что весь производственный цикл автоматизирован, а оборудование для производства российских светодиодов собрано со всего мира – Япония, Швейцария, США, Голландия, Германия, Австрия, Тайвань. Российского оборудования, кроме микроскопов, здесь нет.



Хотя всё производство автоматизировано, специалисты осуществляют постоянный контроль над качеством продукции. Это позволяет отправить в брак всего несколько сотых процента от готовых светодиодов. Кстати, любопытная деталь: специалисты различных участков – технологи, операторы, наладчики – одеты в халаты разного цвета. Это позволяет главному технологу легко контролировать производство.



Один из важных этапов производства – нанесение люминофора. Кристалл светодиода изначально синий, а люминофор имеет различные оттенки желтого и, собственно, задает цветность будущего диода.





В финале все диоды тестируются и раскладываются по группам, чтобы не получилось так, что в одной лампе диоды светят по-разному. После этого готовые диоды упаковываются в короба. Часть диодов компания продаёт другим фирмам, производящим готовую продукцию, а часть отправляется в собственный цех сборки светодиодных ламп.



Производственная линия компании «Светлана-Оптоволокно» сейчас выпускает около 2-3 миллионов светодиодов в месяц (в переводе на 1-ваттные диоды), и может увеличить производительность до 5 миллионов – поэтому если вдруг произойдет всплеск спроса на светодиоды, компания будет готова его удовлетворить.



Как говорит главный технолог Елена Владимировна Маслова, эта производственная линия почти безотходна – цветные металлы сдаются по документам государству (помимо драгоценной сапфировой пластинки, в диодах есть и тонюсенькая золотая проволока), а тара для транспортировки диодов оборотная.

У компании «Светлана-Оптоэлектроника» есть и своя собственная измерительная лаборатория. Заведующий лабораторией демонстрирует нам удивительного вида установку диаметром аж 2 метра, позволяющую определить угол распределения светового луча.



В сборочном цеху светодиодные модули, системы питания и системы охлаждения вставляются в различные корпуса. После сборки светодиодные светильники ставятся на так называемый «прогон», работая во включенном состоянии не менее 8 часов для того, чтобы пройти проверку работоспособности перед тем, как попасть к потребителю. «Светлана-Оптоэлектроника» разрабатывает продукцию, которая может заменить уже существующие системы освещения – например, на фотографии вы видите светильники, которые можно использовать вместо стандартных квадратных светильников, использующихся в подвесных потолках во многих офисных помещениях.



В ассортименте компании системы освещения для различных нужд – уличное, офисное, промышленное, бытовое, внутридомовое.



Например, вот это – один из элементов мощнейшего мачтового светильника-прожектора, который может осветить 2 га. Такие светильники, например, используют Российские железные дороги для освещения своих объектов. Как говорят сотрудники «Светлана-Оптоэлектроника», РЖД с большим удовольствием переводит на диодное освещение различные помещения – например, цеха мойки и экипировки поездов «Сапсан» и «Аллегро» уже освещены светодиодными лампами. Также светодиодами компании освещены Литейный и Троицкий мосты, а также Ростральные колонны в Петербурге. Метрополитены используют диоды для освещения депо, различных подсобных помещений и тоннелей.



Сейчас основными потребителями светодиодных ламп являются, по большей части, коммерческие компании, но в перспективе ими должны стать люди. Как раз сейчас компания готовится к выводу на рынок светодиодной лампы со стандартным цоколем Е27. В самое ближайшее время эти лампы уже появятся в розничной продаже и будут стоить от 600-700 рублей за штуку. 60% стоимости любого светодиодного прибора – это стоимость самого светодиода, поэтому с совершенствованием технологий светодиодные лампы будут дешеветь. Производитель даёт гарантию на светодиодные светильники и лампы до 10 лет, т.к. срок службы LED (светодиодов) составляет 50-100 тысяч часов. Это примерно 10-20 лет в зависимости от того, какое количество часов в день будет светить светодиодная лампочка.



Поэтому то, что за светодиодами будущее – отнюдь не пустые слова.

Фотографии Георгия Тимофеева.


Источник: Гринпис России



Комментарии
Белова Ольга Павловна, 16 февраля 2012 16:43 
Интересная экскурсия.
mopm, 16 февраля 2012 22:19 
Одно смущает - цена уж больно высокая на эти диоды
Производство упёрлость в фактическую ограниченность рынка.
Для массового применения нужно снизить себестоимсть в 3-4 раза КАК МИНИМУМ. К примеру Cree модули + БП выходят примерно в 10раз дороже энергосберегающй лампочки, которая проработатет приерно пару лет в почти круглосуточном режиме (домашние экспериментальные данные по моему "кабинету"). С учётом фактического времени жизни светодиода в 4-5 лет как минимум надо блокировать с датчиком присутствия и мягким включением/выключением.

Да и при некоторых условиях эксплуатации, прежде всего во влажных условиях скорость деградации будет весьма высокой.

Отдельно, хотелось бы видеть долговечных и не супердорогих ленточных источников освещения, кои любят дизайнеры. То ж и RGB лент, у меня дома пара есть, качеством недоволен.

Стоимость "лампочки" под стандартный цоколь Е27 иначе как астрономической не назовёшь - 2500примерно за "лампочку" ценой 120-150р.
longjek, 21 февраля 2012 17:51 
здорово интересная тема, но по поводу светодиодов нашел еще вот что статья
Лампа в формате Е27 - не айс! Электроника расположена внутри лампы и при разогреве будет также греться. А света от тех 10Вт СИД ламп, что есть на рынке заметно меньше, чем от 100Вт накала... а отдавать 600р за лампочку для замены 60 ваттки - не каждый человек сможет.
ПС: По истечнии времени жизни светодиод не гаснет, просто его яркость упала на 30% вроде.
Где Вы 600р взяли? Обычная китайская получше лампочка стоит в районе 150-200р за 23-26Вт (последняя явно больше светит чем 150Вт накаливания).
Далее считаем: срок жизни года два, не больше. Светодиодная равная по люменам 16 или 18Вт энергоэфф. лампочке (стоящей примерно 130р, покупал с месяц назад) в туалете стоит в районе 2500-3000р. Энергетическая эффективность намного выше обычной энергосберегающей у каких-нибудь последних Cree вроде тех что из серии XM-L (весьма дорогие в светильнике, т.к. надо и качественный теплоотвод обеспечить и защиту от наших энергетиков норовящих то 190вольт дать то 270, соседа по квартире сверху которому захотелось поварить дома и он притащил сварочный агрегат) и стоят подобные светильники с БП ещё дороже. В реультате имеем рабоающий лет 10 в реальных условиях светодиод и лампу стоящую в 20 раз дешевле причём по электричеству светодиодная окупится лет через 6 в самом радужном случае, а реально никогда, т.к. факторов для того чтобы светодиод героически погиб раньше своей естественной кончины на стенде куда больше за его срок жизни.

Имеем прогресс ради прогресса.
Кстати если брать ДРЛ - старые лампы для уличного освещения, так они ДО СИХ ПОР ВЫИГРЫВАЮТ по экономике у ЛЮБЫХ светодиодов. Светоотдача натриевых ламп низкого давления достигает 200Лм/Вт против 160лм/Вт у светодиодного решения XLamp XM-L, кое стоит дороже при тех же 10000Лм в уличном светильнике в несколько раз чем такая лампа вкупе со светильником. Вот я и хочу задать один простой еврейский вопрос: "А где же моя выгода?"
Чтобы не быть голословным можете посмотреть сколько стоят светодиодные решения для уличного освещения и во что обойдуться решения на лампах низкого давления, которые весьма долго служат, годами, примерно 15-20тыс часов (при 20% выбраковки) даже не самые современные и более 30тыс часов лучшие. Не говоря о том что к издевательствам над сетями энергетиков они больше терпимы.
Фактически в конечных цифрах это значения в 5-6тыс и 25-40тыс рублей. Если учесть стоимость собственно лампы и то сколько она сбережёт по сравнению с пока несовершенными светодиодными светильниками то замена таких ламп на светодиодные решения оправдана в следующих случаях:
1. Откаты чиновникам и прочим лицам принимающим решения. Им выгодно всегда более затратное решение, если есть возможность обосновать, т.к. больше украсть можно.
2. Если светильник должен работать с частым включением-выключением, т.е. дорога освещается приблизительно как свет на даче - есть человек, машина - есть свет, нет человека или машины - свет вырубается. Это не всегда находит понимание у жильцов зданий или постояльцев. Представьте вот Вы заснуть хотите а этот уличный свет постоянно меняет освещённость в вашей спальне (не все любят плотные шторы).
3. Когда цена вообще не имеет большого значения.
4. Примат ценности весогабаритных характеристик. Авто и спецтехника. Транспорт в целом. Естественно авиация.
5. Замоноличиваемые светильники, например в бассейнах (массовыми их всё же можно назвать с натяжкой, особенно в России).
6. Когда важно чтобы в светильник входило несколько излучателей, например в прожекторе электрички.
7. Там где очень высоки требования к вибрационным нагрузкам. Rugged исполнение с хорошим теплооотводом, не боящееся пыли - весьма нетривиальное задание и в корпусе IP78 оно выйдет недешёвым как по деньгам так и по весу - оребрение либо активная система теплооотвода.
8. Дизайнерский RGB свет - именно поэтому для дома покупал. Но пока данные решения ужасны как по эффективности 50-70лм/Вт так и по времени жизни - 15-30тыс часов у линеек, относительно белых светодиодов, либо чрезвычайно дороги.

Нужно снижение стоимости конечного изделия при тех же 160Лм/Вт примерно втрое-впятеро при сроке жизни не менее 30тыс часов, чтобы обоснованность была реальной.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ковер Серпинского
Ковер Серпинского

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 3)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-3
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.