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

 

Неорганические гусеницы
Неорганические гусеницы

Ознакомительное занятие в лаборатории синтеза функциональных материалов и переработки минерального сырья Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН в рамках развития проекта «Академический (научно-технологический) класс в московской школе»
12 октября 2018 г. в лаборатории синтеза функциональных материалов и переработки минерального сырья Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН состоялось ознакомительное занятие в рамках развития проекта «Академический (научно-технологический) класс в московской школе»

Создаем новые материалы на Всероссийском Фестивале науки
Фоторепортаж о фестивале науки на площадке МГУ. Часть 2. Выставка "Создаем новые материалы". Студенты, аспиранты и сотрудники Факультета наук о материалах, химического факультета МГУ, ИОНХ РАН и ИМЕТ РАН совместно приняли участие в Фестивале науки на центральной площадке МГУ 12 - 14 октября 2017 года. На стендах была представлена часть научно - технических разработок в демонстрационных вариантах, которые позволяли всем, и детям, и родителям, и специалистам и показать, и рассказать, и красочно объяснить сложнейшие научные проекты. Спасибо всем организаторам за блестящую возможность нести свет знаний...

XXXI Осенняя научная школа МГУ
Разыскиваются юные технари, химики и математики!


Во время осенних каникул в Подмосковье пройдет Осенняя выездная школа МГУ "ЛАНАТ". В программе школы практикумы по математике, химии, биологии, программированию, электронике. Приглашаем всех школьников, приобщиться к науке!

Материалы реферативного курса "Образование в области нанотехнологий"
Коллектив авторов
Курс посвящен рассмотрению вопросов образования в области нанотехнологий, а также подготовки школьников к олимпиадам вообще и наноолимпиаде, в частности. В рамках курса рекомендуется ознакомиться с представленными материалами и пройти недавние тесты, которые помогут лучше подготовиться к XIII Всероссийской олимпиаде "Нанотехнологии - прорыв в будущее".

Материалы реферативного курса "Наномедицина"
Коллектив авторов
Курс посвящен углублению знаний потенциальных участников наноолимпиады в области наноматериалов и нанотехнологий для биологии и медицины. В рамках курса рекомендуется самостоятельно ознакомиться с представленными материалами и пройти тесты, которые помогут лучше подготовиться к XIII Всероссийской олимпиаде "Нанотехнологии - прорыв в будущее".

Материалы реферативного курса "Наноматериалы"
Коллектив авторов
Курс посвящен современному состоянию наноматериалов и их практическому использованию в различных областях науки и техники. В рамках курса рекомендуется самостоятельно ознакомиться с представленными материалами и пройти тесты, которые помогут лучше подготовиться к XIII Всероссийской олимпиаде "Нанотехнологии - прорыв в будущее".

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.