Sejak penemuan keberkesanan pembunuh kuman UV pada tahun 1901, pembasmian kuman ultraviolet kebanyakannya telah dijalankan menggunakan lampu merkuri tekanan rendah.
Merkuri terdapat dalam lampu merkuri tekanan rendah, yang menimbulkan kebimbangan tentang pencemaran alam sekitar. Seperti penggantian LED mentol pendarfluor, LED dijangka menjadi teknologi alternatif yang jinak dari segi ekologi. Kecekapan LED UV kini lebih rendah daripada lampu merkuri tekanan rendah, walaupun peningkatan pesat tahunannya. Oleh kerana tiada teknologi pengganti telah dibangunkan, lampu merkuri tekanan rendah dikecualikan daripada Arahan RoHS untuk kegunaan tertentu sehingga 24 Februari 2027 (Item 4(a)). Jika ditunjukkan bahawa tiada teknologi pengganti tersedia selepas 2027, pengecualian ini boleh dilanjutkan. Adakah sambungan benar-benar diperlukan? Sesetengah aplikasi mungkin menggunakan LED sekarang, menurut Nichia, dan hampir semua aplikasi akan dapat melakukannya menjelang Februari 2027.
Di sini, Nichia membentangkan contoh dunia sebenar di mana LED UV sedang diterokai sebagai alternatif pembasmian kuman kepada lampu merkuri tekanan rendah.
Pembasmian kuman permukaan menggunakan lampu merkuri tekanan rendah → Kajian Kes Penggunaan LED
Pembasmian kuman permukaan, pembasmian kuman udara melalui pembersih, dan pembasmian kuman air dan sistem kumbahan semuanya termasuk dalam bidang pembasmian kuman UV menggunakan lampu merkuri tekanan rendah. Pembersihan peralatan dan bekas industri makanan adalah contoh biasa pembasmian kuman permukaan. Di kemudahan pemprosesan makanan, bekas diisi dengan makanan selepas terdedah kepada cahaya UV untuk membasmi kuman di dalam dan menghalang kuman daripada tumbuh dan mencemari makanan.
Ilustrasi bekas makanan yang terdedah kepada sinaran UV:
Lampu merkuri tekanan rendah memancarkan cahaya ultraungu dari atas bekas untuk membasmi kuman bahagian dalam banyak bekas makanan sekaligus. Oleh itu, kuarza bercantum mesti digunakan untuk menutup lampu merkuri tekanan rendah untuk mengelakkan pencemaran merkuri dan pecah kaca sekiranya lampu itu gagal.
Ilustrasi sinaran dilihat dari atas:
Berbeza dengan lampu merkuri tekanan rendah, LED boleh digunakan untuk menyinari item sasaran sahaja dengan cahaya UV kerana konfigurasi dan kedudukannya boleh dipilih dan diubah dengan tepat, seperti yang ditunjukkan dalam gambar penyinaran di atas. Sebaliknya, lampu merkuri tekanan rendah memancarkan cahaya ke semua arah, mendedahkan ruang antara bekas individu dan belakang lampu kepada cahaya UV tambahan.
Tambahan pula, oleh kerana lampu merkuri tekanan rendah mengambil masa yang lama untuk dihidupkan dan dimatikan, ia mesti sentiasa "dihidupkan" pada setiap masa. LED, sebaliknya, menyediakan hidup/mati serta-merta, bermakna ia hanya boleh dihidupkan apabila diperlukan, berpotensi mengurangkan penggunaan tenaga dan pelepasan CO2.
Berdasarkan maklumat yang disebutkan di atas, hasil perbandingan antara LED dan lampu merkuri tekanan rendah ditunjukkan dalam jadual berikut.
Hasil kajian
Kuasa input yang diperlukan untuk mendapatkan kesan pembasmian kuman yang sama dalam nilai sebenar dalam contoh penyelidikan ini ialah 600W dan 312W.
LED UV 434C Nichia digunakan untuk menguji sinaran dan kecekapan LED.
Menurut Shikoku Electric Power CO., Inc., faktor pelepasan CO2 untuk FY2021 ialah 0.527t/MWj.
Berbanding dengan LED, yang mempunyai kecekapan 5.4%, lampu merkuri tekanan rendah mempunyai kecekapan yang lebih besar sebanyak 22%. Walau bagaimanapun, LED mungkin menggunakan sehingga 90% daripada penyinaran UV yang dihasilkannya, manakala lampu merkuri tekanan rendah hanya menggunakan 9%. Oleh itu, berbanding lampu merkuri tekanan rendah, yang memerlukan 600W elektrik untuk memberikan kesan pembasmian kuman yang sama, LED memerlukan 312W. Tambahan pula, LED hanya boleh diaktifkan apabila diperlukan. Contohnya, jika lampu merkuri tekanan rendah dibiarkan menyala selama 18 jam sehari, LED boleh dihidupkan selama 14 jam. Dengan mengandaikan bahawa setiap lampu digunakan selama 300 hari, penggunaan kuasa lampu merkuri tekanan rendah dengan kuasa input 600W ialah 3.2MWj setiap tahun, manakala LED dengan kuasa input 312W menggunakan 1.3MWj setiap tahun, pengurangan sebanyak 60%. Selain itu, pelepasan CO2 dikira menggunakan pelepasan CO2 sebanyak 0.527 tan setiap 1 MWj kuasa. LED menghasilkan 0.69 tan CO2 setiap tahun berbanding 1.7 tan daripada lampu merkuri tekanan rendah, iaitu penurunan sebanyak 60%.
Pelan hala tuju
Ringkasan
Ciri-ciri LED, seperti penggunaan fluks sinaran yang tinggi melalui pencahayaan terpilih hanya kawasan yang diperlukan dan keupayaan hidup/mati serta-merta, telah digunakan dalam kajian kes ini untuk mencapai kelebihan yang ketara. Oleh itu, Nichia boleh menunjukkan dengan jelas bahawa LED boleh berfungsi sebagai teknologi pengganti untuk lampu merkuri dengan tekanan rendah.
Selain daripada contoh yang disebutkan di atas, Nichia akan bekerjasama dengan pelanggan dan rakan kongsinya untuk mencipta reka bentuk yang menggunakan ciri LED dalam aplikasi pembasmian kuman lain, seperti pembasmian kuman udara dan air. Nichia akan berusaha sedaya upaya untuk memastikan teknologi LED menggantikan lampu merkuri tekanan rendah.
Selain itu, seperti yang dinyatakan dalam peta jalan, prestasi LED UV telah meningkat dengan ketara dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Kemajuan teknologi adalah pantas kerana kesan sinergistik jangkaan pembangunan untuk LED akibat daripada sekatan alam sekitar dan keperluan untuk memerangi penyakit berjangkit. Dalam sesetengah keadaan, penggunaan LED menggantikan lampu merkuri tekanan rendah telah pun dicapai melalui pembangunan reka bentuk yang memanfaatkan keupayaan LED. Menurut Nichia, ini, bersama dengan peningkatan prestasi asas UV LED yang mengagumkan, akan menyebabkan trend yang lebih besar, dan LED UV akan diterima secara meluas sebagai pengganti lampu merkuri tekanan rendah dalam semua aplikasi dan domain pembasmian kuman. Akibatnya, pengecualian RoHS tidak perlu dilanjutkan selepas 2027.
Di samping berusaha untuk menangani kebimbangan masyarakat termasuk penubuhan masyarakat bebas merkuri dan neutral karbon, Nichia akan terus meningkatkan prestasi LED.
