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【照明】生活に必要な照明!発明の歴史と最新のLED照明について

2018.12.16

Construnction Industory Media

こんにちは! POPCONEのにゆです。

本日は私たちの生活に明かりをもたらしてくれる照明(ランプ)について、時代背景種類によっての特徴、そして今主流になっているLED照明について解説したいと思います。

電球の歴史について


(画像引用: TOSHIBA

各国にガス灯が設置されはじめた1810年代以来、照明は約60年ごとに大きな発明を繰り返してきました。

1879年には有名なトーマス・エジソンが白熱灯の開発に成功、日本では1884年の上野・高崎間鉄道開通式で白熱電球が初めて点灯され、この頃から日本でも白熱電球が人々の暮らしや社会において非常に便利なものという認識が高まりました。

1938年にはアメリカGE社から蛍光灯の実用化が始まり、1996年に現在のLED照明の原型となる白色LEDが誕生しています。

私たちが照明に何不自由なく生活できるのはトーマス・エジソンと各国のエンジニアの努力の結果ですね。

エジソンが開発した白熱電球が光るしくみ

エジソンによって開発された白熱電球は、照明の歴史に大きな変革をもたらしました。では、実際に白熱電球はどうやって光っているのでしょう?

中学校の理科の時間に勉強した方も多いはずですが、覚えていますでしょうか?ここで少し解説していきますので一緒に振り返っていきましょう。


(出典:https://japaneseclass.jp/)

白熱電球はガラス球の中にあるフィラメントと呼ばれる部位に電流を流すことで電気抵抗が生じ、この抵抗によりフィラメントの温度が上がって、およそ2000度~3000度の高温となることにより白熱化し、光るという原理です。

白熱電球は最も一般的な電球として広く知られている照明のひとつで、用途に合わせて使い分けができるようにさまざまな種類があり、たくさんの場所で活用されています。ただし、近年では環境に対する負荷他の電球と比べて高いことから、白熱電球から電球型蛍光灯へ切り替える動きが活発化しています。

 

照明の種類

現在家庭などで使われている照明は、白熱電球以外にもさまざまな種類があります。身近なものを4つピックアップしてご紹介します。

ハロゲンランプ

ハロゲンランプとは、基本的な仕組み自体は白熱電球と同じですが、ガラス球の中にハロゲンガスというガスが封入されているランプです。

白熱電球と分けているのは口金(ソケット)が別型になっているためです。また、白熱電球よりも明るく、そして長寿命という特徴があります。

蛍光灯

蛍光灯とは、放電により発生する紫外線を蛍光体と呼ばれる物質にぶつけることにより光を発生させる照明です。現在は一般家庭やオフィスなどあらゆるところで使われております。

白熱電球と比較して消費電力が少ないことから省エネ効果もある照明としても注目されており、最近では光源を白熱電球から蛍光灯に置き換える働きも増えてきています。

HID照明

HID照明とは、『High Intensity Discharge』を略して呼ばれている照明で、高輝度放電ランプディスチャージランプなどとも呼ばれています。ランプ効率が高いことが特徴で、体育館や大型施設、屋外などの広い範囲を明るくするのに適しています。

LED照明

LEDランプとは、発光ダイオードを利用した照明です。『Light Emitting Diode』の頭文字をとって命名されたもので、青色LEDの開発が成功したことで白色のLED開発が可能となり、次世代の照明・ランプとして今最も期待されています。

 

今後はLED照明の時代

近年よく耳にするLED照明ですが、今後はこのLED照明が主流になってくると言われています。しかし、実際に従来の電球と何が違うのかが分からない方も多いのではないでしょうか。

ここでは少し詳しくLED照明についてご説明していきます。

LED照明の特徴

まず、LED照明の特徴をいくつかご紹介します。

  • 4万時間程度の連続使用が可能
  • さまざまな色がきれいな発色で光る
  • 消費電力が少ない

長時間の使用可能で、その時間はLEDライト1つで約4万時間もの使用が可能です。4万時間と聞けばパッと想像がつきませんが1日3時間の使用と仮定し、日数に置き換えると約36年半となります。36年間もの間、電球を変えずに済むというのは驚きですよね。

発色がきれいなので信号機などにも採用されていたり、電気の消費量も少ない為大幅な消費電力のカットに繋がるのが大きな特徴です。

 

LED照明に変えたときに得られるメリットは?

それでは、家庭の電球をLED電球に変えた場合に得られるメリットはどのくらいあるのでしょうか?実際に見ていきましょう。

LED照明のメリット1:寿命が長い

白熱電球 蛍光灯 LED
寿命 1000~2000時間 13000時間 4~6万時間
10時間/日使用 3ヵ月~6ヵ月 約3年7ヵ月 約11年

 

白熱灯の寿命は1,000~2,000時間程度蛍光灯の寿命は13,000時間程度LEDの寿命は4~6万時間程度ですので、それぞれ1日10時間使ったとすると、LEDの寿命は大変長いことがわかります。

LED電球に変えると、電球交換の手間が省けるのもいいですよね。

LED照明のメリット2:購入コストが低い

ひとつ300円の白熱電球と、ひとつ1,000円の蛍光灯ひとつ2,000円のLED電球の場合で比較してみました。

白熱電球 蛍光灯 LED
交換回数 20~40回 2回 買い替えなし
購入コスト 6000円~12000円 2000円 2000円

 

それぞれに先ほどの寿命を当てはめると、LED電球は白熱電球に比べると4,000円~1万円もお得になります。2,000円のLED電球を購入しても、1~2年で購入コスト分の元がとれるので毎日使うリビングやキッチンなどを変えるだけでも変わってきますね。

LED照明のメリット3:電気料金が安い

白熱電球の消費電力を54W蛍光灯の消費電力を11WLED電球の消費電力を7.8Wとして計算し、1日8時間使用したとして、1Kwhあたり27円と仮定して比較します。

白熱電球 蛍光灯 LED
使用期間1年 4257円 867円 615円

 

LED電球と電球型蛍光灯の電気代は大きく変わりませんが、白熱電とLED電球を比べると、年間の電気代が3,642円もお得になります。電気代から見ると、1年以内で十分LED電球の購入コストの元をとることができます。

まとめてみたところ寿命面、購入コスト面、電気代と全ての面でLED電球の方が白熱電球よりもメリットを得られることがわかりますね。LED電球と電球型蛍光灯では、購入コスト面、電気代面ではあまり変わりは見られませんが、寿命面ではLED電球は10年以上交換いらずというメリットを持ちます。

LED電球は総合的に見て、他の電球よりもお得になりますね。

 

LED照明のデメリットはあるの?

従来の白熱電球や蛍光灯に比べて、長い寿命を持ち、購入コスト面、電気料金の節約につながるなどのメリットがあるLED照明ですが、デメリットや問題点がないわけではありません。

では、どういった問題が上がっているのでしょうか?大きくは下の3つになります

  • 価格が高い
  • 光に指向性がある
  • 電球が重い

まず、LED電球は他の電球に比べて初期導入費用が高価です。白熱電球と比較して価格は約4倍。だんだんと安くはなっていっておりますがまだまだ店舗規模や家庭の電球の全てを変えるともなれば費用がかさむでしょう。

また、LED電球の光は指向性(光に方向)があり、このために部分的に暗く感じたり、目が痛くなってしまうこともあります。そして、同じサイズの白熱電球や蛍光灯と比較してかなり重量があります。多数の白熱電球をLED電球に変更する場合、照明の明るさや設置場所の強度には注意が必要です。

しかしながら、LED照明はどんどんと改良が進んでおりデメリット面も改善されてきています。家造りや店舗においても提案書に出てくるなど、それだけ一般化され普及が進んでいます

メリット・デメリットを考えながら導入を検討してみてください。

 

まとめ

LED照明の登場により第四世代を迎えた照明の世界。本日は照明の歴史から振りかえってみましたが、いかがでしたでしょうか。

私個人としては、思った以上に照明の文化がまだ浅いということ。今では電気がつき、照明があるのが当たり前の時代となりましたが、この数百年でどんどん進化していっているので今後どんなものが出てくるのか楽しみです。

次回の記事でも照明にスポットを当てて、使用シーンでの使い分け方などをご紹介したいと思います。

以上、にゆでした。

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