Sejak penemuan khasiat pembasmi kuman UV pada tahun 1901, desinfeksi ultraviolet sebagian besar dilakukan dengan menggunakan lampu merkuri bertekanan rendah.
Merkuri terdapat dalam lampu merkuri bertekanan rendah, sehingga menimbulkan kekhawatiran akan pencemaran lingkungan. Seperti halnya pengganti lampu neon, LED diharapkan menjadi teknologi alternatif yang ramah lingkungan. Efisiensi LED UV kini lebih rendah dibandingkan lampu merkuri bertekanan rendah, meskipun peningkatannya pesat setiap tahunnya. Karena tidak ada teknologi pengganti yang dikembangkan, lampu merkuri bertekanan rendah dikecualikan dari Petunjuk RoHS untuk penggunaan tertentu hingga tanggal 24 Februari 2027 (Butir 4(a)). Jika terbukti bahwa tidak ada teknologi pengganti yang tersedia setelah tahun 2027, pengecualian ini dapat diperpanjang. Apakah perpanjangan benar-benar diperlukan? Beberapa aplikasi mungkin saat ini mengadopsi LED, menurut Nichia, dan hampir semua aplikasi akan dapat mengadopsinya pada Februari 2027.
Di sini, Nichia menyajikan contoh nyata di mana LED UV sedang dieksplorasi sebagai alternatif disinfeksi dibandingkan lampu merkuri bertekanan rendah.
Disinfeksi permukaan menggunakan lampu merkuri bertekanan rendah → Studi Kasus Penerapan LED
Disinfeksi permukaan, disinfeksi udara melalui alat pemurni, serta disinfeksi sistem air dan limbah semuanya termasuk dalam bidang disinfeksi UV dengan menggunakan lampu merkuri bertekanan rendah. Pembersihan peralatan dan wadah industri makanan adalah contoh umum disinfeksi permukaan. Di fasilitas pengolahan makanan, wadah diisi dengan makanan setelah terkena sinar UV untuk mendisinfeksi bagian dalam dan menghentikan pertumbuhan kuman dan kontaminasi makanan.
Ilustrasi wadah makanan yang terkena radiasi UV:
Lampu merkuri bertekanan rendah memancarkan sinar ultraviolet dari atas wadah untuk mendisinfeksi bagian dalam banyak wadah makanan sekaligus. Oleh karena itu, kuarsa yang menyatu harus digunakan untuk menutupi lampu merkuri bertekanan rendah untuk mencegah kontaminasi merkuri dan pecahnya kaca jika lampu mati.
Ilustrasi radiasi dilihat dari atas:
Berbeda dengan lampu merkuri bertekanan rendah, LED dapat digunakan untuk menyinari objek target saja dengan sinar UV karena konfigurasi dan posisinya dapat dipilih dan diubah secara akurat, seperti yang ditunjukkan pada gambar iradiasi di atas. Di sisi lain, lampu merkuri bertekanan rendah memancarkan cahaya ke segala arah, sehingga ruang antara masing-masing wadah dan bagian belakang lampu terkena sinar UV tambahan.
Selain itu, karena lampu merkuri bertekanan rendah membutuhkan waktu lama untuk menyala dan mati, lampu tersebut harus tetap "menyala" setiap saat. Sebaliknya, LED dapat menyala/mati seketika, yang berarti bahwa lampu tersebut hanya dapat menyala bila diperlukan, sehingga berpotensi menurunkan penggunaan energi dan emisi CO2.
Berdasarkan informasi di atas, hasil perbandingan antara LED dan lampu merkuri bertekanan rendah ditunjukkan pada tabel berikut.
Hasil belajar
Daya input yang dibutuhkan untuk mendapatkan efek desinfeksi yang sama pada nilai riil pada contoh penelitian ini adalah 600W dan 312W.
LED UV 434C Nichia digunakan untuk menguji radiasi dan efisiensi LED.
Menurut Shikoku Electric Power CO., Inc., faktor emisi CO2 untuk TA2021 adalah 0,527t/MWh.
Dibandingkan LED yang memiliki efisiensi 5,4%, lampu merkuri bertekanan rendah memiliki efisiensi lebih besar yaitu 22%. Namun, LED dapat menggunakan hingga 9{24}}% iradiasi UV yang dihasilkannya, sedangkan lampu merkuri bertekanan rendah hanya menggunakan 9%. Jadi, dibandingkan dengan lampu merkuri bertekanan rendah, yang memerlukan listrik 600W untuk memberikan efek desinfektan yang sama, LED memerlukan listrik sebesar 312W. Selain itu, LED hanya dapat diaktifkan bila diperlukan. Misalnya, jika lampu merkuri bertekanan rendah dibiarkan menyala selama 18 jam sehari, LED dapat menyala selama 14 jam. Dengan asumsi setiap lampu digunakan selama 300 hari, konsumsi daya lampu merkuri bertekanan rendah dengan daya input 600W adalah 3,2MWh per tahun, sedangkan LED dengan daya input 312W mengonsumsi 1,3MWh per tahun, yang berarti pengurangan sebesar 60%. Selain itu, emisi CO2 dihitung menggunakan emisi CO2 sebesar 0,527 ton per 1 MWh daya. LED menghasilkan 0,69 ton CO2 per tahun dibandingkan dengan 1,7 ton dari lampu merkuri bertekanan rendah, yang berarti penurunan sebesar 60%.
Peta jalan
Ringkasan
Karakteristik LED, seperti pemanfaatan fluks radiasi yang tinggi melalui pencahayaan selektif hanya pada wilayah yang diperlukan dan kemampuan nyala/mati seketika, digunakan dalam studi kasus ini untuk mendapatkan keuntungan yang signifikan. Oleh karena itu, Nichia dengan tegas dapat menunjukkan bahwa LED dapat berfungsi sebagai teknologi pengganti lampu merkuri bertekanan rendah.
Terlepas dari contoh di atas, Nichia akan berkolaborasi dengan klien dan mitranya untuk membuat desain yang menggunakan karakteristik LED dalam aplikasi disinfeksi lainnya, seperti disinfeksi udara dan air. Nichia akan berupaya semaksimal mungkin untuk memastikan bahwa teknologi LED menggantikan lampu merkuri bertekanan rendah.
Selain itu, seperti yang dinyatakan dalam peta jalan, kinerja LED UV telah meningkat secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir. Kemajuan teknologi berlangsung cepat karena adanya dampak sinergis dari ekspektasi pembangunan terhadap LED akibat pembatasan lingkungan dan kebutuhan untuk memerangi penyakit menular. Dalam beberapa kasus, penggunaan LED sebagai pengganti lampu merkuri bertekanan rendah telah dicapai melalui pengembangan desain yang memanfaatkan kemampuan LED. Menurut Nichia, hal ini, bersama dengan peningkatan kinerja fundamental LED UV yang mengesankan, akan menyebabkan tren yang lebih besar, dan LED UV akan diterima secara luas sebagai pengganti lampu merkuri bertekanan rendah di semua aplikasi dan domain desinfeksi. Oleh karena itu, pengecualian RoHS tidak perlu diperpanjang setelah tahun 2027.
Selain berupaya mengatasi permasalahan masyarakat termasuk pembentukan masyarakat bebas merkuri dan netral karbon, Nichia akan terus meningkatkan kinerja LED.
