本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
需要什麼才能說服你花 45 美元購買一個 100 瓦的燈泡？
一家名為 Switch Lighting 的矽谷公司認為他們有答案。Switch 是一家初創公司，計劃推出一種替代浪費能源的白熾燈泡的產品，這種燈泡高效、壽命長且外觀好看——無論是否點亮。
Switch 生產 LED 燈泡，這是一種快速發展的技術，很可能取代緊湊型熒光燈（CFL），成為節能燈泡的首選。它不是唯一一家生產 LED 燈泡的公司，但很可能是第一家生產 100 瓦白熾燈泡替代品的公司，美國即將出臺的法規將從 1 月 1 日起基本上禁止在商店貨架上銷售這種燈泡。法律規定，燈泡在 72 瓦或更低的功率下，產生與舊式 100 瓦燈泡相同的光輸出（以流明為單位）。Switch 和其他製造商認為，消費者會更喜歡 LED 而不是 CFL，許多人搶購 CFL 是因為它們被廣泛宣傳的效率優勢超過白熾燈泡，但結果卻發現這種扭曲的新型燈泡也有一些嚴重的缺點。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
早期的 CFL 發出病態的光芒；它們與調光開關不相容；它們的壽命遠沒有製造商聲稱的那麼長。而且，也許最具破壞性的是，試圖走向綠色的消費者有點惱火地發現，CFL 含有少量有毒汞，這意味著安全地處理燈泡或清理破碎的燈泡需要格外小心。今天的 CFL 在模仿白熾燈泡的多功能性和溫暖光芒方面比早期的前輩要好得多，但汞問題尚未解決。
LED 登場了。這種基於半導體的燈泡在能源效率方面已經比 CFL 略勝一籌，並且預計在未來幾年會變得更加高效。（請參閱下圖能源部的預測。）它們是可調光的；它們不含汞。
儘管製造商的宣告需要持保留態度，但 LED 燈泡的額定壽命通常是同類 CFL 的兩到三倍，是白熾燈泡的 20 到 30 倍。簡而言之，LED 燈泡是即插即用的。它的行為很像熟悉的白熾燈泡，但壽命更長，耗電量只有五分之一。
LED 燈泡的效能規格遠遠超過美國即將出臺的關於燈泡效率的法規，這些法規將有效地取消舊式白熾燈泡的製造或進口，首先是 2012 年的 100 瓦燈泡，然後是 2013 年和 2014 年的較低輸出燈泡。飛利浦和喜萬年等公司已經將 LED 燈泡擺上貨架，以取代 40 瓦、60 瓦和 75 瓦的白熾燈泡。新來者 Switch 尚未將其產品推向市場，但表示將在 2012 年這樣做，包括 100 瓦燈泡的替代品 Switch100，零售價約為 45 美元。
Switch 可能是第一家生產 100 瓦燈泡 LED 替代品的原因是其創新的液體冷卻系統，該系統可防止元件過熱。Switch 燈泡的玻璃罩充滿了透明液體，該液體從燈泡底部附近的 LED 中吸熱，迴圈到頂部，並透過玻璃輻射熱量，然後再下沉以吸走更多熱量。Switch 執行長 Tracy Bilbrough 本月早些時候訪問了大眾科學的辦公室，以展示其公司的產品，他將對流冷卻迴圈比作熔岩燈。
Bilbrough 不願透露冷卻劑是什麼，但他表示這是一種良性的、食品級的物質，一旦燈泡上市，就很容易進行逆向工程。“人們很快就會弄清楚的，”他說。他說，對流液體使 Switch 比競爭對手的風冷燈泡具有大約 30% 的冷卻優勢。這使得 Switch 燈泡能夠從更少的 LED 晶片中產生更多的流明，從而降低成本，因為每個晶片都可以在不過熱的情況下更努力地工作。（這種液體也使 Switch 燈泡具有相當大的分量；每個燈泡重約 9 盎司。）
無論製造商或冷卻機制如何，LED 燈泡的效率都伴隨著高昂的前期成本。目前，單個 LED 燈泡的價格大約相當於 10 個 CFL 或 100 個白熾燈泡。LED 的成本將會下降，就像所有半導體器件隨著這些器件的成熟而下降一樣。飛利浦等大型多元化公司在市場上銷售多種 LED，它們可以承受從其他產品中獲得大部分利潤，同時 LED 價格降至更親民的水平。
但 Switch 是一家一心一意的公司——它的目標只是開發和銷售 LED 燈泡。為了生存，該公司必須說服購物者，現在花更多的錢購買燈泡是一項長期的良好投資。
為了實現這一目標，消費者將不得不改變他們對燈泡的看法，不再將它們視為廉價的一次性產品，而是視為可能比家裡的狗壽命更長的東西。Switch 聲稱其 LED 燈泡的壽命約為 20,000 小時——如果燈泡每天亮三個小時，則超過 18 年，這是聯邦貿易委員會在進行燈泡比較時假設的使用時間。飛利浦已經在市場上銷售的 LED 燈泡宣傳的壽命為 25,000 小時，即超過 22 年。
換句話說，如果 LED 能夠達到製造商的宣告，那麼安裝在兒童房的燈泡在該兒童完成大學學業時仍然可以使用。在此期間，大多數美國人將多次搬家。但 Bilbrough 預計，隨著價格更高、更耐用的 LED 的興起，人們將在搬家時開始打包他們的燈泡，就像他們現在對小家電所做的那樣。“我將此視為耐用消費品，”他說。
儘管存在思維模式的轉變，但 Bilbrough 表示，他的公司將嘗試降低價格，以限制購物者的初始投資。“我們顯然正在努力達到消費者會說‘這對我來說很有意義’的價格點，”他指出。但即使在今天的價格下，LED 在使用幾年後也比白熾燈泡便宜。例如，一個 12 瓦的飛利浦 LED（零售價：約 25 美元）產生的光與一個 60 瓦的白熾燈泡（零售價：約 40 美分）一樣多。按照美國平均電價 每千瓦時 12 美分計算，LED 燈泡每年可為所有者節省 6.31 美元，並在不到四年的時間內收回成本——在此期間，同一所有者將不得不更換白熾燈泡幾次。
假設 Switch100 的生產版本符合該公司目前的規格，那麼 100 瓦白熾燈泡與 LED 的經濟性將是相似的。Bilbrough 表示，Switch100（45 美元）將消耗約 20 瓦的功率，與白熾燈泡（40 美分）相比，每年可節省 10.51 美元的電費。LED 再次將在大約四年內收回成本。
但是，更成熟的熒光燈泡要便宜得多，而 LED 現在僅憑經濟性還無法與它們競爭。LED 製造商將不得不依賴 CFL 的缺點，特別是它們在調光開關和汞含量方面的問題，促使消費者轉向其他高效的替代品。Bilbrough 希望 Switch 燈泡引人注目的外觀（該燈泡在 9 月份登上了WIRED 的封面，並且最近獲得了設計獎）也將有助於扭轉局面。“你購買筆記型電腦部分是基於其工業設計，你購買手機部分是基於其工業設計，”他說。“你為什麼不關心它的外觀呢？”