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LED绿色照明与低碳应用
  2010-11-7  12:00:41    中国半导体照明网    朗波尔  行业分类:其它    浏览
 

　　文章从“低碳”与“绿色照明”的概念出发，首先阐述了“低碳应用”与“绿色照明”对人类社会的重大意义；然后通过与传统电光源的各方面对比，特别是通过LED光源在实际照明工程应用中在“节能减排”方面的突出表现，证明了LED光源是最符合“低碳应用”的“绿色照明光源”；然后，针对现今国内LED照明应用市场的现状，对遇到的一些问题进行了分析，并提出了改进意见；最后，对LED照明在具体工程应用中提出了一些建议，以进一步发挥LED在“节能减排”、“绿色环保”等方面的突出优势。

 
  

下面，举例说明LED光源与传统光源在照明应用中的对比：假设一段标准高速公路（柏油路面），长度1000米，宽度20米，使用12米高路灯，双侧对称布灯，同侧相邻两灯间距40米，每天点亮10小时，传统路灯以400W高压钠灯，LED路灯以朗波尔光电公司生产240W路灯进行比较：

　　从表中数据可以得知，相同光效的LED光源与传统光源，应用在具体灯具照明中时，LED光源比传统光源更为省电，更为节能，在节能减排、低碳应用方面具有更为明显的优势。

　　另外，真正的绿色照明光源，还必须考虑人体舒适度与健康因素等方面。相关的人体工程学研究表明，优质光源还应该具备下述特点【3】：

　　1．光源发出的光为全色光。所谓全色光，即光谱连续分布在人眼可见范围内，视觉不易疲劳，其参考的重要参数为灯光的显色性。白光LED即可视为全光色光源，而高压汞灯、高压钠灯等光源在这方面却具有先天性的劣势。

　　2．灯光光谱成分中应没有或尽量少的存在紫外光和红外光。因为长期过多接受紫外线，不仅容易引起角膜炎，还会对晶状体、视网膜、脉络膜等造成绿色照明伤害。红外线极易被水吸收，过多的红外线经过人眼晶状体聚集时即被大量吸收，久而久之‘晶状体会发生变性，导致白内障。LED光源的光谱基本集中在可见光范围之内，而荧光灯、金卤灯等光源却会产生大量的非可见光（现在有部分生产厂家通过在光源的外壁上涂覆滤层去除紫外线等非可见光，确实可以消除或减少光源发出的非可见光，但是却会在一定程度上损失光效）。

　　3．光的色温应贴近自然光。色温是用温度表示光的颜色的一种量化指标，因为人们长期在自然光下生活，人眼对自然光适应性强，视觉效果好。试验证明：自然光条件下的视觉对比灵敏度高于人工光5％—20％以上。LED光源的颜色可以自由选择，一般白光LED色温在2500K~8000K范围内可以自由调节，相对卤素灯、钠灯等光源只能发出金白色或琥珀色的光，更具有优势。

　　4．灯光为无频闪光。频闪光是发光时出现一定频率的亮暗交替变化。普通荧光灯的供电频率为50赫兹，表示发光时每秒亮暗100次，属于低频率的频闪光，会使人眼的调节器官，如睫状肌、瞳孔括约肌等处于紧张的调节状态，导致视觉疲劳，从而加速青少年近视。如果发光时为成直流供电，人眼即不会有频闪感觉，也不会造成视力伤害，这种光称为无频闪光。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金卤灯等传统光源均会带来频闪效应，即使是通过驱动电器提高频闪的频率，也只是减小或降低频闪的伤害，只有由直流驱动的LED光源，才能算是真正的无频闪光源。

　　此外，相对于荧光灯、高压钠灯、金卤灯等传统光源，LED还具有体积小、发热量低、稳定可靠、无污染、光衰减小、使用寿命长、开闭电路对寿命无影响、易于实现调光等优点。最重要的是，LED作为21世纪的新兴光源，具有很大的发展潜力，其各项参数都拥有很大的上升空间，由图可以看出，LED光源在不久的将来，包括光效在内的各项参数，都可以全面超过其他传统光源。

　　综上所述，LED光源才是最能够代表绿色照明意义的光源。

三、LED照明行业的机遇与存在的问题

　　2010年，是绿色节能年，随着节能、减排、低碳、环保等概念的日益深入人心，以绿色、生态照明为核心的新兴LED照明产业如今正在国内加速发展。

　　2009年4月28日，科技部正式发189号文，同意在上海、成都、天津等21个城市开展半导体照明应用工程（简称“十城万盏” ）试点工作。大规模更换LED路灯计划和LED路灯重大科技专项示范工程向世人宣布LED照明由传统景观照明走向道路照明，并顺利走向规模化使用。而地铁、列车、大型超市中也逐渐开始启用LED照明。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。国家半导体照明工程研发及产业联盟副秘书长阮军表示，明年我国将持续推动LED照明，除地方政府会对LED路灯进行补助外，发改委也计划在明年将业界期盼已久的LED照明纳入补贴范围。

　　可以预见，随着国家政府层面增强实施助推这一产业的有力政策，以及各LED照明相关企业在这一领域布局的加快，多方合力必将有助于中国LED照明产业突破瓶颈，迈上更高的台阶。

　　虽然前景是美好的，但是，LED在真正的应用过程中，依然存在许多的问题，需要大家齐心合力，共同去解决。

　　首先，从行业的规范化考虑，缺乏明确的LED照明应用行业标准。LED照明作为一个新兴的照明行业，其产品从设计、生产、应用均与传统照明行业存在巨大的差异，但目前国家并没有针对LED照明行业专门制定适宜的标准或规范。目前国内LED照明市场，登记注册的各种类型的LED照明产品生产企业多达数千家，其规模大小不一、技术储备差异巨大、工艺水平良莠不齐、市场手段各种各样。充斥国内市场的LED照明产品，没有统一的标准进行管理，产品质量得不到保障，致使许多的工程应用方对LED照明产品的信心不足，为整个行业的发展人为地添置了障碍。

　　其次，从资源整合角度出发，缺乏优质资源的有效整合。LED灯具自身的设计生产，涉及了半导体应用、光学、电子电路、机械结构、热学等多方面学科；应用于具体的照明工程，又涉及照明设计、环境工程、土木工程等多方面内容。各生产厂家存在自己的优势之处，也存在自己的劣势之处，使得市面上的产品经常出现某些方面表现优秀，某些方面表现拙劣的性能指标不平衡现象。现如今的国内市场，依托于LED照明应用产品制造业衍生了许多的配套行业，如LED芯片制造、LED驱动电源、LED封装支架、LED二次应用光学透镜等。如何有效整合最具专业性的优质资源，是LED照明应用行业面临的又一个问题。

　　再次，从技术层面出发，在具体工程应用对接中存在一定的问题。中国的LED具体应用于功能性照明应该从2004年算起，经过六年的摸索、验证与发展，LED照明应用在光、机、热、电各方面攻克了许多的难题，现今的LED灯具，早已经具备了应用的条件，但是，在与具体应用对接的过程中，仍然存在一定的问题。仍以路灯电源为例，许多厂家的路灯在自己厂区内安装试用时，完全可以做到10000小时无故障，但是应用到具体工程中时，经常发现几周或几月就出现大比例的失效，最后得出原因，是生产厂商老化时的供电环境和大电网供电环境的差异性所引起的，这就是产品在具体应用对接过程中存在问题的典型表现。

　　针对以上问题，为了保证LED照明应用行业的健康发展，我们认为，还需要大家一起做出更多的努力：

　　1、由国家相关部门或成立行业标准联合协会，专门针对LED照明应用产品制定相应的规范与标准，并依据该标准对市面上的LED照明应用产品及其生产企业进行标准审核。同时实行节电照明器具的质量保障措施，建立对照明市场的抽测监督体系，规范市场行为，鼓励良性竞争。

　　2、根据所制定的标准，由国家相关部门或行业标准联合协会发起，选择部分优秀的LED照明应用产品制造企业，对行业内的优质技术资源进行有效整合，并以此作为行业内的技术水平标杆。国家和各地区选择适当示范项目，探索实施照明节电的有效途径，提供实施照明节电的成功经验，树立照明节电的榜样，引导和推动LED绿色照明工程的开展。

　　3、各LED照明应用产品生产制造企业之间需要加强交流与合作，并在技术层面与LED芯片、封装、驱动电器等外延技术提供方进行积极地交流，还要充分开展国际合作，与国外具有先进技术的企业进行积极的沟通与交流，努力提升LED照明应用各方面技术水平。

　　4、LED照明应用产品生产制造商也应该积极地参与具体工程应用，加强与工程技术方的交流，针对LED照明应用产品与工程应用对接过程中所出现的问题，一方面努力提升LED照明应用产品自身技术条件以适应工程应用，另一方面可以尝试改善工程应用环境以解决LED照明工程应用中存在的问题。

　　5、在调查、评价和认证的基础上，依靠现有基础，扶持有发展前景的LED照明应用产品生产企业的重点项目，为资源优化配置创造条件。要依靠现有基础，充分发挥行业和地方的积极性，对有一定技术基础和发展前景的照明器具生产企业，在技术引进、技术改造、技术开发等方面，尤其是在质量的关键技术上，要给予支持，促使其扩大规模，降低成本，提高产品的质量和性能。

四、LED照明的具体低碳应用

　　LED的节能减排与低碳效应已经逐渐被更加广大的用户所接受，但是，在具体的工程应用中，LED相对传统光源的各项优势还未曾完全地体现出来。针对LED绿色照明的低碳应用，我们还可以采用各种各样的手段，在满足人们正常照明需求的情况下，进一步发挥LED照明应用的节能减排效应。

　　1、进行更为合理的照明工程设计以合理降低光能的输出

　　首先，需要确定更为合理的照明设计参数。以道路照明为例，我国国家标准制定的道路照明标准，其路面的最低平均照度或亮度标准值，普遍高于欧美发达国家，在提供了更为明亮的道路照明环境的同时，也耗损了大量不必要的电功率，这种损耗的必要性需要去探讨。同样，在室内、景观等照明设计中，国内行业内通用的亮度设计标准也高于国外的相关标准。确定更为合理的照明设计参数，是从源头上进行节能的一个重要举措。

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