| LED绿色照明与低碳应用 | |
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低碳（Low Carbon），意指较低或更低的温室气体（以二氧化碳为主）排放。低碳应用的目的，旨在遏制能源危机、降低环境恶化对人类生存的威胁，使经济社会发展与生存环境改善得到和谐统一。 绿色照明（Green Lighting），是指通过提高照明电器和系统的效率，节约能源；减少发电排放的大气污染物和温室气体，保护环境；改善生活质量，提高工作效率，营造体现现代文明的光文化。绿色照明，正是低碳应用在照明应用行业的具体体现。作为绿色照明的典型代表，LED照明也面临着更大的机遇与挑战。 一、日渐深入人心的低碳应用与绿色照明 随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，世界气候面临越来越严重的问题，二氧化碳排放量越来越大，地球臭氧层正遭受前所未有的危机，全球灾难性气候变化屡屡出现，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全，即使人类曾经引以为豪的高速增长或膨胀的GDP也因为环境污染、气候变化而大打折扣。 2009年12月7日至18日，《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议，暨《京都议定书》第5次缔约方会议在丹麦首都哥本哈根召开。来自192个国家的谈判代表召开峰会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议。这是继《京都议定书》后又一具有划时代意义的全球气候协议书，毫无疑问，对地球今后的气候变化走向将产生决定性的影响。这是一次被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。官员们达成一个新的应对气候变化的协议，并以此作为2012年《京都议定书》第一阶段结束后的后续方案。气候科学家们表示，全球必须停止增加温室气体排放，并且在2015到2020年间开始减少排放。科学家们预计，想要防止全球平均气温再上升2℃，到2050年，全球的温室气体减排量需达到1990年水平的80%【1】。 而中国也已经从科学和社会发展等多方面认识到了气候变化的巨大影响，并且开始进行着积极的应对。中国是最早制定实施《应对气候变化国家方案》的发展中国家。先后制定和修订了节约能源法、可再生能源法、循环经济促进法、清洁生产促进法、森林法、草原法和民用建筑节能条例等一系列法律法规，把法律法规作为应对气候变化的重要手段。在哥本哈根会议上，中国政府宣布，至2020年，将使国内单位生产总值二氧化碳排放量较2005年下降40％至45％。这意味着中国要在将“节能减排”上做出更大的努力【2】。 到现如今，“低碳环保，人人有责”已经成为了人类的共识，深入到世界各个角落的各行各业。而照明行业，也义不容辞地为了“节能减排”承担起自己应尽的义务。 目前，我国电力工业发展速度很快，但是电力供应不足和用电效率低的状况依然比较严峻，这在今后相当一段时期内将继续存在。推行终端节电技术节约电能，是改善电力负荷紧张状况的主要途径。而照明用电，正是终端节电的主要对象之一。 随着生产、生活、乡村街道等照明的继续增长，照明用电在电力消耗中的地位日益凸现。据中国国际照明网统计，发达国家照明用电消耗的比重已经占到25%。与之相比，尽管我国经济发展水平相对较低，但照明用电已占全国电力消费总量的12%以上，并以平均每年15%速度递增。据权威专家估算，以2007年国内乡村道路照明统计为例，如果我国乡村道路照明光源的1/3更换为高效节能的照明产品，其节约的用电量相当于一个三峡工程的发电量，这还没有计算更加庞大的城市照明用电。因此，国家发改委已与联合国开发计划署（UNDP）、全球环境基金（GEF）合作共同开展“中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯”项目【5】。作为白炽灯替代品的节能照明产品市场正迎来快速增长的良好机遇。 二、LED光源才是最能代表绿色照明的优质光源 在照明节能应用中，首先考虑的，应该是优质光源的选择。目前，可以用来替代白炽灯的光源，主要有低压放电灯（荧光灯、低压汞灯等）、高压放电灯（金卤灯、高压汞灯、高压钠灯等）和场致发光光源（发光二极管等）。 从光效上说，荧光灯、高压钠灯、金卤灯、LED等光源的光效都可以接近或达到甚至超过100lm/W，相较于白炽灯远远高于白炽灯，都属于节能光源。但是，应用到具体照明中，LED却更能体现绿色照明的意义。 首先，荧光灯、高压钠灯、金卤灯等传统光源均为点状或线状光源，且多为全空间方向发光。LED光源为点状光源，但其发光方向具有很强的指向性。为了避免光的浪费与光污染，我们建议灯具尽可能地将光线投向需要照明的空间方向，因此，除少数装饰照明或全空间照明灯具外，大多数灯具都需要具有一定的指向性，在这个方面，LED相较其他光源更具有先天性优势。以路灯为例，LED路灯的灯具效率可以超过90%，而应用全空间方向发光的光源的路灯，其出光效率基本都在70%以下，部分路灯甚至还达不到50%。可以说，在一般性的照明应用中，LED光源的光利用效率要远高于其他光源。 其次，现在市场上的通用光源，除白炽灯外，不论荧光灯、高压钠灯、金卤灯，都不能用市电驱动。应用于灯具中时，必须匹配相应的触发器、镇流器等驱动电器，这些匹配电器都需要消耗大量的电能来维持运行。因此，匹配驱动电器的效率，也是衡量一种光源是否真正高效节能的重要指标。现今主流市场，荧光灯、高压钠灯、金卤灯等光源的镇流器都已相对成熟，但电器效率却仍不尽如人意——电子镇流器的电器效率一般在80%~90%，但是，电子镇流器在电网中的应用稳定性与可靠性得不到保障，在大电网（如交通照明电网）中应用的镇流器，一般都是效率在80%以下的电感镇流器。而且，应用在电网中时，为了降低整个供电网络的额外电损耗，必须考虑到单灯的功率补偿，而在灯具光源的匹配电器中增加功率补偿电路，也会进一步降低灯具的整体电器效率。LED光源一般是直流驱动，在许多工程应用中可以直接接驳工程低压直流电源，在市电交流输入时，以朗波尔公司的LED灯具为例，在保证0.95以上的功率因数的前提下，整灯电器效率可以超过90%。因此，从电器效率角度考虑，LED光源在应用过程中比其他光源更有优势。 另一个方面，从实际照明效果上说，LED光源也具有一定的优势。现在，对照明效果的评判标准，最主要依照的参数是照度或亮度。用仪器测试照度或亮度得出的数值，是只针对可见光测试得到的数据，理论上说，和人的视觉效果应该对等。但是，实际上，却存在很多照度或亮度测试数值与视觉感受存在巨大差异的现象。相关研究结果表明，人的视觉感受及物体的光可识别性能，与光的照度或亮度、色温、显色性、明暗变化范围、闪烁频率、被照射物体表面状况及背景光环境等均有很大的关系，即照度和亮度数值，不足以完全体现人眼在光环境下的视觉感受，有关研究人员针对该现象定义了一种暗视觉修正系数【4】，以表明光源发出的光在一定环境下对人眼的视觉感受与识别能力相对于自然光的效果对比。实际的研究结果表明，LED光源发出的光在视觉感知接受程度与对物体的光照识别能力上更优于白炽灯、高压钠灯等传统光源。以路灯为例，应用4500K色温白光LED的路灯，同等照度情况下，在柏油或沥青路面，其视觉感知接受程度是高压钠灯的1.4~1.7倍，在水泥路面，其视觉感知接受程度是高压钠灯的1.3~1.5倍；再以工作台灯为例，应用4500K色温白光LED的台灯，在同等照度情况下，其对物体的光照识别能力比普通荧光灯提高10%~30%【4】。因此，在具体的照明应用中，LED光源可以以更低的平均照度（或亮度）达到与其他光源相同或相近的照明效果。 | |
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