世博創(chuàng)新科技亮點(diǎn) LED照明何時(shí)照亮你我家
開(kāi)啟“半導(dǎo)體照明元年”
在照明科技發(fā)展歷史上,世博會(huì)總是擔(dān)當(dāng)著普及者的重要角色。1878年巴黎世博會(huì)展出了愛(ài)迪生發(fā)明的用鎢絲制作的白熾電燈,人類迎來(lái)了白熾燈時(shí)代。1939年在紐約和洛杉磯舉行的世博會(huì)上,展示了第一個(gè)實(shí)用熒光燈。從那以后,熒光燈得以大規(guī)模應(yīng)用。
復(fù)旦大學(xué)方志烈教授參與了上海世博會(huì)LED照明的科研工作。在他看來(lái),上海世博園區(qū)LED照明集中應(yīng)用表明,上海世博會(huì)很有可能將開(kāi)啟一個(gè)“半導(dǎo)體照明元年”。
據(jù)統(tǒng)計(jì),目前世博園區(qū)內(nèi)使用了10.3億顆LED芯片,LED芯片出現(xiàn)在了世博園里的室內(nèi)外照明、景觀裝飾、指示牌、信息顯示屏上等,整個(gè)園區(qū)成為世界上最集中的半導(dǎo)體照明技術(shù)示范應(yīng)用區(qū)。其中世博場(chǎng)館室內(nèi)照明光源中約有80%采用了LED綠色光源,相比較于普通白熾燈省電達(dá)90%左右。
上海世博會(huì)上,通過(guò)創(chuàng)意設(shè)計(jì)和技術(shù)理念的演繹,LED照明帶給了參觀者前所未有的視覺(jué)體驗(yàn)。如荷蘭館的“歡樂(lè)街”將LED裝飾在建筑的表面,通過(guò)明亮閃爍的視覺(jué)效果來(lái)表達(dá)荷蘭館在夜間張燈結(jié)彩的歡樂(lè)氣氛。中國(guó)館紅色外墻的夜景燈光強(qiáng)化、丹麥館的童話般燈光都大量使用LED燈具。
“事實(shí)上,2008年奧運(yùn)會(huì)上,LED燈具就在水立方和鳥(niǎo)巢等場(chǎng)館中被大量使用?!狈街玖艺J(rèn)為,“而世博會(huì)上廣泛使用的意義更加不同尋常,因?yàn)榫哂懈呖萍嫉氖痉兑饬x,將促使公眾的消費(fèi)量上升,帶動(dòng)廠商的生產(chǎn)量上升,推動(dòng)科研團(tuán)隊(duì)的研發(fā)進(jìn)程。”
既節(jié)能又環(huán)保的綠色光源LED
為什么LED照明將成為未來(lái)照明技術(shù)的發(fā)展潮流呢?這種照明技術(shù)相比較過(guò)去的燈具有著什么樣的優(yōu)勢(shì)呢?
方志烈介紹說(shuō),LED照明說(shuō)得通俗點(diǎn)就是發(fā)光二極管照明,是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,電能通過(guò)發(fā)光二極管的時(shí)候,在半導(dǎo)體發(fā)光材料中,發(fā)生一種特殊的物理變化而引起光子發(fā)射,從而產(chǎn)生了照明光。而這種照明相對(duì)于傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈來(lái)說(shuō),具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
方志烈給記者看了一組數(shù)據(jù):自1962年,半導(dǎo)體發(fā)光技術(shù)起源至今,同樣的耗電量,LED燈具發(fā)光總量是白熾燈的15倍,是熒光燈的2倍。而且隨著技術(shù)的不斷改進(jìn),發(fā)光效率還有很大的增長(zhǎng)空間,而白熾燈和熒光燈的增長(zhǎng)空間卻是十分有限的。
更為有意義的是,LED照明成功解決了汞污染的問(wèn)題。方志烈介紹說(shuō),不管是節(jié)能燈、熒光燈、無(wú)極燈、金鹵燈、高壓鈉燈,其燈管里都要放置一定量的汞,在電能作用下,燈管中會(huì)產(chǎn)生汞蒸汽紫外線,從而激發(fā)熒光粉。但是廢棄的燈管常常會(huì)釋放出金屬汞,造成對(duì)環(huán)境的污染。而LED發(fā)光二極管中卻不必放入汞。他認(rèn)為,LED照明是一種既節(jié)能又清潔的光源,大規(guī)模應(yīng)用符合人類社會(huì)發(fā)展低碳環(huán)保理念。
記者了解到,從科技部、財(cái)政部啟動(dòng)“十城萬(wàn)盞”計(jì)劃到廣東省“千里十萬(wàn)”大功率LED路燈產(chǎn)業(yè)化示范推廣工程,LED正在展現(xiàn)著其勃勃生機(jī)。
多因素阻礙LED用于家庭照明
就在業(yè)界看好LED發(fā)展前景的同時(shí),廣大消費(fèi)者也在關(guān)心“自己家何時(shí)也能用上LED照明”。
對(duì)此,國(guó)家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(上海)副主任陸榮樹(shù)認(rèn)為,目前我國(guó)LED在室外照明工程中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍,但在室內(nèi)照明工程的應(yīng)用卻處在初步階段。他坦言,LED作為光源用于照明燈具進(jìn)入普通百姓家,目前還存在技術(shù)不成熟和價(jià)格偏高等問(wèn)題。在技術(shù)上,LED照明還存在光的利用效率低、使用壽命不長(zhǎng)以及照明質(zhì)量有待改進(jìn)等問(wèn)題。
“盡管LED燈具可以做到照度很高、能耗很低,但這并不意味著LED燈具光的效率就高,因?yàn)槠湔w照明質(zhì)量不高?!标憳s樹(shù)舉例說(shuō),“以臺(tái)燈為例,如果采用LED光源,可能3瓦—5瓦的照明還可以(比節(jié)能燈低十幾瓦),很節(jié)約能源。但是這樣的臺(tái)燈只能保證垂直照度很高很強(qiáng),也就是說(shuō)光源很集中、發(fā)光的角度很小,結(jié)果就是光的均勻性、半徑和范圍都受到限制?!?/P>
對(duì)此,他解釋說(shuō),形成商品化的3瓦以上大功率發(fā)光二極體發(fā)光效率低,低于光效每瓦100流明以上的高強(qiáng)度氣體放電燈,也低于每瓦60流明以上的稀土三基色熒光燈。
另外,LED燈具照明的眩光太強(qiáng),遠(yuǎn)距離看只有一部分照進(jìn)眼睛里,造成光的顏色太刺眼。同時(shí),盡管LED的壽命很長(zhǎng),但那是在溫度低的時(shí)候,一旦做成照明燈具,在高溫和封閉的環(huán)境下,壽命會(huì)急劇下降。
此外,在陸榮樹(shù)看來(lái),價(jià)格偏高也是影響普通消費(fèi)者購(gòu)買LED燈具的重要因素之一。“以目前的技術(shù)用半導(dǎo)體光源做大功率照明燈具,初次投入成本很高,導(dǎo)致大功率LED價(jià)格較高。目前,1W的大功率白光LED的市場(chǎng)價(jià)格約是傳統(tǒng)光源價(jià)格的十幾倍到幾十倍。”
“就發(fā)光效率和價(jià)格水準(zhǔn)而論,半導(dǎo)體光源在短期之內(nèi)真正進(jìn)入一般照明領(lǐng)域替代傳統(tǒng)光源還需時(shí)日?!标憳s樹(shù)建議,“在當(dāng)前技術(shù)狀態(tài)下,提高發(fā)光效率與光通量利用率,最大限度地降低整體綜合照明成本,促進(jìn)其技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)工藝的成熟,加大LED室內(nèi)照明產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和推廣,半導(dǎo)體照明的時(shí)代就能夠提早到來(lái)?!?