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采用LED照明灯具实现长期节能
2012-10-17 14:24:17
 

 

在2007年,固态照明工业领域发光性能的巨大改进已经表明,发光二极管(LED)照明是替

代已有照明技术的可选方案,这不是在将来的某个时候,而就是在今天。促使人们采纳LED照

明技术的一个关键因素是,它可以节省大量的能源,以及可以长期工作的可靠性。

  根据美国能源部(DOE)的报告,美国22%的电能用于照明,相当于1000家大型电厂的

输出,总价值相当于550亿美元。DOE预计,在不超过10年间,固态照明的效率将达到

150lm/W(流明/瓦),相当于白炽灯效率的10~12倍、紧凑型荧光灯的2倍。如果以这样的效

率计算,假设将50%的照明灯具换成LED照明灯具就可以节省美国全国所用电能的6%~7%

(一年节省170亿美元)。当许多人毫无疑问地相信LED照明可以长期节省能源的时候,其实

他们并不认为LED照明在今天能够真正节省能源。当然,今天的LED照明灯具的初次购买价格

可能是传统照明灯具的若干倍,这限制了LED照明灯具的使用。但是,这些最先安装的LED照

明灯具表明预计的节能是真实的。

  去年秋季,沃尔玛宣布将在超过500多个仓库中采用LED照明系统更换冷库中的现有系

统。沃尔玛公司66%的运营费用是用于购买电力,估计在冷库中改用LED照明灯具后每年将

节省380万美元。

  图1 LED照明灯具的定向发光特性在整个灯具的效率方面起到很大的作用

  在2007年2月,Gree公司和美国北卡罗来纳州的Raleigh城宣布联合启动测试、安装,

以此促进LED技术在各种常规照明领域的应用。“LED城市”(Ann Arbor和Toronto随后也

被增加进来)的起步表明有了一个“真实的实验室”用于评估这些城市的居民对LED照明的感

受,以及对经济、环境的影响。

  第一个LED城市Raleigh的项目是于2006年12月在市政大楼的一层停车场实施的。Cree

公司提供LED照明灯具,并且由照明科学集团公司()提供固定设备。

Raleigh城市中主要的电力服务商先进能源公司的测量表明,装有LED照明灯具的楼层所消耗

的电能至少低于改造前的40%。根据Mindware研究机构的调查结果,停车场的用户认为车

库的照明质量有了很大的改善,而且让人感觉更安全。

  Cree公司已经宣布计划将其位于美国北卡罗来纳州的Durham总部和制造设备的所有照

明设施都改造为LED照明系统。改造第一阶段完成后,总部大厦的停车场领票处、入口道路、

行人门廊,以及会议室现在都已经100%实现了LED照明。节能的总和,加上降低的维修费用

和报废成本,以及环境的改善都有力地证明了传统照明改革的必要性。

  对照明系统改造前后的能量消耗研究表明,新的照明系统所消耗的能量低于被替代的白炽

灯、荧光灯和高压钠灯所消耗能量总和的48%。

  当考虑采用LED照明技术时,亮度、成本和寿命是首先要评估的因素。对能量效率的考虑

目前已上升为第一位,这是由于在能源保护领域,有许多政府资助的研究,以及人们对高效率

照明意识的增强,这反映在标准规范的开发和对高效光源需求进行的立法。

  将传统照明改造成LED照明每年将节能数十亿美元的事实已经促使人们启动了许多政府资

助的项目,例如,下一代照明启动项目和21世纪照明项目等。这些项目将政府机构、工业组

织、大学和实验室召集在一起,以加速开发和实现固态照明。

  现在,LED照明只是一种值得关注的选择,但是在不远的将来,它们可能成为必需的。在

全球,许多国家和地区正逐渐意识到大量现有照明技术的效率太低了。很多国家的政府部门,

如美国、加拿大、欧洲和澳大利亚通常都以一定期限的“白炽灯禁令”、立法调节,或者废除

白炽灯和卤素灯的形式来响应照明变革。

  人们对这些低效率光源的意识的增强有助于增加对LED照明灯的采用,而强制执行度量标

准比立法禁止某项技术会更好。美国加利福尼亚洲的24条标准就是在立法方面极好的例子。通

常,24条标准提供了一套能够将建筑物结构所有方面都覆盖到的强制性的规则。24条标准中

居住照明的部分要求在居家的几个部分必须使用高效率的照明光源,包括厨房和浴室,但是,

没有规定应该使用哪种技术。

  图2 由于LED照明是定向光源,它们通常比基于全向光源,例如CFL球形灯具有更高的效


  美国能源部刚刚完成的固态照明光源能源之星标准对光源的整体效率进行了限制,不仅仅

是光源所提供的效率。需要注意的是,24条标准和能源之星标准是非常不同的。24条标准是

强制性的政府法令,而能源之星是自愿认证的。当前人们所关心的光源效率法规很可能以这两

种标准为框架进行立法。

  由于LED是定向光源,它们通常比基于全向光源,例如CFL球形灯具有更高的效率。LED

照明灯具的定向发光特性在整个灯具的效率方面起到很大的作用。当其他光源,例如高压纳

灯,可能在光源等级上有更高的效率,而实际上,LED照明所发出有用光的效率更高。今天的

顶级白光功率LED可以达到接近100lm/W(流明/瓦)的效率,而且能够发出70lm/W(流

明/瓦)的可用光输出,可以直接用在如停车场领票处和室内顶棚灯的照明等领域。

  美国能源部建筑技术项目的照明项目经理Jim Brodrick指出:“在LED照明性能方面的持

续改进没有一点放缓的迹象。当性能和效率得到改善的时候,LED照明将对减少全国的能源消

耗做出极大的贡献。”

 
 
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