發(fā)光二極管的節(jié)能與照明
我們知道發(fā)光二極管(以下稱LED)是一種固體發(fā)光器件,它是繼白熾燈,氣體放電燈后,新發(fā)展的第三代光源。它具有很多優(yōu)點(diǎn):節(jié)能,環(huán)保,長壽命,瞬態(tài)響應(yīng)快,不怕震動(dòng),不受使用中開關(guān)次數(shù)的影響等優(yōu)點(diǎn),所以有著廣泛的用途和很光明的商業(yè)前景。
現(xiàn)在生產(chǎn)的普通LED,它的發(fā)光效率比普通白熾燈泡高,其光效一般在20—60流明每瓦,它接近和達(dá)到熒光燈的發(fā)光效率,隨著工藝技術(shù)的改進(jìn)提高,LED的光效還可提高,有報(bào)導(dǎo)日本公司的LED達(dá)到100流明每瓦可以批量生產(chǎn)。普通燈泡的光效只有10流明每瓦,即便是鹵鎢燈其光效也在20流明每瓦左右。所以用LED燈取代傳統(tǒng)的鎢絲燈泡是一種趨勢(shì),前幾年歐州已宣布取消使用白熾燈泡。在中國雖然目前還沒有取消使用白熾燈泡的時(shí)間表。
但中國政府對(duì)發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)很重視,初布確定了五大光電產(chǎn)業(yè)基地(它們是大連,上海,南昌,夏門,深圳)。LED燈比鎢絲燈泡節(jié)能,是眾所周知。它的發(fā)光效率比白熾燈高,LED節(jié)能的另一個(gè)方面是它的長壽命帶來的節(jié)能效果,從目前市場(chǎng)上LED燈的壽命,大多數(shù)廠家都標(biāo)明其壽命為五萬小時(shí)。而熒光燈節(jié)能燈的壽命為八千小時(shí),也就是說要六支熒光燈管的壽命才和一個(gè)LED燈的壽命大致相等。一支熒光燈管制造循環(huán)了六次,每次從熔煉玻璃,制造熒光粉,冶煉鎢絲等,這些過程都需要消耗大量的能源(包括電力,煤碳等)。并且這些壽命終了的六支燈管變成廢物不能回收,碎片玻璃,熒光粉和少量汞將污染環(huán)境。給人類帶來不良影響。所以說LED燈的節(jié)能,省電是雙重的,值得推廣使用。LED的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其壽命不受開關(guān)次數(shù)的影響,這和氣體放電燈有著明顯區(qū)別,熒光燈,節(jié)能燈之類產(chǎn)品在使用過程中,燈的開關(guān)次數(shù)跟燈的壽命有明顯的影響。氣體放電燈開關(guān)次數(shù)越多壽命越短。
因?yàn)槊块_一次燈都要對(duì)燈管燈絲上的發(fā)射物質(zhì)產(chǎn)生沖擊,造成涂復(fù)在鎢絲上的發(fā)射物質(zhì)損耗,最后燈絲兩端附近燈管的熒光粉變黑,這就預(yù)示熒光燈的壽命終結(jié)了。
LED燈的應(yīng)用
從目前來看,LED燈主要用于城市亮化工程,交通信號(hào)燈,移動(dòng)電話的鍵盤顯示屏|顯示器件的背光照明,大型戶外廣告屏,電視屏,護(hù)攔管等。專用于照明方面的有城市路燈,以及各種10瓦以下的小功率照明燈具,用以代替熒光燈管的長條形LED燈管。LED燈在汽車上的應(yīng)用,以往只用于剎車燈,轉(zhuǎn)向燈,取代白熾燈泡,現(xiàn)在可以用LED燈作車的主照明燈,這就是一個(gè)大的突破。為汽車全面節(jié)能鋪平了道路。除此以外LED燈在航空,航天,飛機(jī)場(chǎng)跑道的導(dǎo)航燈,海上航標(biāo)燈,舞臺(tái)燈光都有應(yīng)用,只不過應(yīng)用還不普遍,LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用才剛開始,目前也還存在一些問題需要解決,如LED的散熱問題,色溫問題。現(xiàn)在LED的應(yīng)用企業(yè)都在努力解決這些問題。
由于LED燈的工作低,白光,藍(lán),綠LED的工作電壓為2.9---3.6伏,紅、黃、橙LED燈的工作電壓為1.9---2.6伏,它最適合采用低電壓供電的產(chǎn)品,如手電筒,應(yīng)急燈,移動(dòng)電話,井下礦燈等用電池供電的產(chǎn)品。太陽能電池,鉛酸蓄電池,鋰電池,鎳氫電池都是LED燈工作的理想電源|穩(wěn)壓器。
當(dāng)LED燈用于市電220伏,國外(110伏)作照明時(shí),必須:一,通過變壓器或開關(guān)電源將市電降至適合LED的工作電壓。二,使用很多的LED進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián),使LED能工作于市電,采用降壓方法會(huì)增加LED燈具的成本,目前開關(guān)電源的價(jià)格大約壹元每瓦,用變壓器降壓的方法成本還要高一些。三,還可用電容進(jìn)行降壓,利用容抗降壓,供LED燈電源,這種方法成本較低,被廣泛使用(但在電源接通的瞬間有浪涌電流)。
LED燈用于照明目前還很有限,僅在各地有一些試點(diǎn),在路燈應(yīng)用上有一些城市的某些路段采用了,未能普及推廣,就其原因有:
一,LED燈的造價(jià)比較高,國內(nèi)用戶難以接受,它的價(jià)格是熒光燈的6---10倍,節(jié)能燈的4---6倍,這種懸殊的比價(jià),國內(nèi)的消費(fèi)者難以接受,一般LED燈都是出口國外的居多。另外LED作路燈照明時(shí)還存在配光問題。
二,當(dāng)LED燈的功率較大時(shí),散熱是比較突出的問題,目前LED燈應(yīng)用廠家都在努力,積極的想辦法解決散熱問題。為節(jié)約成本,大都采用帶翅葉的鋁散熱器用空氣對(duì)流的方法散熱。
其它的散熱方法(如強(qiáng)風(fēng)冷卻,噴氣吸熱)由于成本較高,在幾十瓦的LED燈很少采用。只有大功率LED燈才考慮采納。
隨著世界能源的緊張,能源價(jià)格的不斷攀升,LED節(jié)能的商業(yè)價(jià)值越發(fā)突顯。相信在全球科學(xué)界的不斷努力和技術(shù)創(chuàng)新,隨著led芯片的發(fā)光效率不斷提升,芯片價(jià)格的不斷下降。LED燈的性價(jià)比遲早會(huì)被們所接受,盡管LED燈進(jìn)入普通家庭照明還任重道遠(yuǎn),但是這一天遲早會(huì)到來。
評(píng)論