LED 照明應(yīng)用及節(jié)能效益分析

嚴(yán)芝晟 青海偏轉(zhuǎn)光電科技有限公司

LED 通過(guò)半導(dǎo)體芯片發(fā)光，作為可以發(fā)光的二極管，通過(guò)少數(shù)載流子與多數(shù)載流子在得P-N 結(jié)中發(fā)生復(fù)合作用，使得發(fā)光子借由發(fā)射生成光能，完成電能向光能的轉(zhuǎn)變；LED 發(fā)光源使用的材料屬于綠色材料，內(nèi)部不含汞，所以不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)LED 光源接近自然光，可以構(gòu)建舒適、安全的視覺環(huán)境。

一、LED 技術(shù)照明的應(yīng)用及節(jié)能實(shí)現(xiàn)情況

（一）辦公室LED 照明

現(xiàn)今市場(chǎng)中常用的能夠用于辦公室照明工具的LED 燈多種多樣，并且不同的生產(chǎn)廠家研發(fā)出的辦公室照明LED 燈的型號(hào)也各不相同，此外，LED 燈的顏色也能夠在白色的基礎(chǔ)上細(xì)分為冷暖兩個(gè)色調(diào)。通常來(lái)講，以尺寸為300*600mm、600*1200mm、600*600mm，即按照傳統(tǒng)的格柵熒光燈的大小設(shè)計(jì)的辦公室LED 照明燈較為常見。

（二）會(huì)議室LED 照明

由于會(huì)議室不同于辦公室，前者的功能更為多樣化，諸如演講、展示、資料瀏覽與查詢工作等均需要利用多媒體進(jìn)行，因此良好的照明效果必不可少。通常狀況下，為達(dá)到會(huì)議室要求的照明強(qiáng)度和照明管理的靈活性，格柵型LED 筒燈與T5LED、T8LED 燈具分別應(yīng)用于大型與小型會(huì)議室。而在進(jìn)行演講與多媒體展示活動(dòng)時(shí)，LED 射燈能夠滿足所需。

（三）接待、休息等公共區(qū)域LED 照明

接待、休息室的照明條件在會(huì)議室的基礎(chǔ)上有所提升。由于這些區(qū)域通常面積較大，因此單一的LED 燈難以滿足整個(gè)場(chǎng)地的照明強(qiáng)度需求。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)將這些公共區(qū)域劃分為諸多小范圍，并依照每一小范圍的具體功能來(lái)確定LED 照明強(qiáng)度。例如，緊湊型LED 燈具可以用于休息區(qū)，而懸吊式LED 燈具（以白熾燈為光源參考）則適用于服務(wù)臺(tái)和產(chǎn)品展示區(qū)。

二、LED 照明應(yīng)用及節(jié)能效益分析

（一）動(dòng)靜感應(yīng)控制輸出

通過(guò)微波感應(yīng)開關(guān)、人體紅外探測(cè)傳感器等電子設(shè)備感應(yīng)，探測(cè)特定區(qū)域人體的動(dòng)靜情況；進(jìn)而控制區(qū)域內(nèi)的燈光、顯示屏亮度等。對(duì)最終用戶來(lái)講，這是一種最簡(jiǎn)單、低投資的方式，實(shí)現(xiàn)電能節(jié)約。動(dòng)靜感應(yīng)器作用明顯，實(shí)際節(jié)能效果顯著，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合、不同使用模式，可節(jié)省30%～90%的能源。將一個(gè)工廠、一個(gè)小區(qū)或一棟大樓的照明控制器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行集中，全部上傳到云服務(wù)器中心，云服務(wù)器中心通過(guò)一定的智能算法，對(duì)區(qū)域內(nèi)的照明進(jìn)行集中、智能控制。當(dāng)然，控制中心可以直接控制某一個(gè)區(qū)域的、樓層、房間的照明亮滅，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)控制。

（二）設(shè)計(jì)工藝優(yōu)化

目前，我國(guó)LED 燈具散熱方式主要為風(fēng)扇式，自然對(duì)流式、散熱管以及回路散熱等方式。在眾多方式中以電扇散熱使用最為頻繁，但是電扇散熱效果差，同時(shí)并不穩(wěn)定，無(wú)法保證LED 燈具正常工作；其次，采用散熱器的方式，容易增加LED 燈具的實(shí)際重量。除此之外，使用散熱器還會(huì)破壞LED 燈具使用的穩(wěn)定性以及安全性，因?yàn)長(zhǎng)ED 燈具安裝在室外環(huán)境，所以會(huì)經(jīng)常受到外界環(huán)境因素的干擾，如果散熱器縫隙內(nèi)落入灰塵，堵塞散氣孔，難以保證散熱器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后依然可以正常工作。一旦散熱器無(wú)法正常工作，便會(huì)導(dǎo)致LED 燈具無(wú)法在溫度升高之后控制溫度，在芯片高溫不退的狀況下，很可能會(huì)使光源迅速衰弱直至失效，一定程度上影響到LED 燈具的使用壽命。LED 燈具采用一體化設(shè)計(jì)，在光學(xué)一次配光設(shè)計(jì)、二次配光設(shè)計(jì)、封裝技術(shù)作用下，制作LED 燈具。因?yàn)楣ば蜉^多，工藝非常復(fù)雜，燈具在工作一段時(shí)間后，必須要對(duì)發(fā)光顆粒進(jìn)行替換，但是LED 發(fā)光顆粒較小，難以憑借肉眼分辨，所以在更換發(fā)光顆粒時(shí)容易存在問(wèn)題，需要借助精密的儀器，才能了解LED 燈具內(nèi)部元件應(yīng)用狀況。LED 燈具采用的是整體設(shè)計(jì)，會(huì)對(duì)維護(hù)工作產(chǎn)生造成一定的干擾，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行燈具維護(hù)。為此需要將LED 燈具拆裝，運(yùn)送到生產(chǎn)廠家開展維護(hù)工作。目前，國(guó)內(nèi)LED燈具維護(hù)又存在內(nèi)部元件標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況，LED 燈具內(nèi)的發(fā)光顆粒、驅(qū)動(dòng)電路、主體軀殼等各部分，由不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，所以會(huì)在維護(hù)工作期間，存在較多難題。每個(gè)廠家設(shè)定的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不同，導(dǎo)致燈具的兼容性較低，燈具內(nèi)部元件不具備通用性，導(dǎo)致維護(hù)工作異常艱難。同時(shí)LED 燈具驅(qū)動(dòng)電源還需要整體更換，為此在一定程度上提高了維修成本。根據(jù)最近的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，維修一整套的LED 路燈燈具，價(jià)值在3500 元左右，其中LED 驅(qū)動(dòng)電源價(jià)格就在每套700元左右，因?yàn)長(zhǎng)ED 燈具維護(hù)成本較高，在很大程度上制約了LED 燈具的應(yīng)用與推廣。

（三）自然能源的照明系統(tǒng)

自然能源的照明系統(tǒng)是以太陽(yáng)能和風(fēng)能為主要能源，借助螺旋式風(fēng)輪葉片帶動(dòng)風(fēng)電控制器，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而將電能儲(chǔ)存于蓄電池以及充電控制器中，最后應(yīng)用于LED 燈具照明。這種照明系統(tǒng)具有良好的發(fā)展前景與較大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。由于太陽(yáng)能、風(fēng)能是清潔的一次能源，因此將其作為發(fā)電的動(dòng)力不僅可以避免資源消耗，而且符合綠色、低碳、可持續(xù)的發(fā)展理念。與街燈和路燈相比，自然能源的LED 照明系統(tǒng)無(wú)須電網(wǎng)供電以及諸多電路設(shè)施，因此具備操作便捷、組裝方便的特點(diǎn)。除此之外，由于采取蓄電池對(duì)電能進(jìn)行存儲(chǔ)，因此在光能不足（陰天雨天）的情況下，蓄電池儲(chǔ)存的電能仍舊能夠供應(yīng)5 天內(nèi)夜間7-14 小時(shí)的照明效果。蓄電池的選擇將直接影響這一LED 照明系統(tǒng)的工作效率。通常而言，鉛酸蓄電池是其中首選。然而，由于傳統(tǒng)的蓄電池以電解反應(yīng)為理論基礎(chǔ)，其生成物可能成為電解質(zhì)中的雜質(zhì)成分，從而縮短了兩次維護(hù)之間的時(shí)間間隔；而新型蓄電池——鋰離子電池雖然無(wú)須頻繁維護(hù)，但成本相對(duì)較高，因此難以普及。綜上所述，選擇蓄電池時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮維護(hù)成本、購(gòu)買成本、照明效率等諸多因素。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，通過(guò)以上研究，本文深入對(duì)LED 照明應(yīng)用及節(jié)能措施進(jìn)行了探索，在有效的分析過(guò)程，提出了具體的應(yīng)用策略，希望分析能夠不斷提高節(jié)能水平，以更好地助力LED 照明技術(shù)不斷發(fā)展。