LED燈作為一種新型的家庭照明燈具確實不廣為人知,即使GE、飛利浦、東芝等知名廠商紛紛推出家庭照明LED。但在某種意義上,它們更像是概念性的宣傳品。
白熾燈的大限即將來臨。愛迪生發明的這項照明技術,已經為人類服役了130多年,至今仍沒有太大的改變,是時候退出歷史的舞臺了。
無論是歐盟、美國還是中國,都依次推出了淘汰白熾燈的路線圖。根據中國的路線圖,從2012年10月1日起,全面禁止100w以上的白熾燈的銷售和進口;此后4年內,依次淘汰不同功率的白熾燈,直至2016年,15w以上的白熾燈完全退出照明市場。
照明革命
業內人士看來,開發新一代照明技術的戰爭已經打響,LED燈才是大勢所趨,整個產業都在爭奪LED技術的制高點。
美國Electrical Contractor雜志對全美700名建筑電氣承辦商的調查顯示,33%的電氣承辦商認為LED已做好準備取代白熾燈,23%的承辦商表示LED將要準備取代緊湊型節能熒光燈(CFLs),還有19%的受訪者表示LED將要取代熒光燈。
LED是發光二極管的簡稱,本質上它是一種固態的半導體器件,可以直接把電轉化為光。早在20世紀60年代,通用電氣公司發明了LED。70年代,紅光LED率先在小型計算器和電子手表上得到廣泛應用。藍、紅、綠等各色LED在接下來的幾十年陸續登場,用于指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明。但它們都無法在每個人的起居室里發揮作用,直到1996年白光LED被開發出來之后,LED技術才開始在家用照明領域引起變革。
相比白熾燈鎢絲發光,熒光燈三基色發光,LED采用電場發光,效率相當之高——它能將25%—40%左右的電能轉化為光,而白熾燈僅僅能將不到10%的電能轉化為光,其余的都轉化為熱能白白浪費。
作為新一代綠色照明光源, LED光源除了環保、節能外,它的使用壽命也很長,可達幾萬小時, 比傳統光源壽命長10倍。與傳統燈泡相比,LED發出的光也更加接近自然光, 在這種光線照射下, 物體的顏色可以更加接近其本色。
通過電子運動而發光的LED光源,光譜中沒有紫外線和紅外線,因而不會有閃頻和輻射,對眼睛起到保護作用。
“節能燈”敗退
在LED技術應用于照明之前,業界也開發了各種節能燈具,熒光燈是其中翹楚,特別是緊湊型熒光燈的面世,一度是替代白熾燈的新希望。與普通白熾燈相比,緊湊型熒光燈能節省60%左右的電能,它也因此被稱為節能燈。
雖然它的價格比傳統白熾燈高,一個25w的白熾燈泡的價格在2—3元,而相同光效10w的節能燈的價格是12元左右,但各國政府的補貼和節約的電費,讓消費者倒向節能燈。2010年,中國財政部提供了6億元的補貼推廣節能燈1.2億支,預計可以節約62億千瓦電。連續兩年,武漢市政府都提供補貼,為市民提供半價的節能燈。除了政府在公共設施中大量使用節能燈,美國政府更是不時向公眾免費派發節能燈泡。
進入新世紀以來,熒光燈開始和白熾燈分庭抗禮。全世界2008年緊湊型熒光燈的總產量已超過40億支。
但是現在看來,熒光燈不過是一個過渡性的產品,《連線》雜志甚至認為,緊湊型熒光燈污染環境、閃爍、丑陋、不夠結實,作為未來光源,它們已經敗北。
誠然,熒光燈不可調節光線的亮度,每秒鐘產生的100—120次的頻閃更容易傷害眼睛。另外,熒光燈在開關之間最好間隔十分鐘,不然的話,就會縮短它的使用年限——這顯然不怎么適合家用照明每天頻繁的開關。還有,它的體積相對較大,外觀不甚美觀。
然而,它有最致命的缺陷——內含水銀,熒光燈的發光原理就是利用水銀蒸氣在電壓的作用下產生放電,產生紫外線,紫外線又激發燈管內的熒光物質發出大量的可見光。
而且迄今為止,沒有找到水銀的替代品。考慮到熒光燈管脆弱的玻璃,一旦破裂,將會對人體、大氣、土壤、水造成傷害。要知道,一只節能燈的燈管平均含有的0.5毫克水銀,一旦滲入地下可能會造成180噸水的污染。
中國的節能燈的回收情況并不樂觀。在垃圾分類細則出臺前,除了瑞典宜家等極少數賣場,即使在很多銷售節能燈的大型家私建材連鎖超市里,也沒有專門的回收箱。諷刺的是,很多消費者不知道電池標準修訂后,舊電池已不含汞,無須丟棄到指定場所;他們卻將廢棄的含汞節能燈當做普通垃圾處理。垃圾分類試點后,“有害垃圾”分類箱里,你也難以發現廢棄的節能燈。
等待突破的LED
被看做未來之光的LED,已經開始滲透手機、電視機、電腦屏幕、汽車照明等領域。政府也在以公共照明為突破口扶持它的成長。
但它的客戶仍然增長得極其緩慢,對更多消費者而言,對LED的認知多數都停留在液晶電視上。因此在家用照明領域,LED還難以滲透,白熾燈和熒光燈仍然占據著主導地位,尤其在農村市場中,白熾燈占了80%以上的比例。
LED燈作為一種新型的家庭照明燈具確實不廣為人知,即使GE、飛利浦、東芝等知名廠商紛紛推出家庭照明LED。但在某種意義上,它們更像是概念性的宣傳品。
因為它目前的售價高得難以讓人接受,就連商業客戶也抱怨。目前市面上3塊錢就能買到一個40w左右的普通白熾燈泡,而飛利浦5w的LED球泡要100元以上,這個巨大的價差不是光靠國家補貼就能彌補的。
除了價格的鴻溝,想要成為成熟的民用照明設備,LED還需要解決好幾個技術上的挑戰。
雖然LED節能,但仍然有一部分電能轉化為熱能,而且熱能會集中在某一個極小的區域,如果產生的熱量無法及時散發出去, 就會加速LED芯片和封裝樹脂的老化, 影響LED的使用壽命與發光表現, 尤其是大功率LED, 其發熱量更大,對散熱的要求會更高。
讓LED投射出照亮整個房間的光也不容易,只能照亮一個方向的LED光源,暫時更適合用作道路燈或手電。
LED的光衰問題也讓人頭疼不已,雖然很多LED產品標明發光壽命為10萬小時以上,但在目前的實際應用中未見得有這么長的壽命。光衰會讓LED亮度不斷降低,一旦降到原來亮度的30%以下, 就不可用了。
不過,業內人士仍然顯得很有信心,安捷倫公司的科學家Roland Haitz,從1965年LED商業化至今的發展歷程中觀察得出結論,每隔10年,LED的價格就會降到原來的十分之一,而性能會提高20倍,這個規律被業界稱為Haitz定律。也就是說,在未來10年內,LED的價格會降至10元左右。
彼時,這些燈泡或主宰未來世界的黑夜。