LED 照明應用及節能效益分析

嚴芝晟 青海偏轉光電科技有限公司

LED 通過半導體芯片發光，作為可以發光的二極管，通過少數載流子與多數載流子在得P-N 結中發生復合作用，使得發光子借由發射生成光能，完成電能向光能的轉變；LED 發光源使用的材料屬于綠色材料，內部不含汞，所以不會產生有害物質，不會對環境造成污染，同時LED 光源接近自然光，可以構建舒適、安全的視覺環境。

一、LED 技術照明的應用及節能實現情況

（一）辦公室LED 照明

現今市場中常用的能夠用于辦公室照明工具的LED 燈多種多樣，并且不同的生產廠家研發出的辦公室照明LED 燈的型號也各不相同，此外，LED 燈的顏色也能夠在白色的基礎上細分為冷暖兩個色調。通常來講，以尺寸為300*600mm、600*1200mm、600*600mm，即按照傳統的格柵熒光燈的大小設計的辦公室LED 照明燈較為常見。

（二）會議室LED 照明

由于會議室不同于辦公室，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行，因此良好的照明效果必不可少。通常狀況下，為達到會議室要求的照明強度和照明管理的靈活性，格柵型LED 筒燈與T5LED、T8LED 燈具分別應用于大型與小型會議室。而在進行演講與多媒體展示活動時，LED 射燈能夠滿足所需。

（三）接待、休息等公共區域LED 照明

接待、休息室的照明條件在會議室的基礎上有所提升。由于這些區域通常面積較大，因此單一的LED 燈難以滿足整個場地的照明強度需求。此時，應當將這些公共區域劃分為諸多小范圍，并依照每一小范圍的具體功能來確定LED 照明強度。例如，緊湊型LED 燈具可以用于休息區，而懸吊式LED 燈具（以白熾燈為光源參考）則適用于服務臺和產品展示區。

二、LED 照明應用及節能效益分析

（一）動靜感應控制輸出

通過微波感應開關、人體紅外探測傳感器等電子設備感應，探測特定區域人體的動靜情況；進而控制區域內的燈光、顯示屏亮度等。對最終用戶來講，這是一種最簡單、低投資的方式，實現電能節約。動靜感應器作用明顯，實際節能效果顯著，在不同的應用場合、不同使用模式，可節省30%～90%的能源。將一個工廠、一個小區或一棟大樓的照明控制器通過網絡技術進行集中，全部上傳到云服務器中心，云服務器中心通過一定的智能算法，對區域內的照明進行集中、智能控制。當然，控制中心可以直接控制某一個區域的、樓層、房間的照明亮滅，實現遠程開關控制。

（二）設計工藝優化

目前，我國LED 燈具散熱方式主要為風扇式，自然對流式、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，同時并不穩定，無法保證LED 燈具正常工作；其次，采用散熱器的方式，容易增加LED 燈具的實際重量。除此之外，使用散熱器還會破壞LED 燈具使用的穩定性以及安全性，因為LED 燈具安裝在室外環境，所以會經常受到外界環境因素的干擾，如果散熱器縫隙內落入灰塵，堵塞散氣孔，難以保證散熱器經過一段時間后依然可以正常工作。一旦散熱器無法正常工作，便會導致LED 燈具無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 燈具采用一體化設計，在光學一次配光設計、二次配光設計、封裝技術作用下，制作LED 燈具。因為工序較多，工藝非常復雜，燈具在工作一段時間后，必須要對發光顆粒進行替換，但是LED 發光顆粒較小，難以憑借肉眼分辨，所以在更換發光顆粒時容易存在問題，需要借助精密的儀器，才能了解LED 燈具內部元件應用狀況。LED 燈具采用的是整體設計，會對維護工作產生造成一定的干擾，無法在現場進行燈具維護。為此需要將LED 燈具拆裝，運送到生產廠家開展維護工作。目前，國內LED燈具維護又存在內部元件標準不統一的情況，LED 燈具內的發光顆粒、驅動電路、主體軀殼等各部分，由不同的生產廠家生產，所以會在維護工作期間，存在較多難題。每個廠家設定的產品標準不同，導致燈具的兼容性較低，燈具內部元件不具備通用性，導致維護工作異常艱難。同時LED 燈具驅動電源還需要整體更換，為此在一定程度上提高了維修成本。根據最近的統計發現，維修一整套的LED 路燈燈具，價值在3500 元左右，其中LED 驅動電源價格就在每套700元左右，因為LED 燈具維護成本較高，在很大程度上制約了LED 燈具的應用與推廣。

（三）自然能源的照明系統

自然能源的照明系統是以太陽能和風能為主要能源，借助螺旋式風輪葉片帶動風電控制器，實現機械能向電能的轉化，進而將電能儲存于蓄電池以及充電控制器中，最后應用于LED 燈具照明。這種照明系統具有良好的發展前景與較大的發展優勢。由于太陽能、風能是清潔的一次能源，因此將其作為發電的動力不僅可以避免資源消耗，而且符合綠色、低碳、可持續的發展理念。與街燈和路燈相比，自然能源的LED 照明系統無須電網供電以及諸多電路設施，因此具備操作便捷、組裝方便的特點。除此之外，由于采取蓄電池對電能進行存儲，因此在光能不足（陰天雨天）的情況下，蓄電池儲存的電能仍舊能夠供應5 天內夜間7-14 小時的照明效果。蓄電池的選擇將直接影響這一LED 照明系統的工作效率。通常而言，鉛酸蓄電池是其中首選。然而，由于傳統的蓄電池以電解反應為理論基礎，其生成物可能成為電解質中的雜質成分，從而縮短了兩次維護之間的時間間隔；而新型蓄電池——鋰離子電池雖然無須頻繁維護，但成本相對較高，因此難以普及。綜上所述，選擇蓄電池時應當綜合考慮維護成本、購買成本、照明效率等諸多因素。

三、結語

總之，通過以上研究，本文深入對LED 照明應用及節能措施進行了探索，在有效的分析過程，提出了具體的應用策略，希望分析能夠不斷提高節能水平，以更好地助力LED 照明技術不斷發展。