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LED照明需走自主创新之路

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摘要:LED照明需走自主创新之路
全球提倡低碳生活,节能减碳的LED半导体照明成为时代“宠儿”。LED是全球瞩目的新一代环保光源,其高亮度、低热量、长寿命、无毒等优点,被称为21世纪最具发展绿色照明光源。目前,我国已将半导体LED照明列入了中长期科技发展规划,已经初步形成外延片生产、芯片制备、封装集成、LED应用的产业链。在当前机遇下,自主创新显得尤其重要,深圳大学建筑与城市规划学院赵海天教授用LED路灯通过问答的形式分析了自主创新的可行性。

自主创新可行吗?

得到政府支持的半导体照明产业,是一个大发展的契机,许多企业都看好这个朝阳产业的发展空间,特别是半导体户外照明灯明显节能优势,诸多企业,还不甚了解半导体道路照明制作的特点下,一时间:“百家争鸣、百花齐放”的产品纷纷推向市场。

目前LED应用与研发主要是用LED与传统光源进行简单的替换,几乎,所有LED厂家统统沿用传统路灯的设计思路,追求几十瓦、上百瓦的大功率LED路灯以求与目前的HPS灯造型、安装方式完全相同或兼容,导致当前LED路灯及安装方式几乎全部以适用于HPS光源的“蛇头(平板蛇头)灯”为标准进行设计和制造,而非以LED发光规律为出发点进行研发。

简单替代可行吗?

模拟、仿造、沿着现今的常规照明路灯多种“蛇头”形状制作,从国内现有参与制作LED路灯的企业厂家来看,大部分是没有制作过路灯,对路灯制作的技术具体要求比较模糊、互相参照模仿,以常规传统“蛇头”形状制作居多,当今LED路灯矩形状的重量与风阻影响着路灯的改造安装,在光学配光和维护要求上与其常规气体 放电灯灯具相比难度较大,特别是直接的使用方业主反映强烈,给应用推广带来了困难。

眩光问题。眩光是由灯或灯具过高的亮度直接进入视野造成的,眩光效应的严重程度取决于光源的亮度和大小、光源在视野内的位置、观察者的视线方向、照度水平和房间表面的反射比等诸多因素,其中光源的亮度是最主要的。不论是大功率还是小功率,配光处理不好的话是有眩光的,现在好多LED灯具为了达到光效,选用透明面罩,效果很差。

无效照明问题。目前,多数的公共空间如走廊、步行梯、停车场、卫生间、电梯、马路。一般是靠传具长时间照明,而这些地方有时却空无一人,电能被白白消耗。所以最省电的技术不是在灯的瓦数上,而是如何让灯变得更智能,更人性化。没人使用的时候可以进入“休眠”状态,有人出现又会慢慢被唤醒。

可见度问题。斑马线效应和在空气污染严重,下雨有雾的天气的环境中,造成灯亮地面不够亮的现象,因此,要降低能耗,而又不影响照明可见度这个最终目标的前提下,最重要的主攻方向就是努力提高照明的总均匀度。良好的照明总均匀度,就可以适当地降低照明的平均亮度,这样能达到同样的识别辨认物体的视觉效果,同时又能达到节能降耗的目的。

事实表明,以LED光源替换HPS光源并不是照明方式的改变,也不可能解决高位灯照明方式存在的问题。

LED路灯有哪些新问题?

光效问题。对道路照明要求感悟不足,科学性点光源光学配光难点及对色温在道路照明中的重要性忽略,易造成眩光,斑马效应和在空气污染严重,下雨有雾天气的环境中,造成灯亮地面不够亮的现象。

散热问题。无论是单点还是多点光源的LED路灯都存在着散热难的问题。一盏采用250W高压钠灯的路灯,由于技术较成熟,散热控制得很好,即使工作5000小时,光衰仍然较小,相同条件下大功率LED路灯,由于散热问题不易解决,光衰较大,发光效率会下降到30%.如果想用加大电压电流的方法提高光效,很容易造成LED芯片损毁的现象。

寿命问题。LED驱动电源不稳定是行业共识,实际上它在拖LED照明行业后腿,因为驱动电源是LED路灯的重要部件,其故障将导致整灯的失效。由于户外工作的恶劣环境,其中电源部分元器件的寿命成为驱动电源甚至整个路灯的寿命瓶颈。

重量问题。LED路灯造价较高,不利于推广普及。虽然目前初步解决了LED路灯的散热问题,但是过高的价格和过重的灯头仍然会阻碍LED路灯的普及。

何为LED的自主创新?

一是LED中上游芯片等技术的研究。中国作为世界最大的照明市场,LED上中游技术环节薄弱成为了一块硬伤。众多国内厂商缺乏核心技术,在创新研发上投入非常小,导致LED的关键技术长期被国外垄断。没有技术,就没有出路,光以一股傻劲投入狂热的不负责任的大生产运动,导致产能过剩、质量参差等等负面影响不断。

二是LED相关标准的研究。作为一种受人瞩目的新的照明产品,使用LED光源的灯具如何满足应用的要求,是目前LED灯具产品面临的一大课题。要解决这一问题,应从了解现有灯具标准体系开始,明确制定灯具标准的基本原则,当以科学的眼光看LED灯具的特性时,我们就会了解,现有灯具标准已经覆盖了LED灯具,由于LED灯具的一些特性,还需要对LED灯具提出附加要求,制定LED灯具的特殊要求标准。

什么制约了自主创新?

浮躁是自主创新的天敌,过于急功近利。

浮躁在产品方面的表现。目前LED应用与研发主要是用LED与传统光源进行简单的替换,沿用传统路灯的设计思路,以LED光源简单的替代传统光源,不能很好的发挥LED的优势。

浮躁在研究方面的表现。现在靠企业单打独斗的技术研发模式,已经很难适应瞬息万变的市场环境,必须与产业上下游所有企业、机构联成一体,共同建立面向研发乃至整个产业的“创新链”,才能推动大规模技术创新。

浮躁在媒体方面的表现。许多媒体不能够真正把握产业的发展动向,对于产业的发展喜欢夸大其词,致使行业内的企业不能够真正了解产业的发展状况,出现错误的判断。

因此,LED产业属于战略性新兴产业,还有很长的路要走,在产业发展过程中自然会遇到体制、观念、技术、市场等多方面的问题,既需要企业自身努力,更需要各方面给予关注、重视和支持。LED行业是一个极具发展潜力的行业,我们有信心面对挑战,勇于创新,加强合作,深化应用,引导LED产业的健康可持续发展,推动我国LED产业做大做强。
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