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LED照明灯具的应用与节能效果分析

作者:赌钱游戏    发布时间:2020-07-14 10:34    

  LED照明灯具的应用与节能效果分析_电子/电路_工程科技_专业资料。LED照明灯具的应用与节能效果分析 俞炎锋 摘要:LED 照明灯具作为新一代照明光源具有节能、环保、安全可靠等特点。本文对 LED 照明灯具 基本结构、发光原理、发展概况和应用场合进行了介绍,并对 L

  LED照明灯具的应用与节能效果分析 俞炎锋 摘要:LED 照明灯具作为新一代照明光源具有节能、环保、安全可靠等特点。本文对 LED 照明灯具 基本结构、发光原理、发展概况和应用场合进行了介绍,并对 LED 照明灯具节能效果进行了对比测 试分析。 关键词:LED 照明、单位平均照度电耗、照明功率密度、节能 引言 中国是目前世界上仅次于 美 国 的 能 源 消 费 大 国。 2012 年全国能源消费总量为 36.2 亿 吨标准煤,比上年增长 3.9%, 约 占 全 球 能 源 消 耗 的 20% 左 右。其中煤炭占一次能源消费 总量的比重大约为 66.4%,石 油和天然气分别占一次能源消 费总量的 18.9% 和 5.5%。 2012 年全国基建新增发电 设 备 容 量 8700 万 千 瓦, 年 底 全国发电装机 11.44 亿千瓦, 同比增长 7.8%。其中火电 8.19 亿 千 瓦, 水 电 2.49 亿 千 瓦, 核 电 1257 万 千 瓦, 风 电 6237 万千瓦。火电依然是我国的主 要发电方式。 当前我国电力能源较为紧 张,煤炭资源存量有限,很多 地区在用电高峰期容易出现供 电短缺的状况,而照明用电占 全 国 电 耗 的 15%, 因 此 做 好 照明节能工作可以有效地为我 国节约大量电力资源与煤炭资 源,并减少温室气体等废气的 排放。 一、照明灯具发展概况 在 19 世 纪 爱 迪 生 发 明 电 灯之前,人类实现照明的方式 非常简单,那就是直接借助各 种火源的直射光,例如蜡烛、 油灯等。这些发光设备虽然在 人类的历史长河中点燃了漫漫 岁月,却因为极低的发光效率 和发光质量,只能尘封在历史 的博物馆中,进入 20 世纪后, 随着人类新工业革命的爆发, 以爱迪生发明的新式白炽灯为 代 表 的 照 明 设 备, 正 式 成 为 人类生产生活中的主流发光设 备。 在白炽灯出现之后,人类 社会的电力照明设备大致经过 了三个重要的发展阶段,这三 个阶段中的代表性光源分别为 荧光灯、高强度气体放电灯和 LED 光源。 在这三大类光源中,LED 照 明 技 术 是 出 现 时 间 最 晚, 优点最多的一种照明技术。因 此,自从 20 世纪 60 年代出现 以来,伴随着近代半导体技术 的发展,得到了大量的普及应 用,特别是进入 21 世纪之后, 由 LED 照 明 技 术 衍 生 而 出 的 LED 显示技术和 LED 辅助显示 技术,已经显露越来越强烈的 发展势头。 二、LED 照明灯具基本结 构与发光原理 LED 是 英 文 light emitting diode(发光二极管)的缩写, 它的基本结构是一块电致发光 的半导体材料,置于一个有引 线的架子上,然后四周用环氧 树脂密封,起到保护内部芯线 的作用,所以 LED 的抗震性能 好。 发光二极管是由Ⅲ - Ⅳ族 化合物,如 GaAs(砷化镓)、 GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷 化镓)等半导体制成的,其核 心部分是由 p 型半导体和 n 型 半导体组成的晶片,在 p 型半 导体和 n 型半导体之间有一个 过渡层,称为 p-n 结。在某些 半导体材料的 PN 结中,注入 的少数载流子与多数载流子复 合时会把多余的能量以光的形 式释放出来,从而把电能直接 转换为光能。 PN 结加反向电压, 少数载流子难以注入,故不发 光。这种利用注入式电致发光 原理制作的二极管叫发光二极 管,通称 LED。当它处于正向 工作状态时(即两端加上正向 电压),电流从 LED 阳极流向 阴极时,半导体晶体就发出从 紫外到红外不同颜色的光线 三、LED 照明灯具的应用 目前 LED 照明灯具主要应 用于普通照明和特殊照明中, 另外还在汽车、背光照明和便 携灯具方面有所应用。 ①普通照明:包括 LED 日 光灯、LED 射灯、LED 筒灯、 LED 球泡灯和 LED 吸顶灯等。 ②特殊照明:包括太阳能 庭院灯、太阳能路灯、水底灯 等; ③汽车照明:高温刹车灯、 刹车灯、转向灯、倒车灯等; ④ 背 光 照 明: 普 通 电 子 设备功能显示背光源、笔记本 电脑背光源、大尺寸超大尺寸 LCD 显示器背光源等; ⑤ 投 影 光 源: 投 影 仪 用 RGB 光源; ⑥便携灯具:手电筒、头 灯、矿工灯、潜水灯等。 四、LED 照明灯具节能效 果分析 LED 照明灯具具有发光效 率高、寿命长,节能等特点, 图1 测点布置示意图 为了测试其节能效果,我们选 取了四组 LED 照明灯具和普通 照明灯具,在满足照明需求的 前提下,按照《照明测量方法》 (GB/T5700-2008) 标 准, 进 行了光效对比测试。 1、测试灯具选择 本次测试选择了四组 LED 照明灯具与普通照明灯具进行 对比测试,测试灯具主要参数 如表 1。 ????????????????? 2、测试方法与内容 (1) 现场照明测试在灯具燃 点 30min 后进行; 测试室:长 × 宽 × 高= 2500mm×2500mm×2000mm (2) 室内测试场地没有天然 光,且室内宽敞,对反光物进 行遮挡,排除杂散光射入; (3) 电能测量采用 HIOKI-3332 单 相 功 率 计, 功 率 测 量 为 整 台 灯 具 功 率, 光 照 度 采 用 ?? ??? ??? ???/( ????? ???? ????? ??? ??? ?? /(?? )73$5 h: ???? (&267$5 6 /(??? ????? /(???????? ?? 乱??? ?? 6//37&/: 6/7+7&/: f. ???? . ???? .? .  .? .  . ???? $&9 f+] /( :乫?乫? $&9 +] $&9? +] 催? /( ???? $&9? +] $&9 f+] $&9? +] ???? ?????? $&9? +] $&9? +] ?⑤?? ???? 亲???? ???? 7/: ?????  :乫?乫? /( ??? :乫?乫? ??????? 26 testo540 照度计; (4) 测试时灯具下端距离测 点( 地 面) 垂 直 距 离 为 2m, 测 试 区 域 为 2.5m×2.5m 正 方 形,测点间间距为 0.5m,共布 置 25 个测点,测试布置见图 1。 3、测试结果与节能分析 四组 LED 灯具与普通灯具 光效对比测试结果如表 2 所示。 根据测试结果,计算 LED 灯具的实际节能效果, 见表 3。 由测试结果可知,在满足 照明需求的前提下,LED 灯具 与其他灯具相比,照明功率密 度 节 电 率 在 42.90% ~ 88.75% 之 间, 单 位 平 均 照 度 电 耗 节 电 率 在 44.47% ~ 87.47% 之 间, 实 测 功 率 节 电 率 在 42.90% ~ 88.75% 之 间。 在 相同照度下功率节电率则在 44.49% ~ 87.48% 之间。 测 试 证 明,LED 灯 具 与 普通照明灯具相比,具有较好 的节能效果。但不同种类 LED 灯具之间电耗也存在一定的差 距。 其 中 LED 射 灯 单 位 平 均 照度电耗仅为 0.1427 W/lx,而 LED 球灯泡单位平均照度电耗 达 0.4415W/lx,接近日光灯的 单位平均照度电耗。因此,在 购买照明灯具时,应根据不同 场合,选择适合的灯具品种。 结束语 照明灯具的不同造成了电 耗的不同,合理选用节能灯具, 可以为节约能源,降低使用成 (上接 24 页) 总之,生物质能源产业发 展机制的创新,既需要政府的 重视, 更需要全体社会的参与, ??????????? ?? ?? ?????O[? ?????:? ???? ?? ?? ?????O[? ?????:? ???? ??/(??乱???:???+,2.,????????????????:?? ??? /(??? ????? ??? /(??? ????? /(?? ??? ???? ??? /(??? ????? ?/(????????????????? ?? ?? /(?? ??? ??? ???? ???  /(??? ?? ??????  ???????? ?:O[? ?????:? ?ㄝ??????? ?:? ?? ?? /( ??? ??? ?? ??? ???  /( ??? ??? ?? ??? ???  ???????? ?:O[? ?????:? ?ㄝ??????? ?:? ???ㄝ??????????????????????????????? 本以及节能减排起到非常重大 的作用。在电力与煤炭资源紧 缺,耗能量猛增的今天,拥有 节能、环保、使用成本低等诸 多优点的 LED 节能灯具有巨大 的发展潜力,今后将逐步被更 多的用户所接受而成为照明灯 具的主力。 (作者单位:宁波市能源 检测有限公司) 将环境友好转变为经济优势, 促使产业走上健康和良性的发 展道路。 (作者为北京林业大学经 济管理学院副教授,管理学博 士) 27


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