論LED新型燈具在高校節(jié)能減排中的作用

1、論 LED 新型燈具在高校節(jié)能減排中的作用北京語言大學(xué)后勤管理處 孫偉2008北京奧運(yùn)會上 LED 產(chǎn)品的應(yīng)用規(guī)模空前第 29屆北京奧運(yùn)會的開幕式以其宏大的氣魄展示了中國 5000年的璀璨文 明,在這臺大氣恢宏的開幕式演出中, LED 產(chǎn)品得到了大量應(yīng)用,無數(shù)顆 LED 將 體育場打造成數(shù)字時代的多媒體空間。開場的巨大卷軸打開了一個 4564平方米 的巨大 LED 屏幕, 這是迄今為止世界上最大的單體全彩色大屏幕, 構(gòu)成歷屆開幕 式面積最大的一個舞臺,上面鋪了4萬4千顆 LED ,是科技含量非常高的一個巨 大平臺。 LED 制造的光影效果和表演密切結(jié)合,幻化出各種圖案,將觀眾引入夢 幻般的世界

2、中。在開幕式表演中升入空中的“夢幻五環(huán)”,也是由4萬5千顆 LED 在一張大網(wǎng)上描繪而成。連演員身上的演出服也綴滿了一顆顆 LED ,隨著演 員陣形變化,讓星空降臨人間、“鳥巢”幻影重現(xiàn)在 2008年北京奧運(yùn)會上,秉承著舉辦出一屆綠色奧運(yùn)、人文奧運(yùn)和科技奧 運(yùn)的理念, LED 產(chǎn)品作為一種具體的產(chǎn)品形態(tài)和新技術(shù)的應(yīng)用將以上理念進(jìn)行了 完美詮釋。 LED 產(chǎn)品不僅為開幕式增光添彩,而且在奧運(yùn)會各個環(huán)節(jié)都發(fā)揮了重 要作用,全面助力北京奧運(yùn)會。水立方留給人們的印象是藍(lán)色的外觀,這實(shí)際上是由氣枕里面安置的 LED 燈所控制的。投資 5100萬元的水立方 LED 景觀照明系統(tǒng)面積達(dá) 5萬平方米,整 個水

3、立方的氣枕中安裝了 49.6萬顆大功率的 LED ,通過自動化系統(tǒng)的控制,三 種基色可以自由組合,能呈現(xiàn)出你所能想象的任何一種顏色。在北京奧運(yùn)會 36個比賽場館和眾多訓(xùn)練場館中使用的 LED 全彩高分辨率顯 示屏, 其產(chǎn)品總值已接近 5億元, 開創(chuàng)了奧運(yùn)會歷史上大規(guī)模使用 LED 照明技術(shù) 的先河。北京市嚴(yán)重?fù)矶碌慕煌ㄔ?jīng)被視為 2008年北京奧運(yùn)會成功舉辦所面臨的重 要挑戰(zhàn)性問題,因此交通信息服務(wù)被作為奧運(yùn)交通保障體系的重要環(huán)節(jié)。通過 LED 顯示產(chǎn)品為公眾提供動態(tài)交通信息服務(wù),成為京城一道亮麗的風(fēng)景線。到目 前為止, 北京全市范圍內(nèi) LED 交通可變情報板總數(shù)量已經(jīng)接近 300面, 遍布北

4、京 市快速路系統(tǒng)和城市主要道路, 形成了覆蓋范圍大、 受眾群體廣、 智能化水平高、 居于國際領(lǐng)先水平的先進(jìn)的交通誘導(dǎo)系統(tǒng)。可以說, 2008年北京奧運(yùn)會所采用的 LED 產(chǎn)品從數(shù)量到技術(shù)水準(zhǔn)以及應(yīng)用 方面都達(dá)到了一個新的里程碑,以節(jié)能、環(huán)保、壽命長、色彩豐富等優(yōu)點(diǎn)著稱的 新型高效固體光源 LED 成為支撐北京綠色奧運(yùn)、人文奧運(yùn)、科技奧運(yùn)的重要 力量,為 2008北京奧運(yùn)會增添了絢爛異彩。LED 產(chǎn)品在照明工程中的應(yīng)用LED (Lighting Emitting Diode 即發(fā)光二極管,過去 10年來在顏色種類、 亮度和功率都發(fā)生了極大的變化。 LED 以其令人驚嘆而欣喜的應(yīng)用在城市室內(nèi)外 照

5、明中發(fā)揮著傳統(tǒng)光源無可比擬的作用。 LED 壽命理論上長達(dá) 10萬小時,意味 著每天工作八小時,可以有 35年免維護(hù)的理論保障。由于采用低壓運(yùn)行,幾乎 可達(dá)到 100%的光輸出,調(diào)光時低到零輸出,可以組合出成千上萬種光色。經(jīng)過二次光學(xué)設(shè)計, 照明燈具達(dá)到理想的光強(qiáng)分布。 快速發(fā)展的 LED 技術(shù)將為照明設(shè) 計與應(yīng)用帶來嶄新的可能性,這是許多傳統(tǒng)光源所不可能實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的LED主要應(yīng)用于信號顯示領(lǐng)域、 建筑物航空障礙燈、 航標(biāo)燈、 汽車 信號燈、儀表背光照明,如今娛樂、建筑物室內(nèi)外、城市美化、景觀照明中應(yīng)用 也越來越廣泛, 而本文要強(qiáng)調(diào)的是白光 LED 技術(shù)在通用照明領(lǐng)域的應(yīng)用問題。 隨 著亮度

6、增加和價格降低,白光 LED 在通用照明領(lǐng)域的市場潛力越來越大。白光 LED 在通用照明產(chǎn)業(yè)的使用, 將對國家或地區(qū)的能源策略和環(huán)保策略產(chǎn)生積極的 影響。白光 LED 魅力四射,優(yōu)點(diǎn)多多。除了壽命長、耗能低之外,白光 LED 更大的 長處有四點(diǎn):一是應(yīng)用非常靈活, 可以做成點(diǎn)、 線、 面各種形式的輕薄短小產(chǎn)品; 二是環(huán)保效益更佳, 由于光譜中沒有紫外線和紅外線, 沒有輻射, 屬于典型的綠 色照明光源, 而且廢棄物可回收, 沒有污染; 三是控制極為方便, 只要調(diào)整電流, 就可以隨意調(diào)光; 四是響應(yīng)速度快。 市場上已有銷售的大功率白光 LED 光效已能 達(dá)到 100lm/W,美國加州大學(xué)固態(tài)發(fā)光及

7、顯示中心已開發(fā)出發(fā)光效率為 200lm/W的白光 LED , 這意味著一只 1W 的白光 LED 和一只 20W 白熾燈發(fā)出的光是等效的, 而白光 LED 能量消耗只有白熾燈的 1/20。白光 LED 的市場,是被 LED 業(yè)界看好的具有強(qiáng)大市場潛力的照明光源市場。 根據(jù)美國一家公司的預(yù)估顯示,全球照明光源市場平均每年以 5%的成長率穩(wěn)定 爬升; 其中, 白光 LED 較易進(jìn)入的是白熾燈泡及熒光燈市場, 此兩項(xiàng)產(chǎn)品是民用 照明最普及的光源,未來白光 LED 的市場潛力可說是相當(dāng)?shù)木薮?。白?LED 照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將影響到一個國家和地區(qū)的能源戰(zhàn)略和環(huán)保戰(zhàn)略, 因此, 各個國家紛紛進(jìn)行將 LED

8、半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)列為國家重大發(fā)展進(jìn)行支持, 我 國臺灣地區(qū)也投入巨資進(jìn)行研究和開發(fā)。 國際性大公司如通用電氣、 西門子、 飛 利浦、惠普等都已積極投入白光 LED 的研發(fā)工作。在全球能源價格高漲的情況下, 節(jié)能降耗比過去任何時候都更為重要, 全球 通過國家政策導(dǎo)向或強(qiáng)制執(zhí)行的節(jié)能目標(biāo)比過去更為明確和急迫。日本、美國、 歐盟、 韓國等相繼推出國家半導(dǎo)體照明計劃, 全球照明巨頭之一飛利浦更是宣布 2016 年前分階段完成關(guān)閉所有的白熾燈生產(chǎn)體系。我國臺灣地區(qū)也計劃全面淘 汰白熾燈泡,改用 LED 照明,預(yù)計 2010年起陸續(xù)停產(chǎn)白熾燈, 2012年底將全面 停止使用白熾燈泡。 該計劃第一步將首先從公

9、共部門開始禁用白熾燈, 更換照明 設(shè)備時不再使用白熾燈,全面改用省電燈泡或 LED 燈。預(yù)計公共部門將在 2009年第一季全面淘汰白熾燈,改用 LED 燈,而到 2012年底,全臺灣地區(qū)將全面停 止使用白熾燈泡。臺灣地區(qū)能源局長表示,“未來若全面淘汰白熾燈泡,改為 LED 照明,每年將可節(jié)能達(dá) 41%?！蔽覈卜浅Ｖ匾?LED 照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 早在國家 863計劃中就將 “半導(dǎo) 體照明工程”作為新材料領(lǐng)域的重大項(xiàng)目進(jìn)行研究, 2003年我國半導(dǎo)體照明工 程全面啟動, 于 2003年 6月 17日宣告成立了 “國家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小 組”,同時把上海、大連、廈門、南昌和深圳等五個城市

10、設(shè)立為國家半導(dǎo)體照明 產(chǎn)業(yè)示范基地,半導(dǎo)體燈替代傳統(tǒng)燈已是大勢所趨, LED 照明產(chǎn)業(yè)獲得了前所未 有的發(fā)展機(jī)遇。LED 產(chǎn)品在高校節(jié)能減排中的作用(1節(jié)能減排對維持我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)高速發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義加快建設(shè)資源節(jié)約型、 環(huán)境友好型社會, 是黨中央、 國務(wù)院在新形勢下做出 的重大戰(zhàn)略決策, 建設(shè)節(jié)約型校園是教育系統(tǒng)落實(shí)這一戰(zhàn)略決策的重要舉措。 高 等學(xué)校是培養(yǎng)人才和促進(jìn)科技進(jìn)步的主要陣地, 深入開展高等學(xué)校節(jié)約型校園建 設(shè)工作, 不僅可以促進(jìn)學(xué)校本身的能源資源節(jié)約, 降低辦學(xué)成本, 在社會起到示 范和帶動作用,還有利于促使廣大學(xué)生樹立節(jié)能環(huán)保意識,掌握節(jié)能環(huán)保技能, 對我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展產(chǎn)

11、生深遠(yuǎn)影響。根據(jù)教育部和建設(shè)部聯(lián)合下發(fā)的“建科 200890號”文件精神,要求各學(xué)校在“十一五”期間總體節(jié)能目標(biāo)是:實(shí)現(xiàn) 已有用能項(xiàng)目人均用能在 2005年所耗能量的基礎(chǔ)上降低 15%。因此各學(xué)校要完 成此項(xiàng)工作的任務(wù)非常艱巨。(2高校能源使用成本驚人我校在教育部直屬高校中算是比較小的學(xué)校之一, 但我校每年所用電費(fèi)都達(dá) 到上千萬, 2006年所用電費(fèi)為 1209萬元, 2007年所用電費(fèi)為 1140萬元。如果 照明用電占總電量按 22%估算, 那么我校僅僅用于照明, 2006年為 266萬元, 2007年為 251萬元,能源使用成本驚人。(3傳統(tǒng)日光燈維修成本驚人據(jù)我校水電維修中心統(tǒng)計,從 2

12、007年 8月 2008年 8月一年時間內(nèi),我校 教學(xué)區(qū)共維修和更換日光燈 9968條, 學(xué)生宿舍區(qū)共維修和更換日光燈 15030條。 如果把由此產(chǎn)生的設(shè)備故障成本、 人工維護(hù)成本、 產(chǎn)品產(chǎn)出成本、 時間效率成本、 設(shè)備更新成本、 系統(tǒng)增容成本等諸多間接的成本支出都算在內(nèi), 可以看出傳統(tǒng)日 光燈的使用成本非常驚人。(4國家設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)實(shí)使用的矛盾國家建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) GB500034 2004中已經(jīng)明確指出,在新設(shè)計建 筑中必須使用節(jié)能燈具, 否則節(jié)能審查不予通過。 但各學(xué)校節(jié)約能源的措施之一 就是在公共走廊照明位置設(shè)置聲控開關(guān), 通過聲音控制燈具的開關(guān)。 由于普通熒 光節(jié)能燈不適合這種高頻率

13、的開關(guān), 因此通常聲控照明都是使用不節(jié)能的普通白 熾燈。 于是這里就出現(xiàn)了一個悖論, 建筑物設(shè)計時指定用節(jié)能燈, 但安裝后各學(xué) 校為適應(yīng)聲控開關(guān)又改造為普通白熾燈。從以上幾點(diǎn)可以看出, 無論是從國家戰(zhàn)略高度, 還是從實(shí)際使用中的問題來 看,都需要有一種新型的燈具來代替廣泛使用的普通白熾燈和日光燈,而 LED 燈具正好是這樣一個替代品。(5白光 LED 日光燈代替熒光日光燈節(jié)能分析北京市節(jié)能環(huán)保中心曾經(jīng)作過一個檢測,將同樣數(shù)量的普通熒光日光燈和 LED 日光燈進(jìn)行對比試驗(yàn),結(jié)論是:在同等條件下 LED 日光燈比熒光日光燈,電 功率下降 62.8%;北京交通大學(xué)也作過相類似的試驗(yàn),在兩個不同的教室

14、分別安 裝 LED 日光燈和熒光日光燈, 在照度和使用時間相同的條件下, 用電表紀(jì)錄這兩 個教室在一段時間內(nèi)的用電量, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)每支 LED 日光燈比普通熒光日光燈每天 可以節(jié)約 0.4度電。雖然 0.4度電并不大,但如果按照一所學(xué)校有 10000支日光燈計算,若用 LED 日光燈替換熒光日光燈,則對比數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)分析如下: 普通熒光日光燈管一次性購置費(fèi)為:20萬元20元 /套×10000套 =20萬元(含燈管、鎮(zhèn)流器、起輝器費(fèi)用 LED日光管一次性購置費(fèi)用為:248萬元248元 /支×10000支 =248萬元 普通熒光日光燈管年維修費(fèi)用:28萬元其中:年損耗率的更換量費(fèi)用為

15、:20元 /支×10000支×20%=4萬元, 年人工維修費(fèi)用為:2元 /月×10000支×12個月 =24萬元 LED日光管年維修費(fèi)用:7.44萬元年人工維修費(fèi)用約:248萬(按購置費(fèi)×3%=7.44萬元 LED日光管年節(jié)約電費(fèi)約為:72萬元10000支×0.4度×30天×12個月×0.5元 /度 =72萬元 LED日光管比普通熒光日光燈管每年節(jié)約電費(fèi)、人工維護(hù)費(fèi)、更換費(fèi)用 為:72萬 +(28萬 -7.44萬 =92萬通過以上數(shù)據(jù)對比可以看出, 如將普通熒光燈管更換為 LED 日光燈管。 按產(chǎn) 品保守估計 6年的使用壽命、 目前電費(fèi)的市場價 0.5元 /度為基數(shù)來計算, 約 2.5年即可收回產(chǎn)品購置成本,后續(xù) 3.5年可節(jié)省綜合費(fèi)用約 322萬元(92×3.5=322。如果電價提高,經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。結(jié)論光電子技術(shù)是 21世紀(jì)的尖端科技。 21世紀(jì)具有代表性的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)排序,第 一是光電子產(chǎn)業(yè),其后是信息通信產(chǎn)業(yè)及健康和福利產(chǎn)業(yè)。 LED 不依靠燈絲發(fā)熱 來發(fā)光,能量轉(zhuǎn)化效率非常高,節(jié)能、環(huán)保和長壽命。理論上可以達(dá)到白熾燈 10%的能耗,相比熒光