LED照明大勢(shì)所趨技術(shù)問(wèn)題待克服
[導(dǎo)讀]2008年ETP提出，2050年全球排碳量要從620億噸下降為140億噸（BLUEMapscenario），減少這480億噸的關(guān)鍵技術(shù)中，以能源使用端效率的改善最為重要，預(yù)計(jì)占47%,其次為再生能源的供給，占21%.LED照明就是從使用端省電的方
2008年ETP提出，2050年全球排碳量要從620億噸下降為140億噸（BLUEMapscenario），減少這480億噸的關(guān)鍵技術(shù)中，以能源使用端效率的改善最為重要，預(yù)計(jì)占47%,其次為再生能源的供給，占21%.LED照明就是從使用端省電的方式，符合低碳經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)。
LED的效率趨勢(shì)如何？以各種光源的發(fā)光效率來(lái)看，白熾燈和鹵素?zé)糁挥?0~30lm/W,省電燈泡大約在70lm/W,HID能夠增加到100lm/W,燈管發(fā)光效率目前微增至近120lm/W,不過(guò)在2010年分別只有約80lm/W和不到30lm/W的LED和OLED,卻都呈現(xiàn)快速改善的態(tài)勢(shì)，未來(lái)幾年可望突破各種傳統(tǒng)燈具，LED實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)也往200lm/W邁進(jìn)。目前20~40W的燈具，LED取代趨勢(shì)已成熟，60W則還有散熱問(wèn)題未解。此外，LED的炫光問(wèn)題也有待改善。
至于壽命，其實(shí)并不一定要太久，若太久能用10幾年不換，產(chǎn)業(yè)也等于告終。發(fā)光效率lm/W對(duì)消費(fèi)者事實(shí)上并沒(méi)有意義，lm/$才是重點(diǎn)，真正要引導(dǎo)800~1,000lm/$會(huì)是基本目標(biāo)。另外，目前多個(gè)點(diǎn)光源的設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)光源不同，要能把光源設(shè)計(jì)成一個(gè)集中的點(diǎn)光源，還有光源要是四面八方發(fā)光，光的質(zhì)量，包括演色性、色溫、流明數(shù)、光型必須和傳統(tǒng)光源一致或接近。實(shí)際面來(lái)看，因省電而帶來(lái)的省錢效果必須在1.5年內(nèi)展現(xiàn)。這些都是技術(shù)上要克服的問(wèn)題。
GE日前宣布關(guān)閉美國(guó)最后一間白熾燈泡工廠，正呼應(yīng)美國(guó)2007年宣布2014年之前要淘汰所有白熾燈泡，也顯示白熾燈泡的能量效率過(guò)低。另外，飛利浦也指出LED將是照明產(chǎn)業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)力量，并預(yù)計(jì)以營(yíng)業(yè)額計(jì)的滲透率至2015年要超過(guò)50%.走得最快的日本則已達(dá)50%。
LED照明商業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)
盡管LED照明趨勢(shì)明確，但是現(xiàn)在只單做LED照明確很難生存，主要是標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有底定、技術(shù)也還不夠成熟。LED的普及與價(jià)格有絕對(duì)的關(guān)系，目前LED燈泡零售價(jià)為20美元，白熾燈為1.5美元，預(yù)期價(jià)格下降到15美元，滲透率可達(dá)4%,降至7.5美元可達(dá)10%,3.75美元，也就是白熾燈的2.5倍，滲透率可達(dá)25%。
LED照明價(jià)格為何過(guò)高？分析LED照明的成本結(jié)構(gòu)可以得到較明確的方向，相對(duì)成本中以散熱和金屬鍵結(jié)所占比重最高，其次為驅(qū)動(dòng)器，再者為L(zhǎng)ED分Bin的成本。美國(guó)能源署對(duì)LED訂定明確目標(biāo)，包括發(fā)光效率、價(jià)格，也包括螢光粉轉(zhuǎn)換等細(xì)節(jié)項(xiàng)目。目前冷態(tài)效率可達(dá)80%,但市場(chǎng)龐大的暖態(tài)則要再掉20%,剩下60%,因此要藉由許多技術(shù)開(kāi)發(fā)尋求突破。
以800lm燈泡試算，2010年發(fā)光效率100lm/W,依出光效率0.5（其它0.5為熱）、驅(qū)動(dòng)效率80%、光學(xué)效率80%、DeltaT106.3計(jì)算，輸入功率為12.5W,若依每年逐項(xiàng)效率改善的當(dāng)年?duì)顩r計(jì)算，到2015年發(fā)光效率150lm/W、出光效率0.75（其它0.25為熱）時(shí)，輸入功率為6.6W,產(chǎn)生的熱還不到2W（6.6x25%），因此，現(xiàn)在很重要的散熱，在未來(lái)根本就不是問(wèn)題。
LED燈具另一個(gè)問(wèn)題在于使用，要能讓消費(fèi)者只要開(kāi)或關(guān)就好，因此ACLED技術(shù)發(fā)展十分重要。但ACLED的橋式整流較貴，因此從整合性單芯片中拉出來(lái)變成單芯片外接橋式整流二極管，成為高壓（HV）LED,芯片適用于高電壓、低電流（不需變壓器）、因不具內(nèi)建橋式整流，可增加發(fā)光面積，AC、DC都適用，省功率也省成本，也適用于既有的調(diào)暗（Dimming）回路。
晶電并獨(dú)創(chuàng)藍(lán)光HVLED,為InGaNLED,亮度提升20%,還有紅光HVLED,為AlGaInPLED,可以將原本差距近30%的暖光和冷光縮短到相近，今年的研發(fā)目標(biāo)為130lm/W,2012年達(dá)到150lm/W以上，屆時(shí)散熱即可無(wú)為而治，不再是問(wèn)題。
LED的效率趨勢(shì)如何？以各種光源的發(fā)光效率來(lái)看，白熾燈和鹵素?zé)糁挥?0~30lm/W,省電燈泡大約在70lm/W,HID能夠增加到100lm/W,燈管發(fā)光效率目前微增至近120lm/W,不過(guò)在2010年分別只有約80lm/W和不到30lm/W的LED和OLED,卻都呈現(xiàn)快速改善的態(tài)勢(shì)，未來(lái)幾年可望突破各種傳統(tǒng)燈具，LED實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)也往200lm/W邁進(jìn)。目前20~40W的燈具，LED取代趨勢(shì)已成熟，60W則還有散熱問(wèn)題未解。此外，LED的炫光問(wèn)題也有待改善。
至于壽命，其實(shí)并不一定要太久，若太久能用10幾年不換，產(chǎn)業(yè)也等于告終。發(fā)光效率lm/W對(duì)消費(fèi)者事實(shí)上并沒(méi)有意義，lm/$才是重點(diǎn)，真正要引導(dǎo)800~1,000lm/$會(huì)是基本目標(biāo)。另外，目前多個(gè)點(diǎn)光源的設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)光源不同，要能把光源設(shè)計(jì)成一個(gè)集中的點(diǎn)光源，還有光源要是四面八方發(fā)光，光的質(zhì)量，包括演色性、色溫、流明數(shù)、光型必須和傳統(tǒng)光源一致或接近。實(shí)際面來(lái)看，因省電而帶來(lái)的省錢效果必須在1.5年內(nèi)展現(xiàn)。這些都是技術(shù)上要克服的問(wèn)題。
GE日前宣布關(guān)閉美國(guó)最后一間白熾燈泡工廠，正呼應(yīng)美國(guó)2007年宣布2014年之前要淘汰所有白熾燈泡，也顯示白熾燈泡的能量效率過(guò)低。另外，飛利浦也指出LED將是照明產(chǎn)業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)力量，并預(yù)計(jì)以營(yíng)業(yè)額計(jì)的滲透率至2015年要超過(guò)50%.走得最快的日本則已達(dá)50%。
LED照明商業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)
盡管LED照明趨勢(shì)明確，但是現(xiàn)在只單做LED照明確很難生存，主要是標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有底定、技術(shù)也還不夠成熟。LED的普及與價(jià)格有絕對(duì)的關(guān)系，目前LED燈泡零售價(jià)為20美元，白熾燈為1.5美元，預(yù)期價(jià)格下降到15美元，滲透率可達(dá)4%,降至7.5美元可達(dá)10%,3.75美元，也就是白熾燈的2.5倍，滲透率可達(dá)25%。
LED照明價(jià)格為何過(guò)高？分析LED照明的成本結(jié)構(gòu)可以得到較明確的方向，相對(duì)成本中以散熱和金屬鍵結(jié)所占比重最高，其次為驅(qū)動(dòng)器，再者為L(zhǎng)ED分Bin的成本。美國(guó)能源署對(duì)LED訂定明確目標(biāo)，包括發(fā)光效率、價(jià)格，也包括螢光粉轉(zhuǎn)換等細(xì)節(jié)項(xiàng)目。目前冷態(tài)效率可達(dá)80%,但市場(chǎng)龐大的暖態(tài)則要再掉20%,剩下60%,因此要藉由許多技術(shù)開(kāi)發(fā)尋求突破。
以800lm燈泡試算，2010年發(fā)光效率100lm/W,依出光效率0.5（其它0.5為熱）、驅(qū)動(dòng)效率80%、光學(xué)效率80%、DeltaT106.3計(jì)算，輸入功率為12.5W,若依每年逐項(xiàng)效率改善的當(dāng)年?duì)顩r計(jì)算，到2015年發(fā)光效率150lm/W、出光效率0.75（其它0.25為熱）時(shí)，輸入功率為6.6W,產(chǎn)生的熱還不到2W（6.6x25%），因此，現(xiàn)在很重要的散熱，在未來(lái)根本就不是問(wèn)題。
LED燈具另一個(gè)問(wèn)題在于使用，要能讓消費(fèi)者只要開(kāi)或關(guān)就好，因此ACLED技術(shù)發(fā)展十分重要。但ACLED的橋式整流較貴，因此從整合性單芯片中拉出來(lái)變成單芯片外接橋式整流二極管，成為高壓（HV）LED,芯片適用于高電壓、低電流（不需變壓器）、因不具內(nèi)建橋式整流，可增加發(fā)光面積，AC、DC都適用，省功率也省成本，也適用于既有的調(diào)暗（Dimming）回路。
晶電并獨(dú)創(chuàng)藍(lán)光HVLED,為InGaNLED,亮度提升20%,還有紅光HVLED,為AlGaInPLED,可以將原本差距近30%的暖光和冷光縮短到相近，今年的研發(fā)目標(biāo)為130lm/W,2012年達(dá)到150lm/W以上，屆時(shí)散熱即可無(wú)為而治，不再是問(wèn)題。
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