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科学生活:LED具有无可比拟的节能环保优势
中央政府门户网站 www.gov.cn   2009年07月15日   来源:科技日报

    从红外线遥控器到手机显示屏,从交通指示灯到家用电器显示器,LED(发光二极管)正“润物细无声”地改变着我们的城市和生活。半导体技术,继引发微电子产业革命之后,又开始在全球酝酿着一场新的绿色“光亮革命”。

    上海东方明珠塔、五角场“彩蛋”、东海大桥……这些申城的有名建筑都有了一种共同的新型光源——LED。它们照亮了五彩的上海,在夜晚散发着迷人的灯光,璀璨而不奢华。在8月22日—24日举行的第四届中国国际半导体照明展览会上,这些LED新光源大放异彩。

    LED,即发光二极管,利用固体半导体芯片放出能量,能够直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白等多彩的光。小小的、嵌在芯片上的发光体,多年来一直只用作电子设备的电源指示灯。随着节能和环保要求的不断提高,LED这种新型光源的适用范围不断扩大,除特殊照明领域外,大尺寸液晶电视背光源、汽车、商业和工业照明已逐步成为LED主要应用领域。

    2006年,全球LED贸易市场超过70亿美元,年均增长率超过20%。LED正在改变全球照明行业的格局,毫不亚于二战后霓虹灯和其他充气灯泡发明带来的技术革命性的影响。

    耗电是普通灯泡的1/10

    “将我国1/4的照明灯光换成LED,一年可节约相当于1个三峡电站的发电量”,来自于上海半导体照明工程技术研究中心的李抒智说。无疑,节能环保是这一光源最大的突破所在。

    有关专家形容LED的发光原理“就如同打雷闪电一样”,传统的灯泡是在一个真空管里放入一根通电灯丝,而LED是块半导体芯片,由电子移动发光,转化效率可达到68%。相比之下,普通电灯泡的发光由电能转换为热能再转换成光能,转换效率仅为12%。

    正因为如此,LED具有其他光源无可比拟的节能环保优势。在同样照明效果下,LED的耗电仅相当于普通灯泡的1/10。在特殊照明领域,景观照明(替代霓虹灯)可节能70%,交通信号灯(替代白炽灯)可节能80%。此外,LED的使用寿命也比普通灯泡延长100倍,光线质量高且稳定。因为LED运用的是冷光源,因此眩光少、无辐射,使用中也不会发出有害物质,而且废弃物可回收,没有污染。

    景观照明“建筑一体化”

    看过上海五角场“彩蛋”的人一定会对其夜间华美璀璨的灯光图像记忆深刻。它画面清晰,色彩鲜艳,栩栩如生,在电脑控制下图像变幻无穷。这就是LED的功劳。

    五角场“彩蛋”的照明光源由142万个LED光点组成,若将这些光点连起来可连成14公里。由于条状的LED是被镶入“彩蛋”钢架的条缝上,因而并没有破坏其原有的外观和白天景观,到了晚上便成了一个色彩斑斓的灯光舞台。据悉,“彩蛋”灯光照明的实际耗电仅为80.3千瓦/时,最大峰值为每平方米耗电7.8瓦,若是同样面积的非LED显示屏,其耗电量则是10倍以上。

    LED光源结构轻质,体积小巧,能适应多种几何尺寸和不同的空间大小。因此,灯具可以设计制作得非常小巧美观,适合安装在任何建筑结构上而不影响其外观整体美感。据杨浦区市容管理局王卫平副局长介绍,将LED显示屏技术运用到城市景观中,还可以做到“建筑一体化”,即LED光源可以与城市建筑完美结合,做到见光不见灯,届时将不只是大屏幕的灯光闪烁,而有更多的建筑也能散发出光的魅力。

    LED不仅色彩鲜艳丰富,而且响应时间短,控制极为方便。利用时序控制电路,可实现各种颜色动态变化,瞬时变色。此外,它还具有方向性强,无视觉污染的特点,能采用电池、太阳能、风能或其他众多能源作其电源,因此在景观灯光工程中备受青睐。正在研发中的渤海湾跨海大桥照明显示灯,就将不再需要电源、电缆及电线杆等设施,而使“风能、太阳能与LED道路照明、LED景观显示”合为一体。

    LED产业发展前景广阔

    “若是上海标志性建筑、景观照明和公共照明由半导体照明取代传统照明,全市年照明用电将能节约10亿千瓦时。”可见,LED在上海的应用将是潜力无穷的。上海拥有发展LED产业得天独厚的市场及科研优势,其产业化已经初具规模,并在寻求新一轮的突破,以抢占LED这一革新性产业发展的制高点。截至2006年,上海已拥有105项LED相关专利,并获得多项科技成果大奖;同时还制定了100多项光学行业的国家标准、行业标准和内部标准。

    上海2010年世博会的申办成功,必将推动上海城市建设新一轮的大发展,也必将为上海半导体照明产业提供广阔的市场发展空间。相信在不久的城市上空,LED光照会让这个世界变得更美丽。(记者 王春)

 
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