LED被公認為21世紀“綠色照明”，具有“高節能”“壽命長”“多變幻”“利環保”“高新尖”等特點，LED通用照明成為最具市場潛力的行業熱點。如果目前1/3的白熾燈被LED燈所取代，每年就可為國家節省用電1000億度，相當於三峽工程一年的發電量。
基本介紹
led綠色照明環保特點,使用LED照明更節約,關鍵字,發展前景,國家政策走向：,節能LED綠色照明新燈具,推廣LED綠色照明已成發展趨勢,節能能源危機傳統光源遭遇全球禁令,趨勢推廣LED綠色照明已成發展趨勢,升級傳統照明進行產業升級迫在眉梢,LED節能燈介紹,
led綠色照明環保特點
使用LED照明更節約
高節能：節能能源無污染即為環保。直流驅動，超低功耗(單管0.03-0.06瓦)電光功率轉換接近100%，相同照明效果比傳統光源節能80%以上。
利環保：環保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染，不含汞元素。冷光源，可以安全觸摸，屬於典型的綠色照明光源。
高新尖：與傳統光源單調的發光效果相比，LED光源是低壓微電子產品，具有線上編程、無限升級、靈活多變的特點。
關鍵字
大功率LED發光方式為二維表面發光，出光方式具有指向性，發光角度一般只有120度，類似“手電筒照明”，無法真正替代白熾燈和螢光燈。從LED套用看，多數用於光色照明(城市景觀照明和裝飾照明)、背光源、特殊套用燈。首次亮相的通用LED多面發光體燈泡，突破LED120度單方向照明，向360度全方位照明轉化的世界性照明難題。目前的3W、1W多面發光體燈泡為全球專利產品。
發展前景
LED照明將替代傳統照明
近年來，世界上一些經濟已開發國家圍繞LED的研製展開了激烈的技術競賽。美國從2000年起投資5億美元實施“國家半導體照明計畫”。我國財政部2008年開始實行的《高效照明產品推廣財政補貼資金管理暫行辦法》將半導體LED照明列入其中。
普通25W的白熾燈僅為1元。而在LED行業同樣存在“摩爾定律”，LED的光輸出亮度每18-24個月便會翻一番，而價格會下降一半。預計2-3年的時間，LED將全面替代傳統照明進入尋常百姓家。
深圳市長方照明目前是國內LED綠色節能照明的領導廠商，公司2008年開始切入國內led節能照明市場，將結合中國消費者實際，致力於環保節能的led綠色照明事業。
國家政策走向：
2009年3月5日，溫家寶總理在《政府工作報告》中指出：2009年政府依然毫不鬆懈地加強節能減排和生態環保工作；大力發展循環經濟和清潔能源；健全節能環保各項政策，按照節能減排指標體系、考核體系、監測體系，狠抓落實；開展全國節能減排行動，國家機關、公共企事業單位要發揮表率作用。總理和國家政府對新能源、生態環保事業的重視，讓每一個照明從業人事感到無比的激動，也對照明行業的發展所面臨的機遇充滿著喜悅。
節能LED綠色照明新燈具
上世紀70年代後期，單色發光二極體（LED）生產問世，引起世界轟動，這種固態光源具有超長壽命、節約電能、易於控制光污染、運行可靠性高、發光色彩純正、光色豐富多彩、可控性好、重量輕盈、結構緊湊、供電簡單等優點，是人類自從懂得電光源照明技術以來首次出現的集多項技術優勢於一身的固體電光源。
在傳統光源中，白熾燈和鹵鎢燈的發光效率（光源的重要指標）為12-24lm/W，平均數15lm/W；高效率螢光燈和HID燈的發光效率為50-120lm/W，平均約為75lm/W。這些光源的缺點是僅把一小部分電能轉變成可見光。隨著LED技術的迅猛發展，2004年底，LED白光的發光效率只有60lm/W左右；而到了2006年底，LED白光的發光效率超過了80lm/W；到目前為止，LED白光的發光效率已超過100lm/W，甚至最先進的白光LED可達到130lm/W，是2004年底指標的二倍多。由於LED光源發光效率及光利用率高的特點，在同樣照明效果的情況下，LED照明產品耗電量是白熾燈泡的1/8、HID燈和螢光燈管的1/2。
據權威部門統計，2006年中國的發電量達到28,344億千瓦時，2006年中國照明用電量約為3,400億千瓦時以上，接近等於全國發電量的12%，幾乎為3.5座我國最大的三峽大型水力發電站的發電量。在北美、歐洲及日本等已開發國家，照明消耗約占整個電力消耗的20%。由於照明用電的猛增以及發電能源消耗的加劇，將使全球的供電勢態和環境與生態保護的現狀日益嚴峻。因LED光源節能效果顯著，美國、日本等國家和台灣地區對LED照明效益進行了預測，美國55%白熾燈及55%的日光燈將被LED取代，每年節省350億美元電費，每年減少7.55億噸二氧化碳排放量；日本100%白熾燈換成LED，可減少1-2座核電廠發電量，每年節省10億公升以上的原油消耗；台灣地區25%白熾燈及100%的日光燈被白光LED取代，每年節省110億度電。
隨著LED光源發光效率的提升，熱阻和一系列材料與工藝等技術的突破，以及LED照明系統二次光學設計技術的發展，使得一些對照明功能要求較高的空間和場合，以目前的LED照明產品完全可以替代傳統照明產品到達同樣的照明效果，例如隧道照明、道路照明、室內照明等功能性照明。LED功能照明產品以LED路燈、LED隧道燈、LED日光燈管為例，相比傳統高壓鈉燈、鹵素燈、螢光燈（日光燈）管等照明產品，有以下優勢：
■壽命長：能使用3萬小時以上，是傳統照明產品的5倍；
■光效高、顯色好：發光效率100lm，光譜窄，顯色性好，對顏色呈現眞實，更便於物體的識別；
■安裝簡便：無需整流器等配件，直接將燈安裝於燈具接上、或者將光源嵌套原有燈殼；
■發熱量小：夏天溫度控制在50度以內，可採用被動散熱方式；
■維護成本低：相對於傳統照明產品，LED照明產品維護成本極低，可採用模組化一體設計，局部故障不影響整個燈具的正常工作；
■節能效果好：相對於傳統照明產品能節能50%以上；
■安全性高：安全電壓（低壓）驅動，發光穩定、無頻閃及紫外線傷害；
■快速回響：LED發光管回響時間很短，能按要求保證多個光源之間或一個光源不同區域之間的工作切換，採用專用電源給LED光源供電時，達到最大照度的時間小於10ms；
■無光污染：LED光源定向發光的特性便於控制光的分布（配光設計），保證理想的照明效果，同時消除了LED的眩光並極大提升LED光能利用率、消除光污染；
■光損低：燈具一體化設計，避免了光的重複浪費；
■色溫可調：能滿足不同套用對色溫的需求，使觀察者倍感舒適；
■綠色環保：不含鉛、汞等污染元素，對環境沒有任何污染；
LED照明產品越來越得到已開發國家政府和企業的重視，其套用和普及的範圍正在被不斷地擴大。如今，能源和資源的短缺成為制約世界經濟發展的瓶頸，環保的需求日益迫切。LED照明產品作為新一代“綠色照明產品”逐步深入人心，其高效、節能、環保、長壽命的特點，在道路照明、隧道照明、公共照明等功能照明套用中尤為凸顯。展望未來幾年，LED照明產品將會套用於更廣闊的照明領域，並與太陽能、風能等“綠色能源”相結合，更有效地解決區域能源危機和環境問題，成為區域經濟發展的推動力。
推廣LED綠色照明已成發展趨勢
石油緊張，煤炭告急。經受10多年經濟高速發展的透支之後，中國的能源危機日益凸顯，能源緊缺問題已成為制約經濟發展的瓶頸。作為現代工業、商業與民用的命脈，近年來各地頻發的“電荒”已造成了不小的經濟損失。
在能源緊張的形勢下，作為耗電大戶之一的照明光源成為社會關注的焦點，而作為照明行業重要組成部分的道路和景觀照明在整個國家的照明耗電量中約占45～60%，地位更是舉足輕重。因此，要想整體緩解國家電力緊張和降低能耗，在主要照明能耗領域推廣節電工程，關係節能降耗大局。
節能能源危機傳統光源遭遇全球禁令
中國目前能源主要來自火力發電，而火力發電採用石油以及煤，由於石油的價格不斷飆漲造成發電成本增加，而燃煤會產生大量的二氧化碳造成溫室效應。在能源危機和溫室應日趨嚴重的當今社會，節能環保已成為照明產品的主題。據專家介紹，傳統光源的能源利用效率較低，只能將所收到電力的5%轉換成光能，能源浪費十分嚴重。因此禁用傳統能耗光源，推廣綠色節能照明勢在必行。在今年歐盟春季首腦會議上，歐盟各國達成一項共識，決定逐步用節能新光源取代白熾燈，以減少溫室氣體排放，各國也擬通過立法從2009年開始禁止能耗光源的生產，傳統能耗光源歷次遭遇全球禁令。
在我國，去年7月，國務院辦公廳下發《關於建立政府強制採購節能產品制度的通知》（國辦發[2007]51號），明確指出，各級政府機構使用財政性資金進行政府採購活動時，在技術、服務等指標滿足採購需求的前提下，要優先採購節能產品，對部分節能效果、性能等達到要求的產品，實行強制採購。8月，建設部又明令要求，各城市不得再在城區主幹道大範圍使用多光源裝飾性庭園燈，景觀照明嚴禁使用強力探照燈、大功率泛光燈、大面積霓虹燈、彩泡、美耐燈等高亮度高能耗燈具。11月，國務院又下發檔案規定從2008年起，中國地方省級官員將開始向中央上交節能答卷，如果成績單未能及格將面臨問責和“一票否決”。今年1月，財政部、國家發展改革委聯合發布《高效照明產品推廣財政補貼資金管理暫行辦法》，確保實現“十一五”期間通過財政補貼方式全面推廣高效節能照明產品。
趨勢推廣LED綠色照明已成發展趨勢
目前，市場上的節能照明產品眾多，而技術比較先進且環保的要算LED燈。LED燈即半導體照明燈，比白熾燈省電80%，比螢光節能燈省電50%。LED是發光二極體的簡稱，因其是一種固態冷光源，具有工作電壓低、耗電少、發光效率高、壽命長等特點，成為節能照明領域的主流。
目前白熾燈的壽命為1000-2000小時，LED燈的理論壽命長達10萬小時;與白熾燈相比，LED燈在同樣的亮度下節能80%以上，與螢光節能燈相比節能50%以上。中國工程院院士、中科院半導體研究所研究員陳良惠估算道：“只要目前1/3的白熾燈被半導體燈所取代，每年就可為國家節省用電1000億度，相當於三峽工程一年的發電量。”
在LED照明領域，真正將LED套用到普通照明且實現規模化量產的勤上光電無疑走在了前列。據了解，勤上光電聯合清華大學在大功率LED路燈上取得了重大突破，有明顯的創新性,已獲國際國內發明專利和實用新型專利100多項，先後承擔了北京綠色奧運道路照明工程、廣東科學中心廣場及周邊道路照明工程、清華大學內奧運場館道路照明工程以及深圳、中山、東莞常平、石排、石龍的全面改造工程，通過套用勤上光電占據了國內大功率LED行業的龍頭地位，成為擁有行業樣板工程最多的半導體照明企業。
根據“十一五”規劃，未來我國將開展十大節能工程，其中綠色照明，推廣高效節電照明系統將是一個重要內容。因此，作為繼明火和白熾燈之後的第三次照明革命，半導體照明（LED）將會成為未來幾年的技術發展趨勢。
升級傳統照明進行產業升級迫在眉梢
據悉，受2008年北京奧運會和2010年上海世博會的推動，我國LED行業未來幾年市場增速將進一步加快，在“國家半導體照明工程”的推動下，目前已形成上海、大連、南昌、廈門和深圳等國家半導體照明工程產業化基地，預計到2010年，我國半導體照明及相關產業產值將達到1500億元，而LED作為光源進入通用照明市場將成為日後產業發展的核心。
隨著LED行業和技術的不斷成熟，加上國家政策的支持和導向，目前國內外眾多傳統照明巨頭紛紛投入到半導體照明的開發中，行業洗牌進一步加劇，傳統照企產業升級迫在眉梢。
相信，未來幾年內LED會像現在的螢光燈一樣，從商業場所照明套用開始，逐漸飛入尋常百姓家。
LED節能燈介紹
1、LED發光機理：PN結的端電壓構成一定勢壘，當加正向偏置電壓時勢壘下降，P區和N區的多數載流子向對方擴散。由於電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現大量電子向P區擴散，構成對P區少數載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴複合，複合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結髮光的原理。
2、LED發光效率：一般稱為組件的外部量子效率，其為組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內部量子效率，其實就是組件本身的電光轉換效率，主要與組件本身的特性（如組件材料的能帶、缺陷、雜質）、組件的壘晶組成及結構等相關。而組件的取出效率則指的是組件內部產生的光子，在經過組件本身的吸收、折射、反射後，實際在組件外部可測量到的光子數目。因此，關於取出效率的因素包括了組件材料本身的吸收、組件的幾何結構、組件及封裝材料的折射率差及組件結構的散射特性等。而組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積，就是整個組件的發光效果，也就是組件的外部量子效率。早期組件發展集中在提高其內部量子效率，主要方法是通過提高壘晶的質量及改變壘晶的結構，使電能不易轉換成熱能，進而間接提高LED的發光效率，從而可獲得70%左右的理論內部量子效率，但是這樣的內部量子效率幾乎已經接近理論上的極限。在這樣的狀況下，光靠提高組件的內部量子效率是不可能提高組件的總光量的，因此提高組件的取出效率便成為重要的研究課題。目前的方法主要是：晶粒外型的改變——TIP結構，表面粗化技術。
3、LED電氣特性：電流控制型器件，負載特性類似PN結的UI曲線，正嚮導通電壓的極小變化會引起正向電流的很大變化（指數級別），反向漏電流很小，有反向擊穿電壓。在實際使用中，應選擇 。LED正向電壓隨溫度升高而變小，具有負溫度係數。LED消耗功率 ，一部分轉化為光能，這是我們需要的。剩下的就轉化為熱能，使結溫升高。散發的熱量（功率）可表示為 。
4、LED光學特性：LED提供的是半寬度很大的單色光，由於半導體的能隙隨溫度的上升而減小，因此它所發射的峰值波長隨溫度的上升而增長，即光譜紅移，溫度係數為+2~3A/ 。LED發光亮度L與正向電流 近似成比例： ，K為比例係數。電流增大，發光亮度也近似增大。另外發光亮度也與環境溫度有關，環境溫度高時，複合效率下降，發光強度減小。
5、LED熱學特性：小電流下，LED溫升不明顯。若環境溫度較高，LED的主波長就會紅移，亮度會下降，發光均勻性、一致性變差。尤其點陣、大顯示屏的溫升對LED的可靠性、穩定性影響更為顯著。所以散熱設計很關鍵。
6、LED壽命：LED的長時間工作會光衰引起老化，尤其對大功率LED來說，光衰問題更加嚴重。在衡量LED的壽命時，僅僅以燈的損壞來作為LED壽命的終點是遠遠不夠的，應該以LED的光衰減百分比來規定LED的壽命，比如35%，這樣更有意義。
7、大功率LED封裝：主要考慮散熱和出光。散熱方面，用銅基熱襯，再連線到鋁基散熱器上，晶粒與熱襯之間以錫片焊作為連線，這種散熱方式效果較好，性價比較高。出光方面，採用晶片倒裝技術，並在底面和側面增加反射面反射出浪費的光能，這樣可以獲得更多的有消出光。
8、白光LED：類自然光譜白光LED主要有三種：
第一種是比較成熟且已商業化的藍光晶片+黃色螢光粉來獲得白光，這種白光成本最低，但是藍光晶粒發光波長的偏移、強度的變化及螢光粉塗布厚度的改變均會影響白光的均勻度，而且光譜呈帶狀較窄，色彩不全，色溫偏高，顯色性偏低，燈光對眼睛不柔和不協調。人眼經過進化最適應的是太陽光，白熾燈的連續光譜是最好的，色溫為2500K，顯色指數為100。所以這種白光還需要改進，比如加多發光過程來改善光譜，使之連續且足夠寬。
第二種是紫外光或紫光晶片+紅、藍、綠三基色螢光粉來獲得白光，發光原理類似於日光燈，該方法顯色性更好，而且UV-LED不參與白光的配色，所以UV-LED波長與強度的波動對於配出的白光而言不會特別地敏感，並可由各色螢光粉的選擇和配比，調製出可接受色溫及演色性的白光。但同樣存在所用螢光粉有效轉化效率低，尤其是紅色螢光粉的效率需要大幅度提高的問題。這類螢光粉發光穩定性差、光衰較大、配合螢光粉紫外光波長的選擇、UV-LED製作的難度及抗UV封裝材料的開發也是需要克服的困難。
第三種是利用三基色原理將RGB三種超高亮度LED混合成白光，該方法的優點是不需經過螢光粉的轉換而直接配出白光，除了可避免螢光粉轉換的損失而得到較佳的發光效率外，更可以分開控制紅、綠、藍光LED的發光強度，達成全彩的變色效果（可變色溫），並可由LED波長及強度的選擇得到較佳的演色性。但這種辦法的問題是綠光的轉換效率低，混光困難，驅動電路設計複雜。另外，由於這三種光色都是熱源，散熱問題更是其它封裝形式的3倍，增加了使用上的困難。 偏振LED和三波長全彩化的白光LED將是未來的發展方向。
