發揮LED的優勢 優先發展室內照明

　　1 LED的特點及優勢

　　就節能而言能夠和LED競爭的傳統光源僅有氣體放電燈，LED光源的優勢是從電能轉化為光能的物理過程僅限于發光器件內部，就是帶電粒子、自由電子和空穴都是處于束縛態，在復合時發光。發光中心也在發光體（LED器件）內部，當然光從發光體內部出來時伴有吸收和反射損失。但是氣體放電光源完全不同，發光中心在自由空間，這要求電能首先用于把電子從陰極發射出來，也就是必須有陰極區的能量損耗，這是氣體放電光源的共同特點，也是比LED多損失能量的原因所在。但在自由空間自由電子產生的氣體激發和電離引起的發光過程與LED的發光過程是等效的。這里沒有像LED器件內部的自吸收強烈，也沒有光從固體材料表面反射的損失那樣大。但是氣體放電中陰極區的存在是LED光效能夠超越傳統光源的重要原因之一。

　　氣體放電光源由于陰極區的存在，大功率長放電管的陰極區的損耗占總功率就小、光效就高，反之小功率放電光源的光效就低。再者，氣體放電光源的發射光譜與發光氣體的氣壓有關，要保證一定的蒸汽壓，特別是HID（高強度氣體放電光源）燈必須保持適當高的溫度。因此，氣體放電燈適合用于大功率，即使小體積也不怕發熱。

　　LED光源如前述，發光的過程在固體材料內部，固體材料的密度要比氣體高得多，自吸收嚴重存在，單個器件不可能尺寸太大。又因為體積小不能注入太多的電能，否則會使溫度急烈升高，會使光轉換效率下降、光效下降。因此，LED適用于小功率，并且器件工作溫度不能太高，即使LED光源可以群組成大功率，但需付出代價，突出集中表現在成本和使用的難度（散熱）方面。

　　以上是我們考慮問題的出發點，即就在目前水平上，大功率光源或大面積高光通照明應選用氣體放電光源，小面積照明應以LED為主。這個原則應該作為近期LED光源進入室內照明的切入點，由此起歩隨LED器件（特別是國產器件）性能提髙價格下降逐步占據整個室內照明市場。

2 室內照明LED產品的開發

　　某些照明產品生產企業不研究照明光源總體發展現狀，不重視發揮LED光源的優勢，克服其不足的方面，只熱衷模彷傳統光源外型，不合理地推廣只能暴露其缺點，而阻礙LED的發展。

　　2.1　LED球泡燈

　　顯然這是為追求白熾燈外形而設計，其結果是投資在模擬白熾燈外形（包括散熱的設計）更加重了成本負擔，本來比白熾燈大大節能的產品被100倍以上的價格（同樣光通）沖掉了人們心目中的節電優點。LED能否快速替代白熾燈的關鍵是設計出廉價高質量的產品而不在于是否像白熾燈。當然有著百年歷史的白熾燈在人們心目中有著深刻的印象，球泡型燈市場吸引力是大的，但中國普通老百姓的購買力相對較低，價格將是阻礙這型燈現在推廣的原因。盡管日本等國積極推廣這種款式，我國應待LED價格有明顯降低后再大量推廣。

　　值得注意的是緊湊型熒光燈是LED球泡燈的竟爭對象仍需政府補貼才能大面積推廣。可見LED光源進入家庭的難度。應該說家庭照明是室內照明的最大市場。

　　小功率照明是LED光源的優勢，10W以下的氣體放電燈其光效遠低於LED光源，5W以下的緊湊型熒光燈不僅光效低而且難於制造，LED光源能夠填補該領域的空白。作者認為0.5-3W應為球泡燈的最初重點發展方向。能使用20mA LED的小燈珠，散熱難度不大，不需要從國外進口芯片，價格便宜，市場前景應該很好。不要很久國產功率型芯片就會趕上國際先進水平，價格也下來了就可向5W以上光源發展。逐步占領緊湊型熒光燈市場。

　　2.2 管形LED燈

　　這是一種模擬熒光燈的光源。

　　如前所述，熒光燈管越長功率越大光效越高，長管型是由它的基本原理所決定的。為了組成面光源在燈具中必須并排安裝多根，當然還有其它的原因。用LED可以直接組成面光源，為什么要做成直管型模彷熒光燈呢？是我國生產的熒光燈普通市場產品光效70lm/W左右，我國LED產品的光效標稱值也許比這個值高。但是如需要2000-3000lm光源二者的差價大約也在100倍。

　　誰愿意花大價錢買一個外形相同照明效果（總光通）相近的產品呢？

　　2.3　建立LED照明技術新的設計理念充實照明學科領域

　　傳統光源在發展過程中都是突出自己的特點，沒有受前期流行光源的束縛，如白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈（HID）在其歷史發展過程中都有各自不同的設計特點，那是自身發光的物理機制所決定的。熒光燈發明大約三十年才開始仿制白熾燈外形出現了緊湊型熒光燈，又經過半個世紀才得到推廣。LED在推廣過程中應把握自己體積小、單顆功率小、工作電壓低、光效高的特點做出自身的設計，要回避缺點（散熱困難、價格高），把發展方向放在傳統光源不能進入的領域，如分散布光突出藝術氛圍、平面發光和立體發光燈具、小型投射形光源等。

　　隨著LED光源的推廣在建筑物理學科中有關建筑照明的內容應發展和填補適合LED光源的設計方案，從事燈具研究的學者也應設計出突出LED特點的燈具走出傳統光源相關行業的束縛。3 LED優先發展的室內照明領域

　　由前述LED體積小、單顆功率小、工作電壓低的特點，它不僅首先替代白熾燈，還有排擠緊湊型熒光燈的潛力，因為小功率氣體放電燈光效不高，所以室內照明LED有廣闊的推廣前景，具有以下幾個領域可優先發展。

　　3.1　重視家庭照明的應用

　　家庭照明市場大，照明面積小不需要高通量光源，但要求照明具有藝術效果，這正是LED光源的優勢，巧妙地分散照明設計或藝術類燈具對年青一代用戶具有極大吸引力，當然受價格高的影響，市場的推廣會有一個過程。所幸的是現在市場中能見到這種產品，希望在價格上多一些擋次供不同人群選取。

　　3.2　交通車輛內部的照明

　　汽車、火車、輪船和飛機內部照明LED也有巨大優勢，這些設備的基本條件是蓄電池，利用LED光源可以不要逆變器，電源效率有可能提高，對電源波動（主要是低于正常值）仍能工作，當然光效高的因素比一般民用產品更受重視，而價格高也比民用品更能容忍。

　　3.3 賓館酒店及娛樂場所照明

　　高檔賓館酒店、會所、ＫＴＶ等娛樂場所不需要高的光通量，講究燈光設計的藝術效果，環境光線要使人感受特定的情調，LED燈具可實現不同色彩的光且光線柔和。目前，LED在這些場所已有應用，價格方面也能夠接受。

　　3.4　特殊照明的應用

　　由于LED光源不含紅外、紫外光譜成分，直流供電、發光穩定對于特殊照明就顯得很重要，如文物、貴重商品、學生的臺燈、醫療設備等。這里特別要指出的是這類光源要具有高的顯色指數，對發光的方向都應該有合乎需要的限定。

　　3.5　辦公照明、LED與熒光燈的競爭

　　LED光源用于教室與大型辦公室、車間等照明燈具當前同熒光燈燈具相比優勢不大，可以從面光源燈具與之竟爭。

　　（1）照明環境要求光通量高，LED總體價格太高。

　　（2）熒光燈是首選光源，如前述的熒光燈由于陰極區占的能量損耗小，光效也高（以上），千流明價格大大低于LED，如無特殊原因當前不會選用LED燈具。

　　（3）面光源LED燈具可與之竟爭由于不能得到大面積均勻放電，只能做成直管型放電燈，如果用分散的LED小燈珠排成面光源既美觀又方便，所以LED直管燈實在沒有必要。當然目前價格尚高推廣還有難度，隨看LED價格的下降竟爭力會再提高。4 與時俱進大力推廣LED在室內照明中的應用

　　（1）大力提高國產器件水平，提高占有率

　　作者認為就當前技術LED功率型器件的近期光效不會超過200lm/W，我國當前市場上常見產品不足100lm/W，進口產品在100lm/W以上。在優先發展民族工業的前提下，現階段應該大量選用小功率LED和低光通應用環境，室內照明應該大力推廣。注重產品可靠性，適當照顧到價格，創造條件鼓勵選用國