無極燈與LED的互補應用

　　隨著全球氣候變暖，發展低碳經濟已經成為國際共識，同時也是發達國家未來新的經濟增長模式。低碳經濟因此被寄予厚望，它不僅是傳統產業經濟的環保手段，而且有望成為全球經濟走出金融海嘯的新動力。而充當低碳經濟前鋒的則是當下迅速發展的節能照明產業，特別是以LED半導體照明為代表的綠色光源備受各國政府推崇，被譽為走向低碳經濟的驅動器。而在國內LED照明產業狂飆突進的過程中，在其技術還沒有完全成熟的情況下，近年來磁能感應無極燈產品的推出也呈現出了與LED在應用上并肩互補的發展趨勢。那么，這兩種產品到底在技術和應用上有那些差異化?有沒有互補性?他們各自的優缺點又在哪里呢?本文就LED和無極燈在技術和應用上的互補性作一分析。

　　無極燈與LED的技術差異化分析

　　無極燈與LED同為綠色光源的新秀，因為它們都具有高效節能性、長壽命性等特點而被世人所推崇。盡管性能上存在諸多的相同點，但在技術和應用上有著本質的區別。

　　從發光原理分析，無極燈是氣體放電熒光燈，它是在傳統節能熒光燈的基礎上進行進一步的技術提升，用電磁耦合代替了電極放電，在繼承了傳統成熟的技術基礎上，使得性能更上層樓，而且充分打破了傳統節能熒光燈只滯留在小功率發光的技術瓶頸。該產品通過技術改良，性能優點主要體現在高光效、長壽命、高顯色、低發熱、無頻閃等方面。而LED是屬于固體放光技術，這種技術之前主用應用在圖像顯示、信號指示領域，在這方面的應用已達30年以上。其以通用照明的身份進入人們的生活是在上世紀90年代開始，研發和應用時間比較短暫。

　　由于LED具有高效節能性，當下政府和科研人員投出了大量資金和人力進行研發，力求該產品技術應用在通用照明領域。縱觀該技術目前發展狀況，盡管研發進度較快(特別是小功率LED)，但應用在大功率照明上仍然有很多技術難點難以突破，遠遠未能達到當下人們對它的期望值。

　　從最新數據獲釋，實驗室LED光效已經可以達到180lm/w，從理論上分析其有很大的發展潛力，市場前景不可估量。但其在大功率研發上，在光色、散熱、光衰、體質等方面體現出的問題依然是一個憧憬。這些原因跟LED的技術發展基礎有著不可分割的關系，它跟無極燈的不同點是，無極燈是在傳統、成熟的技術進行突破、提升，而LED是在圖像顯示、信號指示等產品拓展出來的技術，欠缺雄厚像無極一樣的成熟技術基礎和應用實踐基礎，所以LED解決目前面臨的問題，還有一定的難度。但其在小功率照明上所取得的技術突破是值得肯定的。然而，無論是在大功率還是小功率上，光色問題依然是一大難題。從杭州浙大三色儀器有限公司測試的大功率白光LED光譜圖分析，波長為440nm左右的藍光輻射在光譜輻射分布中比較突出(左下圖)，而此波長的藍光輻射對人眼內膜產生的化學危害是很明顯的，未能為人們創造舒適的、健康的照明環境。

　　從愛迪生發明白熾燈以來，人造光源走過了100多年的歷史，但與人類數億年的生物進化歷史相比仍然短暫。人類自身的生理上還無法適應如此多變的光學輻射環境，尤其是激光、半導體發光燈光源引起的全球的關注。當照明光源的特性與自然光的特性與自然光有較大的差別時，人類生理、心理、健康會帶來一定的影響。目前，日常應用的LED產品主要是近紫外，可見光和近紅外波段。因此，LED產品的光輻射危害主要考慮眼睛的近紫外輻射損傷，視網膜藍光的光化學損傷和輻射的熱損傷。

　　相比之下，無極燈的光譜輻射分布波長在544nm比較突出(右下圖)，此波長屬于人眼對光輻射最敏感的波段，更加適合于人眼感光，是一種更加健康的綠色光源。從兩種發光技術的光色分析，無極燈光源在通用照明領域上的光色性能比LED更勝一籌。不足之處是從長遠發展而言，盡管無極燈發光效率日前可以達到90lm/w，但向上提升的空間受發光材料及發光原理所限制，未能呈現突破之跡象。

　　現階段LED與無極燈的比較

　　無極燈與LED的互補應用

　　從以上技術分析，可見目前LED與無極燈在通用照明應用領域存在著很強的互補性。LED在小功率照明和焦點性照明中無極燈是無法比擬的，而在大功率通用照明中無極燈以其低發熱、無眩光、無頻閃、光線柔和等特點又略勝一籌，這一點在市場推廣應用中已有所體現。

　　從目前無極燈技術和業界產品應用范圍去分析可以看出，無極燈80w到300w之間最受市場青睞，特別是工業照明和道路照明領域應用最多，其節能效果、高性價比得到了市場的肯定。以工業照明為例，無極燈在高效節能的同時，價格又在客戶可接受的范圍中，為此深受各大企業照明大戶歡迎。以江門市冠虹照明科技有限公司推廣應用的三菱重工金鈴空調器有限公司工程為例(該企業是珠三角主要工業照明用電大戶之一)，該用戶在選用無極燈產品之前使用的是金鹵燈，在照明改造中曾就選用LED燈或無極燈中作過比較，結果無極燈以其高性價比，與LED壽命相當、節能相當，無頻閃無眩光，高顯色性，散光均勻等優勢而被選用。該項目改造后，車間照明比原來使用金鹵燈節能百分之六十，車間完美的均勻布光使得車間亮度更強，加上其無頻閃的特性，使得生產工人的疲勞度減低，進而提高工作效率。此外，無極燈的低溫工作，使得車間的整個空間溫度減低，而由熱量所導致的安全隱患也得以降低。

　　結合產品特性，無極燈在工業照明中的成功應用，使得其在此領域的營銷推廣得以迅速提升，為此冠虹公司在短短兩個月內陸續將產品應用于以江門市為主的珠三角各大工業照明場所，如佛山健力寶集團、雅琪集團、金澤集團等企業，均得到了企業的充分肯定。

　　無極燈在市政道路上的應用，冠虹公司也打開了局面。江門市的江杜公路是國內首批應用無極燈的市政道路。該路段是江門市區的主要交通要道，同時是佛開高速、開陽高速、京珠高速、中江高速等高速連接江鶴高速出口的主要干道，該路段原使用250W鈉燈，于2009年初改造使用165W 4200k色溫無極燈，使用一年多，該路段節能效果達到百分之七十六，在燈桿高12米的情況下，垂直照度達到38Lux，平均照度保持在24Lux，達到《中國城市道路照明設計標準》的要求。就此工程案例，若選用目前技術的大功率LED產品，如果要達到同樣的照度，則需要選用額定公率120W的產品(實際使用功率要達到150w)，節能效果不相伯仲，但從價格分析，選用技術過硬的LED產品則每盞需要付出高出無極燈3到4倍的價錢，在這一點分析，同是大功率的產品，無極燈容易被客戶接受。據此，未來江門市杜阮鎮全鎮區道路3000多盞路燈將采用EMC模式改造使用無極燈產品，預計一次性投入的費用可用15個月收回成本。若同樣采用EMC模式選用LED產品，則至少需要30個月以上才可收回成本，所以就算是采用能源管理模式，無極燈仍然具有極高性價比優勢。

　　而在小功率應用上，無極燈是無法跟LED比美的，這一點可從無極燈發光原理、結構帶來的局限(功率、體積)反映出來;另外在背景照明、裝飾照明、小功率節能效果上，無極燈也略遜一籌。綜上所述，在未來通用照明領域，LED與無極燈的應用是相互補充的，它們在不同的應用領域發揮著各自重要的作用。

　　中國經濟經過三十年改革開放發展，粗放型經濟發展階段已經完成，產業經濟逐步走過了勞動密集型發展模式，目前正處于全國總體經濟架構轉型階段，未來中國產業經濟發展必將走向低能耗、高技術含量的發展格局，低碳經濟是大勢所趨，所以LED和無極燈兩大綠色光源產品均有著無可估量的市場前景。基于此，在相關政策層面、輿論層面大舉推薦LED的環境下，目前如何深刻認識到這兩種產品的特性和應用價值，從而使兩者良性、理性發展將是當下照明人的一大課題，也是相關部門如何科學引導發展的一大課題。

　　撰文：廣東省五邑大學副教授

　　江門市冠虹照明科技有限公司技術工程師 何文豐

　　江門市冠虹照明科技有限公司營銷總監 楊清仿

　　江門市冠虹照明科技有限公司工程師 林榮樂

　　【參考文獻】

　　《LED光輻射安全標準》

　　《稀土發光材料》