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21世纪的节能新光源—半导体照明(LED发光二极管)

21世纪的节能新光源—半导体照明(LED发光二极管)

  • 分类:索菲动态
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2012-03-24 12:30
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21世纪的节能新光源—半导体照明(LED发光二极管)

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     人类照明的历史经历了漫长的发展过程。过去,人们曾长期靠燃烧木材照明;直到1772年燃气照明才进入人们的生活;1879年爱迪生发明白炽灯,从此人类的照明进入了一 

 
个崭新的时代。上世纪九十年代末,随着 第三代宽禁带半导体材料GaN的突破,半导体技术继引发微电子革命之后又在孕育一场新的产业革命——照明革命,其标志是基于半导体发光二极管LED)的固态照明(亦称“半导体灯”),将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域。

     LED固态照明被认为是21世纪的照明新节能光源,因为在同样亮度下,半导体灯耗电仅为普通白炽灯的1/10,而寿命却可以延长几十倍。此外,LED器件是冷光源,具有光效高、工作电压低、耗电量小、体积小、可平面封装、易于开发轻薄型产品、结构坚固且寿命很长等特点。LED光源本身不含汞、铅等有害物质,无红外和紫外污染,不会在生产和使用中产生对外界的污染。因此,半导体灯具有节能、环保、寿命长、免维护、易控制等特点。无论从节约电能、降低温室气体排放的角度,还是从减少环境污染的角度,LED作为新型照明光源都具有替代传统照明光源的极大潜力。半导体照明技术不仅可以应用于白光通用照明,在其它很多方面已经得到了广泛的应用,如各种仪器仪表的指示光源、装饰照明(景观、家居、休闲、商用装饰)、汽车等各类交通工具照明、交通信号显示、背景显示、电子屏幕、军用照明及旅游、轻工业产品等。如同晶体管替代电子管一样,半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯,必将在照明领域引发一场革命。

      很多国家已经为照明革命的到来做了充分的准备。日本、美国、欧盟、韩国等相继推出国家半导体照明计划。目前,美、日、欧盟皆有官方成立专案,编制预算与计划推行白光LED照明。日本的21世纪“光计划”计划从1998-2002年耗费50亿日元推行白光照明,并到2006年完成用白光LED照明替代50%的传统照明;欧盟的“彩虹计划”已在2000年7月启动,其计划是通过欧洲共同体的补助金来推广白光LED的应用;美国的“国家半导体照明计划”则是从2000年到2010年,其计划耗资5亿美元,到2010年前后,用半导体灯代替55%的白炽灯和荧光灯,这样每年可以节约350亿美元。2003年我国半导体照明工程全面启动,在材料、芯片、封装和应用产业化支撑技术方面取得较大突破。我国已在上海、大连、厦门、南昌、深圳等5个城市设立为国家半导体照明产业化基地。面对半导体照明市场的巨大诱惑,世界三大照明工业巨头通用电气、飞利浦、奥斯拉姆集团纷纷与半导体公司合作,成立半导体照明企业,并提出要在2010年前使半导体灯的发光效率再提高8倍,价格降低到1%。一场抢占半导体照明新兴产业制高点的争夺战已经在全球打响。美国能源部预测,到2010年仅在美国,半导体照明就可形成一个500亿美元的大产业。

    目前,我国能源危机日益严峻,而半导体照明可显著达到节能目的。现在我国每年照明耗电为2000亿千瓦时,占全国用电总量的12%。由于同样亮度下,半导体灯用电量仅为白炽灯的1/10,只要有一半的白炽灯被半导体灯取代,每年就能为国家节省用电近1000亿度,相当于一个三峡工程的发电量。

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