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能源解决方案

LED照明的持续革命

LED照明持续改进,并宣布了另一项创纪录的功效

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LED效率不断提高。Cree的新XLamp XP-G2 LED芯片提供高达165流明每瓦。
图片来源:Cree Inc.
LED效率不断提高。Cree的新XLamp XP-G2 LED芯片提供高达165流明每瓦。
图片来源:Cree Inc.
Cree的CS18八英尺线性LED灯具。
图片来源:Cree Inc.

几天前,我又收到了一份关于LED照明效率新纪录的新闻稿。在这场重新定义电力照明的革命中,这些几乎是司空见惯的。

为了支持,让我提供一个简短的照明技术和历史简介。

白炽灯提供了第一个电力照明,托马斯·爱迪生在1880年左右发明了第一个商业上可行的灯泡(基于许多其他人的发明),自1911年通用电气公司推出钨丝灯泡以来,技术变化相对较小。电流流过钨丝制成的非常细的盘绕灯丝,发出白热,产生光。使用白炽灯时,大约90%的电转化为热,只有10%转化为光。

20世纪20年代,随着荧光灯的发展,照明发生了革命性的变化。利用这项技术,电弧在充满汞蒸汽的玻璃管中产生。电弧产生紫外光,紫外光为玻璃管内表面的磷光涂层提供能量。这些荧光粉会发出荧光,发出白光。

各种高强度放电(HID)照明技术(汞蒸汽、高压和低压钠和金属卤化物)也通过激发汞蒸汽来发挥作用,但使用其他气体则不需要荧光粉。可以产生非常集中的光,这使得这种照明在路灯、体育场照明等方面很受欢迎。

进入LED照明

LED照明从根本上不同于白炽灯、荧光灯或HID照明。LED是“发光二极管”的缩写。这是一种固态器件,由一种特殊的半导体材料制成,通电时会发光。最初的LED灯是红色或绿色的(取决于半导体材料),主要用作电子设备上的指示灯。后来又出现了蓝色和其他颜色。长期以来的挑战一直是生产质量白色光。

在过去的10-15年里,开发人员已经找到了将不同颜色的led组合在一起产生白光的方法,或者使用荧光粉涂层来改变发出的光的颜色,这样我们就能看到白色。

LED照明避免了荧光灯和HID照明中的汞,其效率(以每瓦电力消耗产生的流明光为单位衡量照明效率)现在大大高于白炽灯,现在最好的LED甚至比最先进的T-5荧光灯的效率更高。

当我第一次写关于LED区域照明(而不是出口标志)在环保建筑资讯2002年,我报告了LED性能的突破。公司刚刚推出了一种新的LED光源Lumileds这提供了惊人的24流明每瓦。这比白炽灯的效率要高得多,但仍远不及荧光灯。在同一篇文章中,我引用了Lumileds公司的一位研究人员的话,他认为LED的性能最终将达到每瓦100流明左右。

当今最先进的LED照明

我几天前收到的新闻稿克里族照明(LED和LED照明产品的另一个主要生产商之一)报告说,他们新推出的XLamp XP-G2 LED在冷白光下提供了惊人的165流明/瓦,在暖白光下提供了145流明/瓦(假设温度为25°C)。在85°F(考虑设备中最坏的情况)下测量,XP-G2的效率下降约8% -分别为151和133流明每瓦。

Cree的CS18八英尺线性LED灯具。点击图片放大。
[图片来源:Cree]

一旦这些LED被应用到实际的照明产品中,效率就会下降,但目前使用早期LED的最好的LED灯和灯具仍然可以提供每瓦100流明以上的亮度。克里族的CS18八英尺线性灯具例如,对于商业建筑,它提供高达120流明/瓦。

可以取代白炽灯泡的小型LED灯的性能还没有达到100流明/瓦。飞利浦的最好称EnduraLED这种灯泡只用10瓦的电就能发出900流明的光(比60瓦的白炽灯还亮)。效率是90流明/瓦。

led的光质量也在稳步提高。上面提到的Cree CS18和Philips endaled产品的显色指数(CRI)都达到了90,这比几乎所有可用的荧光灯都要好。Cree的一盏LED灯的CRI为93。

LED灯的寿命很长。Cree CS18的保证期为5年,额定寿命为5万小时,而飞利浦EnduraLED的额定寿命为3万小时——相比之下,典型的线性荧光灯(用于商业照明)约为2万小时,紧凑型荧光灯(CFL)为1万小时,白炽灯为1000小时。

大多数(但不是全部)LED灯也是可调光的。Cree CS18可调暗至5%,飞利浦耐久灯可调暗至10%。

我真的很喜欢这个不含水银的设计。

成本和耐久性

虽然大多数LED灯和照明装置的成本明显高于白炽灯和荧光灯产品的成本,但成本下降的速度与性能上升的速度一样快。飞利浦(Philips)耐久灯具(EnduraLED)系列的灯具售价最低可达24美元,我猜几年内将降至不到10美元。

但是要注意,市场上有很多低质量的LED照明产品,价格往往非常低。廉价LED产品的最大问题往往是热量管理不足,这会缩短寿命。我更喜欢从公认的制造商那里购买产品,但至少,你应该在你正在考虑的LED灯上寻找EnergyStar标签。的LED灯的EnergyStar计划对耐久性有很高的要求。

Alex是BuildingGreen公司.和执行主编环保建筑资讯.要跟上Alex的最新文章和思考,你可以注册他的推特账号

9日评论

  1. 用户- 723121||# 1

    天花板上的灯
    人们对嵌入式灯的喜爱已经持续了40多年。如果我们能得到一个接近卤素的CRI和密封外壳的LED灯泡,让节能开始。

  2. 用户- 946029||#2

    导致价格
    价格比一些人想象的要低。我在Costco花了16美元买了3包火焰形状的室内/室外led灯…8个月前。我得看看包装才能记住我买的产品的确切流明。

    他们店里有很多选择。我会链接到他们在网上列出的内容,但垃圾邮件过滤器阻止了它。

  3. JoeW519||# 3

    灯具或灯泡
    Alex,我读到过使用为led设计的灯具和仅仅更换标准灯具中的灯泡(白炽灯/节能灯)之间有显著的性能差异。

    我没有看到任何关于这种差异的细节,如果它确实存在的话。你有什么信息吗?换一个灯具是否值得,或者简单地升级灯泡是否同样有效?

    提前谢谢你

  4. wjrobinson||# 4

    比如荧光螺丝
    就像荧光螺丝技术一样,从现在起几十年后,价格将是正确的。我花1美元买荧光灯螺丝,现在或不久的将来不会安装很多20美元的灯泡。

    二十年后再来找我。

    这么多的“绿色”都是纯粹的罂粟花。我说出来了。并且会坚持下去。一个普通的顾客也会。一切都要与成本相权衡。我们大多数人都是这么做的。不过,感谢早期的适配器来扩展产品,我们希望最终能够为他们的使用定价,在适当的时候,经济上也是正确的。

    就像今天读到的,如果旋入式节能灯离它们太近,就会输出太多的紫外线。

  5. 亚历克斯·威尔逊||# 5

    固定装置与灯泡
    LED耐用性的关键在于散热。你需要一个良好的散热系统——通常是铝制的散热片。这种热管理系统通常可以更好地整合到灯具中,而不是螺旋灯中,所以我更喜欢集成灯具。也就是说,更好的旋进式LED灯是相当不错的。我有一盏克里LRP-38,这是一盏旋入式灯。

  6. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 6

    克里LRP-38
    亚历克斯,
    Cree LRP-38的唯一问题是,它的额定功率为55流明/瓦,与优质的节能灯差不多,但它的价格是89美元。

  7. 亚历克斯·威尔逊||# 7

    LED灯的品质和耐用性
    马丁,
    我指的是它的耐用性和轻巧的质量。多年来,我安装了许多LED螺丝式灯具,它们在一年内就坏了——比制造商声称的要快得多。LRP-38确实是非常昂贵的,而且它的功效并不出众——但当它在两三年前推出时,它的CRI是92,比任何反射式CFL的功效都要高(我相信)。较新的Cree Par-38灯LRP38-10L的CRI为92,效率为74流明/瓦。我不知道代价是多少。关键是技术发展得非常快。

  8. 用户- 1087436||# 8

    宜家
    我注意到,新的宜家产品目录大大增加了为LED灯设计的照明设备的选择。在我看来,这一点意义重大。不管你爱它们还是讨厌它们,当一家拥有宜家这样实力和范围的零售商进入这个行业时,一场革命肯定会开始。

  9. DC_Eakin||# 9

    回复:好市多单位
    我还从好市多(Costco)买了3包(IIRC约18美元);其中一台在半小时内就坏了,另外两台在户外工作了几天,但我最终还是把它们退回去了,因为我不相信质量。买了2个户外节能灯,总共大约6美元。

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