環保之燈
它只是玻璃下的一根金屬細線,但一旦電流穿過,它就會變熱發光。在托馬斯·阿爾瓦·愛迪生于1878年發明出第一個白熾燈泡后,我們的生活就徹底改變了。人們不再依賴于太陽的光照來決定明暗。生產力提高,街道行走更為安全,家庭生活更加舒適:白熾燈泡是人類社會發展史上的一座里程碑。
白熾燈泡的不足之處
然而,曾經象征進步的白熾燈泡如今已成為一個世界性的難題。不論是街燈、辦公用燈、工業用燈、家庭用燈,還是燈光設計,使用白熾燈泡都是非常不節能的。其所消耗的能量中,只有3%到5%轉化為可見光,而其余的則轉換成為熱散發。也就是說,其發光效率僅為12到15流明/瓦。其帶來的后果是高電耗以及高二氧化碳排放量?!叭缃?,人工照明耗電量占全世界總量的19%?!痹谖殓晁枤夂?、環境和能源研究所,未來能源和人口流動結構研究小組的項目負責人Claus Barthel 如是說。
因此,要保護氣候必須舍棄白熾燈泡。近來,加利福尼亞州的做法即是明證。2007年10月,把家庭及辦公室中的非必需照明關掉1小時。到3月底,“美國熄燈”組織希望在美國最大的11座城市來推廣其熄燈計劃。在歐洲,熄燈行動也在進行中。去年,倫敦發起了一場“熄燈運動”,而巴黎埃菲爾鐵塔也一度熄燈。但是,節約能源并不是非得陷入“黑暗”。德國環境部發言人Michael Schroeren稱:“就其自身而言,熄燈并非解決問題的根本之道?!彼€指出,相反我們需要的解決方法是在保證生活質量的同時,永久地減少耗電量及二氧化碳排放量。
雙倍優勢
長久以來,愛迪生發明的白熾燈泡都有各種替代品,而且越來越好。歐司朗(OSRAM)總裁Martin Goetzeler 說:“節能燈亮度和以前一樣,甚至更亮。用電量卻大大減少?!睙晒鉄舯粴w類為節能光源,他們比白熾燈泡壽命長,光輸出更多。質優的節能燈價格約為5到10歐元。對于每天用燈超過半小時的地方來說,使用起來十分合算。這兩種燈的能耗差距是巨大的:1個20瓦的節能燈和1個100瓦的白熾燈泡亮度相同,而前者耗電量卻少了80%(如左下圖)。節能燈平均壽命可達1.5萬小時,是傳統白熾燈泡的15倍。用節能燈替換白熾燈泡,可在其整個使用過程中節約1200度電——即共123歐元。若是大規模應用,節能效果更明顯。一艘配有3.5萬盞燈的現代油輪可節省多達 20萬美元的電費。Goetzeler 說:“若全世界有30%的傳統燈泡替換為節能燈,那么耗電量可減少約4600億千瓦時,這一數字相當于加拿大和印度一年的耗電量?!比蚨趸寂欧帕繒虼嗣磕隃p少2.7億噸。
發光二極管(LED):未來之星
電光源依舊在不停地發展進化。目前最先進的是LED技術,其全稱是發光二極管——將電能轉化為光的小型電子零件。LED中不含鉛和汞,因此對環境無害。它發出的光既無紅外成分,也沒有紫外射線。使用壽命約是鹵素燈的10倍、白熾燈泡的50倍,大大減少了維護費用。平均壽命為10萬小時——可持續使用10 年以上。
至今,人們對LED的了解,主要是電視上的待機指示燈,或用于其他電子裝置的指示設備。敷在藍色LED芯片上的特殊熒光涂層將藍光轉變成白光。LED用于照亮手機屏幕,最新設計的手電筒或汽車上的方向指示燈。LED用于剎車燈時的另一優勢:它的反應時間比傳統光源快150毫秒。這短短的150毫秒對緊跟后面的駕駛員來說可能會生死攸關。
因為前不久LED燈依然價格昂貴且不太亮,所以被認為不適于日常照明用。如今,這一情況已有所轉變。LED的光效得到了顯著的提高,現代化的LED燈中二極管尺寸極小,而用電量卻很少。目前其中的佼佼者是西門子旗下歐司朗制造的OSTAR。它的光通量超過1000流明——比一個50瓦的鹵素燈還亮。其70流明每瓦的光輸出遠遠超出了傳統白熾燈泡(15lm/W)。OSTAR由6個LED高性能芯片組成,每片僅占1平方毫米。前所未有的高光效來自于全新的高性能芯片生產方法,最適宜的封裝平臺設計和與弗朗恩霍夫應用光學和微機械學研究所合作研制的特殊光學設計?!笆褂肨hinFilm技術可以使幾乎所有光線向上方向發出,因此比以前的LED更亮?!睔W司朗研究員兼LED專家Martin Zachau 如是說。該公司的研究小組憑此項技術于今年獲得德國未來獎提名。
LED已踏上成功之旅?,F在LED燈泡完全適用于標準的螺口燈頭底座,所以可以暢通無阻地向室內照明進軍。LED也正在應用于公共場合——比如交通燈。加利福尼亞大都市圣何塞已有900個交通燈換上了LED。這樣一來,其每年的能源費用降低了近170萬美元。在布達佩斯,有3.3萬個交通燈配有LED;地鐵、安全出口、人行道:設計者和工程人員不斷地為LED開辟新空間。由于其模塊設計靈活,LED正逐漸征服建筑界和藝術界。伍珀塔爾氣候、環境和能源研究所的Clause Brathel說:“在不久的將來,LED燈將會把鹵素燈拋于身后?!绷硗?,LED不僅發光,還能用于交流信息的屏幕,“互動墻”的概念從而成為一個熱門話題。正在塑造未來的除了LED外其他的裝置還包括有機發光顯示器(OLED),它是一種發光的有機半導體材料。同LED不同,OLED是一個表面光源。其薄、平、透明且靈活。其形狀和大小可根據需要調整。除此之外,OLED還能放于玻璃板或彎曲膜上,從而有了一系列令人興奮的新用途,諸如自發光海報陳列和方向指示標志。
宏偉目標
澳大利亞是世界上首個宣布禁止使用傳統白熾燈泡而改用節能燈的國家。該措施本身預計到2012年減少溫室氣體二氧化碳排放量400萬噸。歐洲各國也在想著向節能燈轉換。歐洲燈具企業聯合會(ELC)計劃到2015年處理掉所有的家用非節能燈。這樣,照明產生的年均二氧化碳排放量會減少60%也就是會減少23兆噸二氧化碳,630億度電電量和70億歐元電費。
這些數字清楚地表明:白熾燈泡時代即將結束。伍珀塔爾研究所的Claus Barthel說:“通過使用節能燈,LED和OLED,每個人都能為氣候保護做出自己的貢獻?!?/FONT>
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布達佩斯交通燈更亮了
將來布達佩斯的人們會發現交通燈特別亮。原因是交通燈中安裝的是 LED 而非平常的白熾燈泡。到 2008 年,西門子同匈牙利交通技術專家合作,將把其首都的所有交通燈都換上 LED。
因為 LED 壽命長達 10萬 個小時,因此它們僅需約每 10 年換一次。這意味著不再需要頻繁的定時換燈工作。另外,它們用電量減少了 80%。過去需定時撤換的220 伏的白熾燈泡對布達佩斯來說代價昂貴。除此之外,燈光照在信號燈上時,有時難以看清。而LED燈光亮極強。這就意味著即使在最強的日光照射下,依然清晰可見。項目到此總共已安裝了 3.3萬個交通信號燈和 250 個控制器。
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