什么是节能照明及其实现技术

节能照明及其实现方法

据估计，照明占全球总发电量的20%左右。光的质量和数量不仅会影响我们的健康、舒适度、安全性和生产力，还会影响经济。许多国家已经将大量的电力预算用于照明。

为了实现高效用电，各国一直在持续转向节能照明，这是最具成本效益和最可靠的节能方法。一种众所周知的技术已用于照明领域，以优化现有的控制和照明设备，以降低能源消耗并提高照明质量。让我们详细讨论一下这个概念。

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什么是节能照明？

当产品的能源使用减少而不影响其输出或最终响应或用户舒适度时，称为能源效率。与能耗较高的相同产品相比，节能产品在执行相同功能时消耗的能量更少。

照明领域的能效为其设计的应用提供照明方案所需的照明水平，同时消耗最少的能源。简而言之，节能照明可以在保持光的质量和光量的同时节省电力。

节能照明涉及用节能灯（如荧光灯、CFL 灯和 LED 灯）替换（或更换）传统灯具（如白炽灯）。它还集成了适当的照明控制，例如定时器控制、PIR 和基于超声波传感器的控制等。

它包括在不使用时自动关闭灯光，尤其是在白天。在传统照明和使用电子电路的情况下，它使用电子扼流圈代替镇流器；必要时可实现调光。

这些节能方案可应用于外部照明、住宅建筑内部照明和商业建筑内部照明。这些方案不仅降低了能源消耗，而且提高了照明质量，提高了安全性和员工福祉，减少了对环境的影响。

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节能照明的需求是什么？

照明是任何设施的基本要求，它会影响人们的日常活动。这在家庭、商业和工业设施的总能耗中占了相当大的比重。

在工业中，照明能耗仅占总能耗的一小部分，占总能耗的近 2-5%。国内行业占比50-90%，商业/建筑行业、信息技术综合体、酒店等行业占比可达20-40%。

因此它成为了一个需要节约能源的重要领域，尤其是在国内领域。因此，照明效率解决方案在节能方面发挥着关键作用。

由于能耗高，传统的白炽灯和高放电灯不得不被节能灯替代。传统灯不仅消耗大量电能，而且消耗的大部分能量用于产生热量而不是光（例如白炽灯消耗能量的 90%）。

安装节能灯后，能源消耗量最终会减少，从而降低电费。

因此节能照明是必要的

• 减少用电量，从而减少电费
• 为了节省电力而不是在损失方面浪费
• 降低温室气体排放，因为传统灯具会导致二氧化碳排放
• 实现峰值负载降低

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实现节能照明的提示、技巧和技术

最佳和有效的节能解决方案是在照明领域采用节能照明技术，有助于照明和控制系统的全面重新设计。

照明技术已取得重大改进和创新，可为许多照明应用提供巨大的节能潜力，例如家用照明、街道照明、酒店和零售聚光灯、办公室和工业照明等。

以下是节能照明技术或类型 这通常被视为节能机会。

1. 用节能灯重新照明

与传统灯具相比，节能灯可以以更低的成本提供相同数量的照明，并且更加节能。传统的白炽灯产生光需要消耗大量能量，其中 90% 的消耗能量以热量的形式释放出来，而且它们消耗的能量也更多，通常是实际产生光量的 3-5 倍。

节能灯通过提供比白炽灯更多的优势克服了这些问题。两种最流行的节能灯泡选择包括 CFL（紧凑型荧光灯）和 LED（发光二极管）灯。

紧凑型荧光灯 (CFL)

CFL 灯是长尺寸荧光灯管的微型或卷曲版本。这些灯结合了荧光灯的效率和白炽灯的普及性和便利性。

它们拧入允许所有标准白炽灯的灯具，但不能拧入长管的标准荧光灯具。根据品牌和应用用途，它们有不同的款式、颜色和尺寸。

与白炽灯相比，在产生相同照明量的情况下，CFL 消耗的能量减少了 75%，产生的热量减少了 75%。与白炽灯相比，它们的使用寿命长 10 到 15 倍，成本高出 10 到 20 倍。

这些灯由含惰性气体（氩）和汞蒸气的磷玻璃管制成。他们使用电子镇流器在启动过程中产生高压，它可以是一个单独的单元或永久内置的灯。一些特殊和旧型号的 CFL 带有单独的镇流器，而一些 CFL 带有内置镇流器。

当电流通过电极时，与汞原子结合的电子会被激发，从而发射紫外线。当紫外线照射到荧光涂层上时，它会转化为可见光。

白炽灯、CFL 和 LED 灯泡的比较图表。

当今市场上有不同类型的 CFL 灯。其中一些是螺旋灯、三管灯、标准灯、球形灯、泛光灯和烛台灯。在更换白炽灯的情况下，选择 CFL 以匹配指示产生的光量的流明，如下图所示。

根据应用类型，有暖白、柔白、冷白、亮白等多种浅色可选。下表说明了用于特定应用的 CFL 的一系列浅色。

发光二极管 (LED)

LED 是固态半导体器件，甚至比 CFL 更节能。与任何其他灯相比，它们产生的热量很少，照明质量更高。在成立之初，LED 的使用仅限于作为电子电路中的单灯泡指示灯。

后来一些 LED 聚集在一起，以开发电池供电设备中的小灯，例如充电灯、手电筒等。今天，LED 灯有许多新的灯泡样式可供选择亮度足以取代传统的白炽灯。

LED 灯的能耗比传统白炽灯少 75%，比 CFL 少 50%。它们的使用寿命是白炽灯的 8-25 倍，是 CFL 的四倍。与白炽灯和 CFL 不同，LED 灯不产生热量，因此它们足够凉爽，可以触摸。但是，这些更贵；但是，从长远来看，它们是负担得起的。

LED由半导体材料组成，形成PN结。每当电流流过这些结时，它就会以光的形式释放能量。光的波长以及光的颜色取决于材料的成分。 LED 可以产生黄、红、蓝、绿和白光。出于照明目的，几个白色 LED 堆叠成簇，以产生应用所需的照明。

LED 灯泡可根据其预期的应用类型提供不同的形状、尺寸和样式。其中一些类型包括漫射灯泡、可调光球形 LED 灯泡、轨道照明针脚型灯泡、泛光反射器旋入式底座灯泡、火焰尖端烛台底座 LED 和 LED 管灯。

白炽灯、CFL、LED 和卤素灯泡和灯的比较。

1. 改进照明控制

可以使用各种传感器控制照明，以便在需要时随时操作灯。这些传感器检测人的存在、运动、时间或占用，并根据传感器输出，打开和关闭灯。这些控件的类型包括红外传感器、自动定时器、运动传感器（PIR 和超声波传感器）和调光器。

光电传感器监测日光条件，并相应地将信号发送到主控制器，以在黎明时自动关闭灯，在黄昏时自动打开灯。这种类型的照明控制通常用于街道照明和户外照明。

街道照明是另一个主要的节能领域，因为它消耗大量电力，尤其是在高速公路上。集中控制系统最常用于路灯控制。

流行的集中控制是SCADA（监控和数据采集）系统，它确保从中央位置远程控制路灯的运行。基于GSM/GPRS的系统也可用于路灯的遥控操作。

1. 更换现有的固定装置和镇流器

用新的节能灯具和镇流器替换节能配件，可实现卓越的节能、使用寿命和可靠性。灯具或照明灯具的主要功能是分配、引导和漫射光线。

有些灯具可以吸收超过一半的灯泡发出的光，从而降低了照明效率。效率更高的灯具可以发出更多的光，因此可以节省能源和金钱。这种灯具由反射器组成，可将光线引导到所需的方向。

所有放电灯都需要镇流器才能实现所需的操作。传统的磁性镇流器会导致功率损耗，通常为灯功率的 15%。它还可以在操作过程中提高夹具温度。因此，必须选择合适的镇流器来降低镇流器损耗、夹具温度和系统功率。在当今市场上，有许多电子或固态类型的镇流器可供选择，与标准镇流器相比，它们可以节省 20% 到 30% 的能耗。

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