新闻中心-节能减排

概述

世界性的能源危机和城市进程使得人们意识到能源和环境问题日益突出。1987 年布伦特兰报告的发表（世界环境与发展委员会）和1992 年里约热内卢地球高峰会议的召开，使得“ 可持续发展”（Sustainable Development ）的思想在全世界范围内达到共识。对于社会用电量的重要组成部分――照明系统，由传统的低效、高耗能型转向节能、环保型成为必然的趋势，“绿色照明”的概念应运而生。

“绿色照明”起源于20世纪90年代，是一种在全球绿色环保运动下兴起的以节约电能、保护环境为宗旨的新理念。它是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材以及调光控制器材等），改善和提高人们工作、学习、生活的照明条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益环境并充分体现现代文明的照明环境。

技术原理

1.固体光源技术（发光二极管LED）

采用半导体发光二极管(LED)来作照明灯的技术称之为固体光源技术。大规模固体电光源，不仅可给人们带来美的享受，而且也符合环保要求。荧光灯的冷色调辉光则逊色于更加柔和的LED ，这是因为可通过对LED 光的颜色和其空间分布来提升LED 光的柔和感。采用LED 固体电光源，全球电光源所耗的电力就将降低50 %以上，而全球总耗电力则可降低10 %以上。同时，跟电厂相关的碳排放量则可望降低10 %还多。

每个发光二极管发出的光通量只有10lm。所以必须要有多个发光二极管组合才能用于照明。幸而发光二极管的体积9很小，在封装后其尺寸也只有几个毫米，可以很方便地将它们组合起来构成新的照明器。

① 模块型照明器

这是一种最简单的照明器，均匀排列在平板上一组发光二极管和覆盖其上的光扩散板构成，它是一种面光源，其光利用率较高，光线柔和，可用于普通照明和局部照明。

② 导光板型照明器

它由一组排列的发光二极管和导光板组成。二极管发出的光从侧面照入导光板。导光板一面涂有反射膜，光线进入导光板后，部分被反射，另一部分透射，使导光板均匀发光，图$。二极管出射光分布应与导光板匹配，以提高光耦合效率。这种照明器运用于液晶背光照明、仪表、仪器照明等。

③ 聚光型照明器

它由一组排列在凹形球面上和菲涅耳透镜组成的聚光灯。二极管发出的光线会聚在球心上，形成一虚光源，然后由菲涅耳透镜把光线射出去。调节菲涅耳透镜相对球心的位置，可得到不同的光线扩散角。这种照明器适用于各种定向照明、投光照明和指示信号灯。

④ 反射型照明器

它由一组排列在凸形球面上的发光二极管和反射镜组成。二极管发出的光线与位于球心的电光源发出的光线等效。球心位于反射镜的焦点上，反射光线与反射镜形状有关，如抛物反射镜的反射光为平行光，椭圆反射镜的反射光为会聚光，可根据使用要求选择反射镜形状。可用于小型投光灯。

⑤散热技术

一个好的灯具散热系统光选择低热阻的LED器件是远远不够的，它必须有效降低PN 结到环境的热阻，以此尽可能降低LED 的PN 结结温来提高整个LED 灯具的寿命。与传统光源不同的是，PCB 板即是LED 的供电载体，也是散热载体，所以PCB 的散热设计（包括布线，焊盘大小等）也尤为重要。

⑥ 光学设计

LED 是一个点光源，又有方向性，如何利用好LED的这两个特性是灯具光学设计的关键。通过LED 点阵的设计和二次光学的设计，LED 灯具可以达到比较理想的配光曲线。例如在整体照明中，要求灯具的亮度高，可以使用线性LED 灯条，外加透过率较高的灯罩以提高出光效率，另外也有灯具加入导光板技术使LED点光源成为面光源，提高其均匀度而防止眩光的发生；一些辅助照明、层次照明中则需要一定的聚光效果，以突出被照物体，主要可以选择配一些聚光透镜来达到光学要求。除以上因素外，色温、亮度和色彩的控制也是光学上需要考虑的。

⑦ 驱动设计

LED 是单极性器件，在实际使用中仅允许电流从固定一侧流入并从相应另一侧流出，因此不能在LED器件两端直接施加交变电流或电压，同时，为了获得稳定的LED 光通量输出，LED 器件的输入电压(顺向)或电流亦需稳定，所以必须选用LED 电源驱动器。一般可将LED 电源驱动解决方案划分为以下三大类：

(a) DC/DC应用：如手电筒，闪光灯，MR16，头灯，橱柜照明等；

(b) AC/DC应用：( ≤ 25W) 如普通照明，汞灯替代照明等；

另一方面，调光设计也是目前驱动的主流设计之一，这在一些情景照明中应用的比较多，根据不同环境调节出不同亮度，充分达到节能的效果。目前驱动器的主要设计方向主要围绕提高电源功率因子，降低本身功耗，提高控制精度，加快响应速度为主。除了驱动器的选择，PCB 板的布线，串并联方式也是设计时需要考虑的。

2.其他节能光源

①卤钨灯

卤钨灯就是充有卤素的钨丝白炽灯。现在常用的是碘钨灯和溴钨灯。1959年人们发明了卤钨循环原理后制造出卤钨灯，它给热辐射光源注入了新的活力。这类灯体积小，光维持率达到95%以上，光效和寿命更明显的优于白炽灯。卤钨灯与普通白炽灯相比，发光效率可提高到30%左右，高质量的卤钨灯寿命提高到普通白炽灯寿命的3倍左右。

近年来，我国已生产出可直接用于电网、电压220V或110V的卤钨灯，其尺寸可小到14×54mm，具有优异的灯丝稳定性和抗震性。泡壳有透明和磨砂两种不同规格，灯头易于连接，与白炽灯一样。卤钨灯的另一改进措施是采用浸涂法、真空蒸镀法或化学蒸镀法，在石英泡壳上采用红外反射层技术制成的新型卤钨灯，让可见光透过，而将红外线反射回灯丝的过程，使灯的光效提高30-45%，寿命可达3000h。

卤钨灯主要用于强光照明，例如，用于公共建筑、交通、拍摄电影、电视等。此外，有一类碘钨灯工作温度稍低，能发出大量红外线，可以做干燥器、烘箱的热源。还有一类碘钨灯可以用在灯光球场、体育场、游泳池等场合，既光亮又色彩逼真。

②高气压放电灯

包括高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯，由于高强度气体放电灯具的光效较高、功率大、寿命长（达到10000左右），已成为大面积户外照明的首选品种。

高压汞灯是利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源，它由荧光泡壳和放电管两部分组成。放电管又细又短、内装高压水银蒸气，放电管外面有一椭球形的荧光泡壳。通电后放电管产生很强的可见光和紫外线，紫外线照射在荧光泡壳上，发出大量可见光。它在发光管的内部充有汞和氩气，有的在内壳上涂以荧光粉，有的是完全透明的。高压汞灯它的发光效率与普通荧光灯差不多，使用寿命却比较长。它的缺点是显色性差些，发出蓝绿色的光，缺少红色成份，除照到绿色物体上外，其他多呈灰暗色，而且不能瞬时启动。高压汞灯适于高大厂房、体育场馆、仓储货栈、公路街道、广场、车站、码头、停车厂、立交桥、交易市场等等照明，是在公共场合应用很广的一个灯种。但发出的光中不含红色，它照射下的物体发青。

高压钠灯是一种高强度气体放电灯，工作时发出金白色光，其发光管采用半透明氧化铝管制成，灯的外壳采用硬质玻璃。高压钠灯中放电物质蒸气压很高，也即钠原子密度高，电子与钠原子之间碰撞次数频繁，使共振辐射谱线加宽，出现其它可见光谱的辐射，因此高压钠灯的光色优于低压钠灯。高压钠灯具有高效、节能、光通量高、透雾性强、光色柔和，寿命长等优点，广泛应用在广场、街道、机场、港口、隧道、大桥、工矿厂房等需要照明的场所。高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。由于气体放电灯泡的负阻特性，如果把灯泡单独接到电网中去，其工作状态是不稳定的，随着放电过程继续，它必将导致电路中电流无限上升，直至灯或电路中的零件、部件被过流烧毁。

金属卤化物灯又称金属卤素灯，是利用极间距通过电流所形成的电子束与气体分子碰撞，激发产生光线，金属卤化物丸在参与整个发光过程中，绝大部分能量被转换成可见光，仅有很小部分能量转换成热量，从而产生了相当高的光效。镝灯是利用碘化镝、碘化钬的蒸气放电而发光的。碘镓灯是在石英玻璃灯管内，充入碘化镓、定量的汞及稀有气体，两端有钨丝电极。金属卤化物灯作为一种新型光源，具有发光效率高、光色好、应用范围广、是重要的节能光源。与发出暗黄色光的高压钠灯和发出蓝色光的高压汞灯相比，金卤灯所发出的舒适纯白色光受到大多数工业场所和商业场所喜爱。它可使暗室内或夜色下的景致如同在阳光照耀下一样色彩艳丽。金属卤化物灯可制成由20W到30000W不同功率的光源，可广泛用于彩色电影电视的录制播放、印刷制版、体育场馆、广场、街道、铁路、码头、施工工地、大型厂房等的照明。

③高频无极灯

高频无极灯亦称高频等离子体无极放电灯，或高频等离子体放电无极灯，是国际上新近推出的一种新型照明器具。它是基于荧光灯的气体放电原理和高频电磁感应原理相结合的一种新颖光源；它是综合利用功率电子学、等离子体、磁性材料等领域最新成果的高新技术产品。高频无极灯有三部分组成，灯泡、偶合极子和高频激励源。它是综合利用功率电子学、等离子体、磁性材料等领域最新成果的高新技术产品，又称电子灯泡。该灯由高频发生器、功率耦合器和涂有稀土三基色荧光粉的灯泡三部分组成。它的工作原理是：高频电磁场能量以感应方式耦合进灯泡内，使灯泡内的气体雪崩电离形成等离子体，等离子体受激原子返回基态时自发辐射出254nm的紫外线，灯泡内壁荧光粉受到紫外线激发而发出可见光。这项技术比较新，高频无极放电灯的主要特点是无灯丝或电极，因而寿命特别长，可达数万小时，是其它电光源产品无可比拟的。同时，发光效率也很高，可达60lm/W以上，且显色性好，无闪烁，可瞬时启动。高频无极放电灯特别适合于需要长期照明而更换灯具困难的场所。如商业照明和公用照明：商场、办公大楼、大厅、博物馆、车站、码头、机场、高速公路、隧道、市政道路设施等。

④ 稀土三基色紧凑型荧光灯

一般有两种结构: 一种是由灯头、镇流器、灯管构成，这些部件固定连接在一起，因此称之为一体化紧凑型节能荧光灯。其中的镇流器又有电感镇流器、电子镇流器、节能型电感镇流器之分。另一种为灯头与镇流器连接固定，灯管可插进、拔出，同功率灯管可替换，称之为插拔式紧凑型荧光灯，这种灯的镇流器多为电感镇流器。灯头的规格有E14， E27 等，特殊用途的有E40。采用的材料有铁镀锌、铝和铜等; 镇流器的体积，电感镇流器比节能型电感镇流器体积稍大，电子镇流器可做得小巧玲珑，甚至大部分可放进灯头里; 普通电感镇流器的自身功耗较大，约占整个灯耗的1/3～ 1/4，节能型电感镇流器比普通电感镇流器功耗小得多，电子镇流器自身功耗最小。

3.节能灯具

选用高反射材料和改进配光设计以提高灯具效率; 发展节能光源灯具品种，例如大功率高光效光源用于室内照明的灯具、配电子镇流器的一体化灯具、局部照明的不同光束角灯具等; 开发导光管照明系统。美国能源部大楼使用的硫灯就是通过导光管照明的。

①导光管照明系统

导光管照明系统主要由人工光源或定日镜(日光采集器) 和导光管构成，导光管可将来自于光源或定日镜的光通量传播至照明场所，因此，导光管的性能决定着照明质量的优劣，它在整个系统中起着重要的作用。目前，世界上生产的导光管主要有两种类型:有缝导光管和棱镜导光管。

有缝导光管：这种导光管截面呈圆筒状，内表面喷涂有高反射率的金属镜面反射涂层，圆筒下方开有长长的出光缝，光线由此逸出，并传播至照明区域，故又称其为圆柱形金属镜面反射导光管。该导光管可用刚性或柔性材料制成，其管径多为1. 2～0. 45m ，管长可达80 m ，管壁厚度为20～50μm ，适用于大面积的照明场所。这种导光管的优点在于可通过圆柱体的旋转或改变出光缝的宽度来控制光分布，它在导光管中具有最低的造价。但是，由于这种导光管利用多次反射的原理，造成光在传播过程中损失较大，使得导光效率相对较低。

棱镜薄膜空心导光管：这种导光管根据光辐射在光密介质中的全反射原理而制造。其棱镜薄膜用透明的有机玻璃或聚碳酸脂制成，薄膜厚0. 5 mm ，其两侧分别为平滑表面和具有均匀分布的纵向波纹面。这些波纹的截面是顶角为90°的三角形棱镜，当光线射到平滑表面上而不被反射时，就会射入材料内部，若将棱镜薄膜作成圆柱空心管，沿管道轴线方向入射的光线就可通过导光管断面进入，并经多次反射后到达管道的另一端。这种导光管具有优良的亮度均匀性，但由于工艺技术水平的限制，目前很难制作大尺度的棱镜导光管，从而难以解决大面积照明区域的光通量传播。

定日镜：是一种跟踪太阳并将阳光反射汇聚到固定位置的聚光装置。定日镜种类虽多，但大致可分为采用双轴跟踪方式的传统定日镜和采用单轴跟踪方式的极轴式定日镜。前者分别利用与地球自转轴平行的赤经轴和位于赤道平行平面内的赤纬轴相互垂直旋转跟踪太阳，使太阳光始终照射在随两轴旋转的平面镜上，并经其反射至光学汇聚系统，再通过导光装置，传播到所需的照明场所。虽然，在跟踪过程中镜面法线的方向在时刻变化，但反射光的方向却不会改变。

②高效灯具

灯具的效率:条件允许时，优先选用直接开启式灯具。对室内荧光灯和高强度气体放电灯的开启式灯具效率不应低于75%。当灯具装有遮光格栅时要注意遮光格栅保护角对降低灯具效率的影响，灯具效率不应低于60% ，以提高灯具效率。

灯具的材质:应选用变质速度较慢的材料，如用玻璃灯罩或搪瓷反射罩制成的灯具，以减少光能衰减率;采用易清洁、防静电且不吸尘材质制造的灯具。同时，优选光通量利用系数高的灯具。

照明技术特性: 可采用非对称光分布的灯具，它具有减弱工作区反射眩光的特点，在一定的照度下，能够大大改善视觉条件，因而可获得较高的效能。

4.节能照明电器

①电子镇流器

电子镇流器是将工频（50HZ/60HZ）交流电变换为较高效率的交流电，并能使一个或多个荧光灯管正常启动和稳定工作的变换器。

基本原理：

电子镇流器的核心——用电子元器件组成高频变换电路，AC/DC变换由全桥整流器等完成，整流前经电磁干扰（EMI）滤波器滤波（含射频干扰RFI），由电感L和电容C组成，阻止镇流器产生的高次谐波反馈到输入电网，抑制对电网污染和对设备的干扰，同时阻止电网谐波干扰进入镇流器。DC滤波前，设置功率因数校正（PFC）升压电路可以减少电流谐波畸变，提高功率因数。由双极型或MOS-FET等功率晶体管构成的DC/AC逆变器将直流电压变换为20~50KHZ高频正弦波电压。

输出网络——采用LC串联谐振（自激）电路或它激电路，高频谐振使启动电容产生高压脉冲将灯点燃，启动后电感期限流作用。

辅助电路——用以提高安全、可靠性，解决电路灯管的匹配工作，包括预热启动电路、异常状态保护电路、高频反馈及控制电路。

使用电子镇流器，灯管在采用了高频或低频方波电流电灯工作后，其系统发光效率得到大幅提高，在同等条件下，要得到相同的照度，相对于传统电感镇流器，输入功率普遍可减少10%以上，自身损耗小，功率因数高，输出灯功率稳定，可取的更好的电灯效果，具有自动保护动能，实现了自动控制功能。

②电子霓虹变压器

电子式霓虹灯变压器的负载特性:

冷阴极霓虹灯是在灯管内的低气压惰性气体被高压击穿后，产生辉光放电而发光。霓虹灯进入正常辉光放电状态时，维持恒定放电电流的灯管压降不很高，通常为一个恒定值。一个10m长的霓虹灯，一般起辉电压约为15kV左右，灯管工作电压约为8～10kv左右，工作电流约为20～60mA。适应霓虹灯这种工作特性的电源即俗称漏磁变压器的电感式霓虹灯变压器。它实质上是一高漏抗变压器，其伏安特性如图1所示。

曲线a是变压器的负载特性曲线，曲线和横轴的交点是变压器的短路电流，它大于灯管的工作电流。曲线和纵轴的交点是变压器输出端的空载电压，此电压高于灯管的起动电压。曲线b是冷阴极辉光放电霓虹灯的伏安特性曲线。曲线a、b的交点p就是霓虹灯的稳定工作点。

电子式霓虹灯变压器和电感式产品一样，也是一个高漏抗变压器，其负载特性也是非线性的。但是它的起辉电压、工作电压和工作电流均比电感式的低一些，这是由于它的工作频率高所决定的。

电子式霓虹灯变压器的设计:

电子式霓虹灯变压器实质上是个开关电源，即220V市电经AC/DC/AC/变换成高于20kHz的高频电压，输入到高频升压变压器去起动霓虹灯，如果不考虑产品的经济性，就比较容易设计，性能也可以做得很好。但是这样设计出来的产品，成本将会很高，无法进入市场。这也是电子式霓虹灯在技术上提高较慢的根本原因。因此，必须在满足成本要低而且性能要好的条件下进行设计，难度是很大的。

1 以变压器为中心进行设计

设计开关电源时，一般都是以电路为中心进行设计，然后要求开关变压器满足电路的性能。如果采用这种设计方法就很难达到电子式霓虹灯变压器的要求。为此必须以变压器为中心进行设计，因为只有高漏抗的变压器才能满足霓虹灯的工作特性，而电路则处于满足变压器漏抗要求的辅助地位。

2 最佳漏感设计

设计开关电源时，希望开关变压器的漏感不要太大，以免由漏感产生的尖峰电压损坏开关管。但是，从电子式霓虹灯变压器的负载特性可知，在最佳灯管工作电流下需要一个最佳漏感。此漏感比一般开关电源变压器的漏感大得多，因为它的圈数有数千圈，漏感是与圈数的平方成正比的。　　在设计电子式霓虹灯变压器时，首先应确定绕组的漏磁结构，再根据功率选择合适的磁心，但应适当加大(计算方法与开关变压器相同)。然后按照变压器输出空载电压和灯管工作电压以及开关频率确定漏抗，最后计算出漏感(计算出的漏感值是不准确的，需要经过实验加以修正)。同时根据需要确定电路。

3 电路的选择原则

各种单端和双端的无工频变压器的开关电源型式均可做为电子式霓虹灯变压器的开关电源。但是必须满足成本要低、性能要好的要求。因此设计时在满足性能要求的前提下，电路必须简单，元器件必须要少。

从电子式霓虹灯变压器的工作特性(如尖峰电压高)等考虑，一般采用半桥式比较合适。

4 开关管的安全工作区与变压器高压绕组的绝缘

电子式霓虹灯变压器因为漏感大、其尖峰电压>1000V，因此必须考虑开关管阻断电压的选择及缓冲电路的计算，使开关管工作在安全区。

电子式霓虹灯变压器输出端的空载电压高达十余kV，因此，必须重视高低压绕组间及与地间的绝缘设计。理想的绝缘结构是采用环氧树脂灌注绕组，灌注厚度不应小于3mm。上述两个设计环节是提高产品可*性的保证，也是产品质量保障体系中的重点。

5 提高亮度的途径

亮度低是多数电子式霓虹灯变压器存在的问题，也是推广使用的障碍之一。可以考虑从两方面着手进行设计。

1)加大输出功率。电感式霓虹灯变压器的输出功率约为250W，电子式霓虹灯变压器由于频率高，可以考虑加大至130～180W(频率低的功率可大一些，频率高的可小一些)。

2)提高开关频率。开关频率可以设计为20～80kHz。

从上述两方面改善以后，估计亮度可以从800～1100流明提高至1500流明，甚至更高。

③节能型电感镇流器

节能型电感镇流器从结构上可分为以下两种:

铁心叠片型: 主要是通过采用优质高导磁硅钢片和加粗铜导线，减小铁心磁通密度和铜导线直流电阻，从而达到降低镇流器自身功耗的目的。其特点是工艺简单，适合大批量生产。

铁心卷绕型: 采用卷绕型的硅钢片结构，包括环形、C 形、O 形电感镇流器。该产品磁路短、漏磁小、自身功耗有明显下降，仅为相同用料的叠片型电感镇流器的50%～ 60%。这种镇流器工艺过程较复杂，制造工时较多。

除了铁心结构外，有是节能型电感镇流器在电路上采用电感、电容谐振或半谐振形式，使镇流器与灯配套工作室功率因数提高到0.85~0.95，从而使流过镇流器主绕组的电流大大下降，因此有效地减少了镇流器的自身功耗。

5.节能照明设计

设计选用高效灯具和节能光源，节电的配电控制装置; 推广红外或照度传感开关定时开关灯; 均匀布光与局部照明相结合，节省非照明区耗电; 充分利用天然采光，减少人工照明用电等等。

照明设计的主要原则有：尽可能使用高光效光源，如尽量减少或不用白炽灯，减少高压汞灯的使用，特别是不随意使用自整流高压汞灯。采用高效率节能灯具；如在满足眩光限制要求下，应选择直接型灯具。使用电子整流器。合理进行照明设计节能。照明控制的节能。

①电光源的选用

各种场所对灯光性能均有不同的要求，设计人员根据要求选取适合的灯具。

②镇流器的选用

与光源选用须同时考虑的就是镇流器的功率损耗。镇流器是高耗能器件，规定能效值是镇流器节能的重要一环。能效限定值指标见规范GB17625.1-2003。能效限定值是必须达到的最低限值，属强制性标准。尽量选用电子镇流器，其主要优点有无频闪、发光稳定、起点可靠、低功耗、功率因数高（不小于0.95）、噪声低以及可以调光。但功率不大于25W的荧光灯谐波含量大，如自镇流荧光灯（紧凑型）镇流器选用，这种灯系自带镇流器，又以小功率（小于25W）灯居多，由于GB17625.1-2003标准对25W以下产品的谐波限值很宽（规定3次谐波不超86%，5次谐波不超61%），选用时务必注意，当大量使用时，必将对中性线产生很大危害。另外当功率大于250W时使用电子镇流器并不一定节能。

③灯具的选型

按配光进行分类包括：直接照明、半直接照明、漫射式照明（直接-间接）、半间接照明及间接照明5种。直接照明灯具又分为5类：特狭型、狭照型（深照型）、中照型（余弦配光型）、广照型及特广照型。

按光束角分类：这主要适合于投光灯。投光灯光强分布采用V-H系统。光束角是这样定义的：在V=0°或（和）在H=0°的截面内，光强为峰值光强1/10的光束夹角。灯具在水平方向和垂直方向上的光束角有可能不同。

按截光性能分类：这主要针对路灯而言，根据路灯灯具对水平光是否有限制分为截光型、半截光型和非截光型3种。

④ 总体设计

根据视觉工作需要，合理地选取高、中、低档照度水平，在所需的照度前提下，优化照明节能设计，限定照明节能指标，有效控制单位面积照明功率密度值。

正确选用与场所特点及使用要求相适应的光源、灯具，合理布灯，保证必要的照明质量(亮度分布、眩光限制、显色均匀度、造型等) 。

采用分区控制灯光或自动控光、调光等控制方式，充分利用天然采光。

⑤ 照明控制

通/ 断控制：主要有照明接触器、多极照明接触器(极数可达12 极) 、定时控制器、传感器(光电传感器、超声波传感器、声音传感器、有源红外线传感器) 可通过可编程控制器及BA 建筑设备自动控制系统来实现节能管理。

调光控制：包括调光装置(数字、智能调光器) 、计算机/ 微处理器调光控制装置等。调光控制智能地利用自然光、自动控光调光以及自动实现合理的能源管理等功能，可节电20 %～70%以上，实现照明管理智能化，对推动具有世界现代绿色照明效果的城市建设，有着极大的经济意义。

国内发展和应用现状

改革开放以来，随着我国经济持续快速发展，对能源的需求量越来越大，电力短缺现象严重。照明用电占全社会总用电量的12%，而采用高效灯代替普通白炽灯可节电60%-80%，因此照明节电是解决中中国电力短缺问题的有效途径，得到了政府的社会的充分重视。在近些年来，中国紧跟世界发达国家步伐，绿色照明工程在我国得到了很大的发展和应用。

绿色照明在国内的发展过程中充分借鉴国际经验和国际交流，在联合国开发计划署（UNDP）和全球环境基金（GEF）资金援助的基础上，1996 年我国发起了“中国绿色照明工程项目”，制定发布了《“中国绿色照明工程”实施方案》。作为九五期间重点项目之一“中国绿色照明工程项目”取得了明显的成效。到2000 年年末，我国主要高效照明电光源产品的产量超过10 亿只，荧光灯与普通白炽灯的比例从1995年的1：6.25 上升到了1：3.2，实现照明节电量257 亿千瓦时[3]。这一阶段的工作也为中国绿色照明工程在我国的持续开展奠定了良好的基础。

十五期间，绿色照明工程依旧得到了极大地重视，“中国绿色照明工程促进项目”在2000 年8月得到GEF 理事会的批准，并获得GEF813.595 万元的赠款资助。该项目的主要目标是：通过在全国范围内组织实施绿色照明工程，广泛消除高效照明产品推广的市场障碍，减少CO2 和其它温室气体的排放，实现到2010年可降低照明用电10%的节电能力。基于项目的调查数据测算表明，“中国绿色照明工程促进项目”自2001-2005年，累计实现照明节电333.04 亿千瓦时，提前5年达到项目文件的2010年的节能目标。

国外发展和应用现状

美国国家环保局（Environmental Protection Agency， EPA）在1991年启动了绿色照明项目，通过联合社会各界参与者以签署备忘录的形式，鼓励参与者提高照明能效，节约照明用电，减少温室气体排放。参与者承诺在项目实施的5年内将至少90%的照明设备更新为节能产品。截止1997 年，该计划实现照明节电70 亿千瓦时。项目实施到后期逐步扩展到建筑整体节能，并在1998 年正式融入到“能源之星”建筑节能计划中，与墙体绝缘、建筑设备节能、室内电器节能归为一体。凭借“能源之星”在美国公众中的强大品牌影响，绿色照明工程得到了更多的支持和广泛的推广。在2001 年“能源之星”实现照明节电800 亿千瓦时，相当于标准煤2880 万吨。

20 世纪90年代，欧洲的一些主要工业化国家，如英国、法国、德国等开始组织实施绿色照明活动。2000 年年初，欧盟联合各成员国的能源主管部门正式发起了欧盟绿色照明计划项目。该计划属于非强制性的推广环境保护计划，资金投入按国别分开考虑。项目鼓励成员国的非居民用电者自愿参与，向欧盟承诺为拥有的新建筑安装高效照明系统，5 年内完成对全部低效照明系统的更新改造，并由参与者成立工作组，定期向欧盟联合研究院（JRI of EU）提交项目监测数据。同时每年举办照明节能颁奖会，鼓励参赛者推出高效照明系统和技术设计以及改造案例参加评选，对获奖者颁发证书和通报表扬。欧盟“绿色照明计划”主要分为两个阶段：第一阶段：2000 年2 月至2006 年。这一阶段有80 多个团体组织参与，成立了15 个能源管理机构。第二阶段：2007 年至2020 年，目标减少能耗量20％。2008 年，制定出针对办公场所和街道照明设备的节能要求，将城市照明纳入到整个节能减排的战略中去。2009 年前，在个人家庭中推广使用节能灯泡，逐步淘汰白炽灯泡。欧盟发起的绿色照明国际研讨会每年都要召开一次，第六届是与中国国家发展和改革委员会合作在上海召开，宣传了中国绿色照明工程，促进了中国绿色照明与国际绿色照明的经验交流和技术合作。

全球环境基金（GEF）和国际金融公司资助的高效照明项目发起于2000 年，2003 年完成第一期运作，集中在7 个发展中国家（阿根廷、捷克、匈牙利、拉脱维亚、秘鲁、菲律宾及南非）的公众宣传、标准制定、标志推广、电力公司和能源服务公司激励计划等领域。2004 年我国的中标认证中心（原中国节能认证中心）接管了项目二期的运作，内容包括：继续在全球范围内开展高效照明产品认证及推广。任何照明产品生产商和销售商都可以向ELI 质量认证机构提交ELI 认证申请，ELI 质量认证机构将根据ELI 认证技术规范要求，对申请方提交的申请材料和检测报告（由认可实验室出具）进行审查和评估。获得ELI 认证的申请方可以使用ELI 认证标志和证书。

供应商信息

美国通用电气公司

蒙桑托(Monsanto)公司

日本日阿(Nichia)荧光粉材料公司高亮度蓝色LED

复旦大学电光源研究所

上海科锐光电发展有限公司

经典案例

钢铁企业照明节电案例分析：下面以2005 年，中国电科院结合石钢节电光源进行的检测试验，完成该企业照明节电项目为案例进行分析。

①检测试验效能对比

其检测试验主要设备仪器：汞灯、节能灯、照度仪、电能表。实验目的：节能灯与汞灯耗电对比、亮度对比、性能对比。

耗电对比：用4 盏105 W 节能电光源与4 盏250 W汞灯分别作24 h的各自耗电试验；节能电光源耗电为8.8 kWh、汞灯耗电21.4 kWh。

亮度对比：105 W节能电光源，环境照度为580 lux，250 W汞灯环境照度为340 lux，节能电光源比250 W汞灯照度多出240 lux。

性能对比：节能电光源105 W通电即亮（无需预热或降温），启动时无频闪，连续使用24 h至2 700 h中间无自熄，灯管未变色，性能良好。以等于或大于现场现照度为原则，根据现场试验对比数据，用节能电光源85 W代替250 W汞灯，用节能电光源135 W代替450 W汞灯效能计算如表1所示（性能试验超过2 700 h）。

表一节能电光源与汞灯能效对比

光源	光通量/lm	年耗电/kWh	全年电费/元	平均寿命/h	年材料费/元	年总支出/元	年总效益/元	节电率/%
MED85 W	5 950	390	175	10 000	163	338	235	64.4
汞灯250 W	4 900	1 095	493	2 000	80	573	235	64.4
MRD135 W	9 450	591	266	10 000	195	461	505	70
汞灯450 W	8 820	1 917	886	2 000	80	966	505	70

注：理论对比以年365d，日工作12h，电价0.45元/kWh计算

②公司照明系统改造内容

公司现有生产、办公、生活照明总负荷约2 600 kW，其中一些厂房照明设施年久陈旧，大量使用白炽灯、汞灯，照度满足不了现实生产需要，而且浪费电能，需进行更换改造。将炼铁分厂热风除尘区域、炼铁分厂风机房区域、炼铁分厂烧结区配料仓、炼钢电炉厂主厂房、二轧分厂照明改造列入首次节能改造范围。改造内容：原有照明系统部分拆除更换新线路。更换高效照明电源。本次改造炼铁分厂风机房区域、炼铁分厂热风除尘区域、炼铁分厂烧结区配料仓、炼钢电炉厂主厂房、二轧分厂照明节电改造（改造前后照明平面布置图从略）具体数据仅以炼铁分厂风机房区域为例，见表2所示。

项目	现照明系统	改造后照明系统
灯具情况	高压钠灯75W 27个高压汞灯250W 29个白炽灯100W 4个	BFC8120 150W 23套 BFE8120 150W 2套 NTC9210 400W 11套
灯具购入费用/元	18 000	约87 600
总用电功率/W	9 675	8 150
每天照明10h耗电量/kWh	96.75	81.5
年耗电量/ kWh	35 313	29 747
6年耗电量/ kWh	211 878	178 485
6年电费/元	95 345	80 318
改造后年节电量/ kWh	5 566
若达到相同照明效果（照度）6年所需费用/元	369 691	197 618
改造后6年节约费用/元	172 073

注：电价为0.45元/kWh

③公司照明系统改造效益分析

中国电科院完成的石钢照明节能项目中，共使用各类节能灯具459 只，总容量130 kW；淘汰旧有灯具791只，总容量218 kW。使用节能电光源后年节电46.4万kWh，生产现场采光照度可达70 lux左右，比原有照明系统效果提高30 lux以上。将新旧系统照度水平进行比较，综合节能价值70万元。项目投资240万元，3年左右收回投资。节电光源1~2年更换一次，使用普通汞灯每年要更换3次以上，可以节约大量的劳动力频繁更换灯泡。节电光源总工作容量降低后，工作电流也成比例减小，延长了照明线路的使用寿命，减少了照明设施的维护费用。通过现场不同光源能效比较实验，节能电光源非常具有实用价值。

参考文献

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[9]吴初瑜.荧光灯节能型电感镇流器现状及发展

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