LED路灯替代传统光源之分析.doc

一、能源之发展历史人类认识和征服自然的历史，就是人类利用能源的历史。二、能源之危机人口的持续增长，尤其是城市人口的快速增长，日益增长的衣食住行使得人类面临的能源危机日趋严重。三、未来世界科技发展趋势为不断解决突出的供需矛盾，节能、储能和新能源技术将成为未来几十年经济增长的核心要素。四,（1）建筑照明的介绍未来发展趋势：建筑照明不外乎indoor&outdoor两大系统：建筑本身又分为住宅，办公，商业，标的及混合型等5种，在各种不同灯光要求基本上除了有效光线的考量外，更重要的节约能源与灯具迷你微型化，才不致破坏建筑的美学。（2）现有建筑照明的缺失：纵观现有建筑outdoor照明，白天满是不搭调的大型投光灯或破坏建筑外观的串灯，简直白天夜间两个样，而且在投光角度又漠视采光玻璃入射光的污染。众人皆知水的介面入射角小于45时是入射光全反射，而玻璃厚度10mm时则是介面入射角需小于30，但玻璃有汙损时则建议入射角小于10，避免穿透光影响indoor，上述只是差不多经验值，如要精密计算则必需另外探讨进一步技术另文再谈。（3）奈米路灯的成功经验：本公司自2003年以奈米光学研发成功奈米路灯后，且台湾立法院中小企业促进会年度跨部门会议结论，责成中央标准局及能源委员快速办理国家法规修正，在2004年新道路照明标准已送交立法院修法中，相信在立法院下次会期可以通过法案。这个法案的意义代表节能60超低眩光道路质量及安全性提高20倍，结构微化后抗恶劣天候能力提升10倍，意即照明科技21世纪的革命将与高科技快速接轨。（4）建筑照明的革命;奈米路灯成功的范例是将原本功能需求不高的道路照明快速科技提升，如以同样的奈米光学应用广泛使用于建筑照明，将可以得到outdoor照明微型化，并经控制泛光与聚光的各种光学曲率应用，达到最少电力最小灯具，最轻光污染的最高格调建筑照明。（5）奈米光学的推动：如将奈米光学应用于indoor照明，则将发挥60以上省电功能，并达到最舒适的室内照明。奈米光学原本应用于特殊仪器及照明，本公司累积雄厚实力不断改进生产制程，至今足以大量生产普及价格提供于照明灯具上使用。后继将逐渐开发系列灯具，广泛提供各种绿色建筑照明使用。五、市场分析1923年，人们发现了半导体PN结发光，人类开始了对半导体发光器件的追求。现在，人们已经普遍认为，半导体光源进入照明领域如同电晶体取代电子管一样，必将引起照明领域一次新的飞跃。在人类历史上，传统照明光源已经过了两次飞跃，第一次是自然光源（主要是火）向电光源（白炽灯）过渡，1879年10月，美国科学家爱迪生发明了白炽灯，使人类进入电气照明时代，第二次飞跃是莹光灯的问世。白炽灯主要是通过加热金属丝使黑体辐射的峰值向可见光谱区靠近，目前灯丝的温度20003000K，流明效率在15 1m/W左右,莹光灯属于光致发光，利用光谱剪裁方法提高了流明效率，达到了80 1m/W左右，这次飞跃是利用LED实现半导体照明，它是将电能直接转化为光能。半导体固体照明与传统光源相比有著非常突出的优点：白炽灯只把自已消耗电能的1218转化为光能，其余均以热能的形式散失了：同时，白炽灯是工作在高温状态之下，它的使用寿命通常不会超过1000小时。半导体照明所消耗的电量是一般白炽灯的八分之一，莹光灯的二分之一：其使用寿命约为白炽灯的20倍到30倍，是莹光灯的10倍左右。所以，此次照明变革的速度将会很快，美国预计，2010年前后，他们将有55的白炽灯和莹光灯被半导体灯具所替代，每年节电费用可达350亿美元：日本预计，到2007年他们将有30的白炽灯置换为半导体照明灯具。预计2012年，将100全数更换。预计2015年，欧盟将100全数更换。中国是一个发电与电能消耗的大国。2003年全国发电为1.9万亿度，照明用电约为2000亿度左右，到2010年，中国发电量可望达到2.7万亿度，照明用电预计在3000亿度以上（工业发达国家照明用电一般约占总发电量的20），如果照明用电能节约三分之一，就能节电1000亿度，大于中国“三峡工程”年平均电总量（“三峡工程“三期工程全面完工后，年平均发电总量为850亿度），按照比较保守的预计，中国半导体照明替代传统灯具的速度比日本滞后八年，即到2015年中国才达到日本2007年的30的水准，那时中国每年所节省的电量也会达到1000亿度，亦即大大超过”三峡工程“全国完工后的年平均发电总量。可见，这是一次来势很猛,含金量也很高照明革命。发展大功率白光LED器件是LED源进入普通照明领域的必由之路。当前，各国政府与企业已纷纷投入巨资，研究开发半导体蓝，白光材料和器件。美国能源部设立了半导体照明国家研究专案，计划从2000年到2020年，累计节约电能760GW，减少2.58亿吨炭的排出污染物，少建133座新的电站（每座1000MW），节约财政开支1150亿美元，形成一个新的年产值超过500亿美元的光源产业，同时也带来了数以百万计的工作机会。欧盟的多色光源”彩虹计划“也在开展：日本在完成“21世纪照明”发展计划的第一期目标之后，正在组织实施第二期计划，希望2010年LED的发光效率达到120lm/W;韩国“固态照明计划“业经政府审议批准，计划在2004年2008年间，政府投入1亿美元，企业提供30的配套资金，于2008年使LED的发光效率达到80lm/W。中国在2003年6月成立了”国家半导体照明工程“协调领导小组，并正式启动了”国家半导体照明工程“。现在，一个蓬蓬勃勃的照明技术革命正在全世界兴起。从中国国内经济发展分析，随着中国国民经济的发展和人民生活水准的提高，对照明电器产品的需求将保持旺盛的势头。特别是这一两年来，中国照明电器工业得到了迅猛发展，无论在产品的花色品种还是生产规模上，均可称为照明电器生产的大国。从80年代末，90年代初开始，出口均以两位数增长，98年出口额达到22.3亿美元，占中国照明电器行业销售额的三分之一。国际经济环境和国内经济发展为中国照明电器产业的提供了外部环境和条件。全球照明电器产品贸易额约150亿美元。在国际市场上，中国部分产品的市场佔有率在逐步扩大，应该说，前景是比较乐观的。进入2000年，中国照明电器产品的出品仍将是平稳增长的趋势，未来的510年，中国有望成为世界的灯饰生产强国。市场分析：据中国照明学会调查资料表示：中国目前使用节能灯的家庭至少一亿户，使用节能灯具的酒店及公共场所更是多得难以统计：全国每年单节能灯具市场的总额在120亿以上，同时每年城市化的进程在以6的速度增长，在这一速度增长下，灯饰产品更是以30的速度在增长。关于照明光源：中国是全球照明电器产品的生产大国，现有照明电器生产企业6000多家，灯具生产企业约4000家，电光源企业约1000家：2002年，中国普通白炽灯产量37.2亿，汽车灯7.5亿， 卤钨灯8.7亿，莹光灯14.3亿，HID灯6700万只，中国照明产品出口增长率比国内市场快，现已出口到150多个国家和地区，出口额占到全行业销售的40左右。在中国进口的LED产品中，许多是境外企业进口的LED后，在中国大陆加工，组装成灯具产品，再出口到国外，可见，中国照明电器产品的应用市场是很大的。据资讯产业部预测，“十五”末年，中国对LED的年需求量为300亿只，其中蓝光发光器件约占10。赛迪顾问预测，2003年2009年，中国高亮度发光管芯市场规模将保持年均近25的增长速度，到2009年中国仅高亮度LED管芯市场规模就将突破20亿元。现在全球LED产业仍经美国、日本、台湾地区为最强。据世界行业分析机构CIR的研究报告预测，全球LED的市场销售额度将从2004年的32亿美元增至2008年的56亿美元。高亮度发光二极体（HBLED），尤其是超高亮度发光二极体（UHBLED）市场销售额会从2006年起实现快速增长，普通灯具将成为主要应用领域，2008年将实现销售额8.44亿美元。CIR同时指出，从2004年起，LED的成本将开始急速下降，成本下降将使销量迅猛增长，其中，标准的和用于显示器的LED将佔大部份；到2008年，高亮度LED和超高亮度LED将佔LED总营业的绝大部分。六，LED路燈與傳統燈比較A、效益分析（實際測試主要技術和經濟參數）光源對比內容高壓鈉燈120W LED備註電光源功率（W）400120工作電流（A）3.20.6整燈系統功率（W）480144整燈系統每小時耗電量（度）0.480.144每小時使用電費（元）0.3360.1008當地電費單價按0.7元/度節省電費（元）/0.2352每盞路燈1小時節約電費B、 裝設成本分析（假設某城市有三段道路長度分別為3公里、5公里、10公里，鋪設路燈以每隔30米一盞，每邊一盞計算，這三段路所需的路燈總數分別為202盞、333盞、666盞，傳統燈以功率400W的高壓鈉燈為准並與 120W LED路燈為准進行比對）鋪設路長度3公里5公里10公里 光源項目 400W高壓鈉燈LED 120W 路燈400W高壓鈉燈LED 120W 路燈480W高壓鈉燈LED 120W 路燈燈具費用裝燈數量（盞）202202333333666666單價（500000PCS）150080001500800015008000總價￥303,000￥1,616,000￥499,500￥2,664,000￥999,000￥5,328,000電纜費用主幹線電纜流量I=P/U441 A133 A727 A218 A1454 A436 A銅芯電纜（芯數mm2）31202(回路）35032402(回路）39532404(回路）3952(回路）電纜單價438.3元/米93.615元/米851.49元/米171.885元/米1702.98元/米343.77元/米電纜成本￥1,314,900￥280,845.0￥4,257,450￥859,425￥17,029,800￥3,437,700電纜節約支出/￥1,034,055/￥3,398,025/￥13,592,100耗電量每盞整燈系統功率（W）480144480144480144每盞整燈系統每小時耗電量（度）0.480.1440.480.1440.480.144各路段每天耗電量（以每天工作12h計）1163.52349.0561918.08575.4243836.161150.848各路段10年用電量（度）42468481274054.470009922100297.6140019844200595.2節約電量（度）/2972793.6/4900694.4/9801388.8電費各路段每月用電電費（以0.7元/度計算）￥24,433.92￥7,330.18￥40,279.68￥12,083.90￥80,559.36￥24,167.81各路段10年用電電費￥2,972,794￥891,838￥4,900,694￥1,470,208￥9,801,389￥2,940,41710年節約電費/￥2,080,956/￥3,430,486/￥6,860,972鋪設路長度3公里5公里10公里 光源項目 400W高壓鈉燈LED 120W 路燈400W高壓鈉燈LED 120W 路燈400W高壓鈉燈LED 120W 路燈維護費用因傳統路燈使用時有斷性現以各路段10年內只壞一個燈計算光源壽命1年10年1年10年1年10年更換次數10次0次10次0次10次0次單價￥60/￥60/￥60/小計￥600/￥600/￥600/配電器壽命鎮流器5年/鎮流器5年/鎮流器5年/更換次數1次/1次/1次/單價￥150/￥150/￥150/小計￥150/￥150/￥150/人工費工價￥50.00/盞次/￥50.00/盞次/￥50.00/盞次/更換次數10次/10次/10次/小計￥500/￥500/￥500/10維護支出(合計)￥1,250/￥1,250/￥1,250/10年節約支出(合計)/￥1,250/￥1,250/￥1,25010年支出費用總計(含投資成本)￥4,591,944￥2,789,933￥9,658,894￥4,994,883￥27,831,439￥11,707,36710年節約費用總