浅析LED节能应用与发展趋势
阅读：1129发布时间：2016-9-30
LED是英文LightEmittingDiode（发光二极管）缩写，它是一种由半导体材料组成的元器件，是一种使用低能耗便可照明的新型节能固体冷光源照明设备。它具有能耗低、光效高、寿命长且易于维护等特点，既安全又环保，适用于各类商业、公共、居家场所照明，是未来照明行业的重点发展方向。凭着自身的显著优势，它正带动着照明的第三次技术革命，必将成为照明技术的未来。
1、LED的了解认识
1.1结构组成
LED灯的主要组成部分是被固定在楔形支架上一块半导体晶片，以及在这个楔形支架之下的两根一端接电源正极，一端接电源负极的引线架。
半导体晶片主要共有三个组成部分，首先是P型半导体组件，它被焊接在接通电源正极的引线架上；其次是N型的半导体组件，它被焊接在接通电源负极的引线架上；在P型组件和N型组件当中存在着一个过渡层，这就是我们通常所说的PN节。半导体晶片的这三个构成组件通常被分子中含有两个或两个以上环氧基团的环氧树脂封闭起来，zui终组成了LED灯。因为环氧树脂对晶片的保护非常充分，所以LED灯也具有很强的抗震性。
1.2发光原理
LED是一种把微弱电能变成光能的特殊设备，当它的组成系统受到外界激发后，会从稳定的低能态跃迁到不稳定的高能态，当系统由不稳定的高能态重新回到稳定的低能态时，能量差以光的形式辐射出来，就会产生发光现象。当在PN结上加以正向电压之后，P型半导体区的空穴注入至N型半导体区，N型半导体区的电子注入至P型半导体区，相互注入的电子与空穴相遇后即产生复合，这些多数载流子在结的注入和复合中产生辐射而发光。它是自发辐射发光，不需要较高的注入电流使产生粒子数反转分布，也不需要光学谐振腔，发射的是非相干光。
1.3LED同普通白炽灯的优势对比
首先LED的能耗非常小。LED属于低压工作设备，所以和白炽灯相比在同样的亮度条件下，它能够大幅节能，降低电能消耗。据实际的使用效果表明，在同样的照明亮度之下，LED的耗电量为是普通荧光灯的1／2，白炽灯的1／8；第二，LED具有较高的安全性。它是冷光源，发热量小，且没有热辐射，可以进行安全的肢体接触，且可以控制其放光强度以及发光方式，光色柔和，它的光显色指数大于80，无紫外线辐射，能够较好的保护视力；第三，LED具有较长的使用寿命。由于受环氧树脂封装保护，所以它具有较高的抗震性能，不容易破碎，能够承受较高强度的冲击与振动。同时它具有长达十万个工作小时的亮度半衰期，能够很有效的节约换修、维护的成本；第四，LED具有非常快的响应时间。它是一种高速器件，能够短在几十毫秒的时间内做出响应，这是其他现有的照明设备所达不到的；第五，LED自身就具有很高的环保价值。在它的制造工艺当中*不包含会对环境造成污染的水银和铅之类的物质，*可以被称之为“绿色光源”。
2、LED应用现状
鉴于LED的自身优势，其应用范围非常广泛。在我国2010年的上海世博会上，LED的创新性大范围运用成了大会的一大亮点。在世博会中共有十多亿颗LED芯片，两千八百多种应用，整个世博会园区炫彩夺目的灯光效果都是由LED所营造出来的。这也是世界上*次使用如此大规模集成LED照明技术的，同时也向大众展示出了LED的发展前景。此外，LED在还其他领域发挥着重要作用。
2.1显示屏，受数字化信息发展的影响，现代的显示技术也需要创新、发展，LED以其自身的*优势，使其成为了显示屏行业的*。它在广告媒体到服务领域信息显示、交通信息提示等许多领域都受到了广泛的应用。
2.2车灯，纵观整个LED在汽车市场的应用情况，虽然它仍然处于起步阶段，市场规模不大，但是其低功耗、寿命以及响应速度快等特点早晚会使之成为汽车照明市场的主流
2.3城建设施，在我国，LED在城市建设当中主要被应用到了建筑、街道以及广场等公共场所照明、造景，并呈现出逐渐从一级城市向二、三级城市发展的趋势。
2.4室内照明，虽然尚在起步阶段，但LED已相对平稳的进入到了室内照明市场。由于LED的多变性及色彩组合功能，使其不仅能够成为普通的照明设备，还能通过艺术性的加工，让它成为各种造型的装饰灯或礼品，可被广泛应用于居家或是酒吧等场所。
3、LED的发展前景
目前，由于的照明能耗大约占整个电力资源消耗的1／5，所以从照明节能入手能够为节能减排带来较为无可估量的贡献。LED的出现至今虽然已经过了几十年的时间，但是它在照明领域的使用还处于起步阶段。随着近年来LED照明技术的快速进步，各项性能指标的稳步提升，使得它的应用领域日趋广泛，尤其是在能源危机忧虑再度升温的环境下，LED的市场将倍受人们的关注与青睐。
2011年日本地震引发的核泄漏事件，加大了世界各国对资源环境的担忧。同时该事件也给新能源的开发和发展结构带来了较大的影响，加快了风电、光伏以及水电等新兴能源大范围投入使用的发展步伐。目前，我国也在积极研发新一代的节能环保设备。在全国各级地方政府的城市发展建设规划中，“LED、节能减排”成为热点词汇，并大范围的频频出现。从1993年到现在，我们国家的LED照明市场一直保持着增长的势态。
4、LED与太阳能
在自然资源日益匮乏的前提下，传统的能源开发成本日渐加大，且对环境的污染、以及对人体的危害可以说是无处不在。新兴太阳能光伏发电技术，*很多优点，如安全可靠，无噪声，无污染、能量随处可得，不受地域限制，无需消耗燃料等，越来越受到各个国家的重视。并开始将LED与太阳能结合使用，使其在白天通过日光蓄电，夜晚工作照明，不需要高昂且错综负责的管线拉牵，能够随心所欲的调整照明设备的位置、布局，不仅安全，还能够大幅节能减少对环境的污染，而且它的工作不需要人为的操控，能够稳定可靠的自我运行。随着太阳能光伏技术的进步与发展，太阳能照明设备以其在节能和环保上的双重优势，在各个应用领域渐渐的发展，形成了一定规模。
太阳能光伏发电技术和LED技术两者都是直流电、且电压低能够相互配合，这成为了它们能够结合的关键。它们的作用过程不需要把太阳能电池本身的直流电转换成交流电，这大幅度的增加了光照系统的工作效率。如果使用并网技术或者是利用蓄电池充放能量，会使得其优势发挥得更加明显。随着这方面的技术研究不断加深，LED的发光效率问题正在不断被改善、提高。
节能减排和可持续发展是*所面临的巨大难题，研究、开发新能源，对现有能源进行科学、合理的使用必须引起所有人的重视。现阶段，太阳能的开发利用以及LED照明技术已经从开拓、研发逐渐的迈入商业化的实用阶段，其中包括有各种各样的照明设备。不难预见，集合新型能源、新型光源的太阳能半导体照明设备将会得到非常大范围的使用和发展，必将创造一个绿色照明的新时代。
5、结语
LED作为新型照明设备，确实具有很多*的优势。但不可回避的是，LED自身还存在有些许的问题和不足，这还仍需要我们继续对其研究、完善，使LED能够在我们生活当中发挥出的效果。
