無(wú)極燈的發(fā)展現狀與前景展望

電磁感應無(wú)極燈是一種高效節能的新型電光源,從在國內誕生起至今不過(guò)十幾年的時(shí)間,但是發(fā)展迅速。本文通過(guò)回顧我國無(wú)極燈的發(fā)展歷程,進(jìn)而對我國無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現狀進(jìn)行闡述,并從經(jīng)濟效益和社會(huì )效益兩方面對其發(fā)展前景進(jìn)行分析,以期能為我國無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 無(wú)極燈背景

電磁感應無(wú)極燈屬于第四代光源,是基于人們所熟知的熒光燈氣體放電和高頻電磁感應原理相結合的一種新型電光源。燈內無(wú)電極,故名無(wú)極燈。具有超長(cháng)壽命、節能效果好、發(fā)光效率高、無(wú)閃爍、低維護成本、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應用于廠(chǎng)房、大廳、廣場(chǎng)、公路、燈光工程等照明場(chǎng)所。自1998年國內第一盞無(wú)極燈點(diǎn)亮以來(lái),無(wú)極燈憑借其高節能、低維護、綠色環(huán)保等特點(diǎn),日趨成為光源市場(chǎng)中一支不可小覷的力量。本文通過(guò)回顧我國無(wú)極燈的發(fā)展歷程,進(jìn)而對我國無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現狀進(jìn)行闡述,并從經(jīng)濟效益和社會(huì )效益兩方面對其發(fā)展前景進(jìn)行分析,以期能為我國無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

2 我國無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀

我國的無(wú)極燈研究工作開(kāi)始于20年前,一些研究機構和企業(yè)在無(wú)極燈領(lǐng)域進(jìn)行了大膽的嘗試,取得許多進(jìn)展。1998年,河北寶石集團在實(shí)驗室點(diǎn)亮國內第一盞無(wú)極燈。隨后,寶石集團正式進(jìn)入高頻無(wú)極燈生產(chǎn)領(lǐng)域。這是國內無(wú)極燈第一次從實(shí)驗室走向市場(chǎng)。2003年,上海宏源照明電器有限公司把IC大規模集成電路技術(shù)應用到光源制造業(yè),成功發(fā)明了LVD低頻無(wú)極燈,并將其推向市場(chǎng)。2004年,隨著(zhù)安徽九州天極之光股份有限公司(原利辛縣九州電器廠(chǎng)) 進(jìn)入高頻無(wú)極燈領(lǐng)域,解決了高頻無(wú)極燈核心電源、高頻電磁干擾、生產(chǎn)工藝等問(wèn)題,極大地推動(dòng)了無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2005年,浙江大學(xué)電子信息技術(shù)與系統研究所同元光德企業(yè)合作開(kāi)發(fā)的射頻無(wú)極燈技術(shù),成功地突破了成本瓶頸,使無(wú)極燈的造價(jià)大幅度降低。2009年,全國無(wú)極燈的產(chǎn)量達到200多萬(wàn)只,企業(yè)規模也迅速擴大,無(wú)極燈日益成為電光源市場(chǎng)一支新興的不可小覷的力量。

2.1 產(chǎn)業(yè)總體布局

據網(wǎng)上調查和實(shí)地調研,截至2010年,國內無(wú)極燈生產(chǎn)企業(yè)數量已經(jīng)達到146家,分布在北京、上海、重慶、江蘇、浙江、安徽、廣東、四川、福建、山東、河南、河北、湖北、吉林、遼寧15個(gè)省市,以廣東省和江蘇省居多,廣東省又主要集中在深圳市和中山市,江蘇省主要集中在常州市,初步形成了廣東和江蘇兩個(gè)無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)集群。 無(wú)極燈生產(chǎn)企業(yè)分成低頻無(wú)極燈與高頻無(wú)極燈兩大流派。低頻無(wú)極燈采用外置磁場(chǎng)感應發(fā)光的原理,而高頻無(wú)極燈則采用內置磁場(chǎng)感應發(fā)光原理,兩者的主要區別為散熱與磁場(chǎng)頻率不同。上海宏源照明、江蘇正信集團等是低頻無(wú)極燈流派的代表,而河北寶石集團、深圳格林萊照明、安徽九州天極之光股份有限公司等則是高頻無(wú)極燈中的優(yōu)秀企業(yè)。目前,電磁感應無(wú)極燈作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)還顯得很弱小,尚處于成長(cháng)早期階段,無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節上均缺少具有相當規模和實(shí)力的龍頭企業(yè),產(chǎn)業(yè)中的大多數企業(yè)均為民營(yíng)企業(yè),企業(yè)的規模都還比較小。

2.2 技術(shù)發(fā)展現狀

經(jīng)過(guò)10多年的研制開(kāi)發(fā),國內科研機構和行業(yè)企業(yè)已經(jīng)取得許多成果:
(1)高頻功率電子技術(shù)有某些創(chuàng )新和突破,使工作可靠性大幅提高,體積也大幅縮小。新研制的高頻發(fā)生器可以使無(wú)極燈在-3℃低溫下正常啟動(dòng),應用范圍和區域大大擴展。
(2)制泡技術(shù)也取得長(cháng)足進(jìn)展,后續的熒光粉涂粉和燈泡的排氣技術(shù)也得以改進(jìn)。
(3)功率磁性材料的應用,提高了電阻率,降低了功率損耗,有利于整體電光轉換效率的提高。泡體因內腔過(guò)熱造成磁體失磁使燈泡自熄的概率降低了,同時(shí)也有利于電光功率的逐步增大。
(4)電磁干擾問(wèn)題已得到很好控制。EMC模塊、導電防護網(wǎng)等一些特殊結構的設計大大降低了電磁干擾,使得不同功率的傳導干擾和輻射干擾已符合國家規定和3C認證。
(5)無(wú)極燈產(chǎn)品種類(lèi)多樣化。有防爆燈系列、泛光燈系列、路燈系列、華燈系列、紫外線(xiàn)燈系列、渦流燈系列等,功率在15~400W。 經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,無(wú)極燈的技術(shù)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)工藝已經(jīng)基本成熟,已具備產(chǎn)業(yè)化和效益規?；臈l件。我國的無(wú)極燈產(chǎn)品的品種規格較為齊全,技術(shù)指標、產(chǎn)量、質(zhì)量等均已處于世界領(lǐng)先地位。2.3 知識產(chǎn)權現狀

據國家知識產(chǎn)權網(wǎng)統計數據,截至2009年,以“無(wú)極燈”名稱(chēng)申請的專(zhuān)利共有208項,其中發(fā)明專(zhuān)利54項,實(shí)用新型專(zhuān)利104項,外觀(guān)設計專(zhuān)利50項。以“無(wú)極燈”、“電磁感應燈”、 “無(wú)極熒光燈”命名的所有專(zhuān)利共有317項,其中發(fā)明專(zhuān)利80項,實(shí)用新型專(zhuān)利159項,外觀(guān)設計專(zhuān)利78項。 在省份分布上,上海市共有74項專(zhuān)利(其中上海宏源照明電器有限公司申請專(zhuān)利55項, 包括發(fā)明專(zhuān)利13項、實(shí)用新型專(zhuān)利24項、外觀(guān)設計專(zhuān)利18項),江蘇省申請專(zhuān)利55項,廣東省申請專(zhuān)利56項,山東省申請專(zhuān)利20項,浙江省申請專(zhuān)利31項,安徽省申請專(zhuān)利18項(其中安徽九州天極之光股份有限公司10項,包括發(fā)明專(zhuān)利2項、實(shí)用新型專(zhuān)利5項、外觀(guān)設計專(zhuān)利3項)。

自1997年首項無(wú)極燈專(zhuān)利公開(kāi)以來(lái),基本每年都有新的專(zhuān)利出爐,并且2007年至今無(wú)極燈專(zhuān)利數量急劇增加,2008年申請專(zhuān)利共192項,2009年共180項。 技術(shù)專(zhuān)利的爆發(fā)式增長(cháng)表明各廠(chǎng)商對技術(shù)研發(fā)的重視,知識產(chǎn)權日益成為爭奪陣地的主戰場(chǎng)。

2.4 產(chǎn)業(yè)應用現狀
 

無(wú)極燈作為第四代高效節能光源,是一個(gè)高科技含量的創(chuàng )新產(chǎn)品,有著(zhù)超長(cháng)壽命、高光效、高顯色指數、可連續和瞬時(shí)啟動(dòng)等特性,這些都是其他光源所無(wú)法同時(shí)具備的,這就決定了無(wú)極燈的特殊應用場(chǎng)所。目前無(wú)極燈的應用主要包括以下方面:
(1)道路照明。包括景觀(guān)道路、高速公路、商業(yè)步行街、交通干道、交通支路等。主要應用在城市干道、支路照明以及維護不方便的區域。比如,從2006年10月開(kāi)始,南浦大橋便采用了無(wú)極燈進(jìn)行照明,能耗較原來(lái)的鈉燈下降34%,同時(shí)減少了維護費用,帶來(lái)了良好的經(jīng)濟效益。
(2)隧道照明。由于無(wú)極燈采用高頻工作,無(wú)頻閃現象,同時(shí)還具有優(yōu)異的調光性能,可以給駕駛員提供良好的視覺(jué)效果和心理感覺(jué),因此特別適宜于隧道照明,如近投入運行的武廣高鐵全線(xiàn)隧道均采用了無(wú)極燈照明。
(3)體育場(chǎng)館照明。衡量一個(gè)體育場(chǎng)館照明效果的好壞,通?？梢詮恼斩?、顯色指數、色溫、眩光和頻閃等參數來(lái)加以評價(jià),而無(wú)極燈在這些參數方面的優(yōu)勢是其他電光源無(wú)法比擬的。自2004年年底,韓國南山室內網(wǎng)球場(chǎng)選用無(wú)極燈照明以來(lái),照明及節能效果得到明顯改善,獲得了運動(dòng)界人士的廣泛好評。
(4)工廠(chǎng)照明。由于無(wú)極燈的發(fā)光面積大,表面亮度要低一些,使空間的眩光明顯得到改善, 因此國內一些廠(chǎng)房已經(jīng)選用無(wú)極燈代替了原來(lái)的電光源,改造后整個(gè)視野的空間比較明亮舒適,改變了原來(lái)壓抑的照明環(huán)境。當然,終無(wú)極燈的發(fā)展目標應該是進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)的民用照明。目前,這一領(lǐng)域是眾多無(wú)極燈廠(chǎng)商和科研機構的研究熱點(diǎn),有望取得突破。隨著(zhù)無(wú)極燈技術(shù)的快速發(fā)展,無(wú)極燈進(jìn)入尋常百姓之家將指日可待。

2.5 各種相關(guān)專(zhuān)業(yè)會(huì )議交流情況近年來(lái)與無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)直接有關(guān)的各種專(zhuān)業(yè)會(huì )議日趨增多,各種相關(guān)信息的交流頻繁。下表列出了近幾年與無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的一些學(xué)術(shù)會(huì )議。上述這些專(zhuān)業(yè)會(huì )議分別由省、市地方政府、高校、企業(yè)和全國性的專(zhuān)業(yè)學(xué)會(huì )或協(xié)會(huì )主辦或承辦,屬全國性大型或地方性無(wú)極燈照明學(xué)術(shù)交流、產(chǎn)業(yè)研討、新產(chǎn)品展示會(huì )。這些會(huì )議的舉辦,說(shuō)明政府主管部門(mén)、各地方政府、各專(zhuān)業(yè)學(xué)會(huì )、協(xié)會(huì )和企業(yè)日益重視無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 通過(guò)會(huì )議進(jìn)行學(xué)術(shù)交流、產(chǎn)業(yè)研討、新產(chǎn)品展示等活動(dòng)。了解國內外無(wú)極燈照明產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展動(dòng)態(tài),對加速發(fā)展我國無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,將起到積極的推動(dòng)作用。但是從政策上來(lái)看, 尚缺乏政府明確的產(chǎn)業(yè)政策支持,這無(wú)疑將是無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)障礙。

綜上所述,隨著(zhù)近些年來(lái)無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,我國的無(wú)極燈企業(yè)逐步增多,并呈集群化發(fā)展趨勢,技術(shù)發(fā)展日趨成熟、知識產(chǎn)權保護日益受到重視,產(chǎn)品應用領(lǐng)域逐漸拓寬,無(wú)極燈產(chǎn)品的品種規格較為齊全,技術(shù)指標、產(chǎn)量、質(zhì)量均已處于世界領(lǐng)先地位。

3 前景展望
 

3.1 經(jīng)濟效益分析

據相關(guān)統計資料顯示,我國照明耗電約占全國耗電總量的13%,城市公共照明耗電占總照明耗電的30%。在照明使用的成本中,電能的消耗約占成本的70%,設備維護費用占照明成本的 27%,照明設備本身僅占成本的3%。要真正實(shí)現低成本照明,只有采用高節能、長(cháng)壽命的產(chǎn)品, 以節省電能消耗和減少維護使用費用。無(wú)極燈很好地彌補了傳統光源在這兩方面的缺陷。無(wú)極燈替代傳統光源的綜合費用很低, 可節約50%以上的供電設備、電線(xiàn)電纜、控制器件等。金鹵燈、高壓鈉燈的啟動(dòng)功率是額定功率的3~5倍,平均啟動(dòng)時(shí)間為5~10分鐘,啟動(dòng)期間造成電能大量的無(wú)效浪費。 道路照明上,125W無(wú)極燈的光通量與250W的高壓鈉燈基本相當。250W是燈泡在220V條件下的額定功率,其中還有15%的鎮流器功率損耗,約40W,總耗功率約為290W。再加上高壓鈉燈啟動(dòng)時(shí)多耗費的電,250W的高壓鈉燈實(shí)際耗電功率大于300W。無(wú)極燈的功率是包括鎮流器在內的總消耗功率,誤差在±5%之內。使用125W無(wú)極燈替代250W的高壓鈉燈,道路照明按每晚10小時(shí)計算,一只燈每天可節省1.75度電。以合肥市為例,如果合肥市街道路燈都換成無(wú)極燈(合肥市的路燈總數約為10萬(wàn)只),每天可節電約18萬(wàn)度,每年可節電6300多萬(wàn)度。以電費0.8元/度計算,每年僅節省的電費就高達5000多萬(wàn)元,這其中還不包括使用高壓鈉燈損壞造成的檢修和維護費用(無(wú)極燈正常壽命在60000小時(shí),期間免維護)。因此,推廣使用無(wú)極燈的經(jīng)濟效益可見(jiàn)一斑。

3.2 社會(huì )效益分析

無(wú)極燈除具有高節能、長(cháng)壽命的特點(diǎn)之外,還具有高顯色性、無(wú)頻閃、無(wú)污染等特性。無(wú)極燈由于工作頻率高,所以可視為“完全沒(méi)有頻閃效應”,它所發(fā)出的光幾乎與自然光相同,不會(huì )造成視覺(jué)疲勞、更利于保護眼睛。傳統光源的高頻閃與我國青少年普遍存在的近視問(wèn)題不無(wú)關(guān)系,無(wú)極燈的推廣將極大地緩解這一問(wèn)題。 日光燈、節能燈、金鹵燈等傳統光源,是以電能產(chǎn)生的高溫而發(fā)光,溫度越高越亮,越亮越容易壞。制造節能燈、日光燈占用大量的資源和能源,損壞的燈還產(chǎn)生難以回收處理的汞,破壞生態(tài)環(huán)境,造成長(cháng)期的環(huán)境污染。我國2009年生產(chǎn)節能燈31.5億只,自鎮流熒光燈29.5 億只,其中的70%出口。歐盟為了保護自身生態(tài)環(huán)境,規定出口國對廢棄節能燈、自鎮流熒光燈要100%的回收。大量的廢棄節能燈、自鎮流熒光燈帶來(lái)了嚴重的汞污染,對我國的生態(tài)環(huán)境是一個(gè)極大的威脅。

有學(xué)者曾經(jīng)計算,如果全國的照明全部采用無(wú)極燈,一年可節省的電力將相當于一個(gè)長(cháng)江三峽的發(fā)電量,約1000億千瓦時(shí)。而在我國目前的電力生產(chǎn)中,火力發(fā)電占據絕大部分,因此, 大力推廣普及無(wú)極燈對我國發(fā)展低碳經(jīng)濟、節能減排具有重要的戰略意義! 總的來(lái)說(shuō),隨著(zhù)能源日益緊張,節能環(huán)保成為全球的發(fā)展趨勢。

發(fā)展無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)完全符合黨中央提出的建設生態(tài)文明、節能減排的有關(guān)政策,也能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。在國內外前所未有重視節能減排工作的契機下,無(wú)極燈迎來(lái)了千載難逢的發(fā)展機會(huì )。盡管我國現在的無(wú)極燈企業(yè)總體規模還偏小,無(wú)極燈產(chǎn)量在電光源市場(chǎng)的份額還比較低,但是我國無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)作為新興的高成長(cháng)性產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規模,隨著(zhù)國家、地方、企業(yè)等各方面對該產(chǎn)業(yè)重視程度的提升和相應投入的增加,未來(lái)5~10年,無(wú)極燈必將憑借其在道路照明、公共照明和隧道照明等領(lǐng)域相比于其他電光源無(wú)法比擬的優(yōu)勢,取得飛速發(fā)展,無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)必將有著(zhù)良好的發(fā)展前景!