無(wú)極燈的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望

電磁感應(yīng)無(wú)極燈是一種高效節(jié)能的新型電光源,從在國(guó)內(nèi)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(guó)無(wú)極燈的發(fā)展歷程,進(jìn)而對(duì)我國(guó)無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行闡述,并從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益兩方面對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行分析,以期能為我國(guó)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(yīng)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(yīng)原理相結(jié)合的一種新型電光源。燈內(nèi)無(wú)電極,故名無(wú)極燈。具有超長(zhǎng)壽命、節(jié)能效果好、發(fā)光效率高、無(wú)閃爍、低維護(hù)成本、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于廠房、大廳、廣場(chǎng)、公路、燈光工程等照明場(chǎng)所。自1998年國(guó)內(nèi)第一盞無(wú)極燈點(diǎn)亮以來(lái),無(wú)極燈憑借其高節(jié)能、低維護(hù)、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(guó)無(wú)極燈的發(fā)展歷程,進(jìn)而對(duì)我國(guó)無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行闡述,并從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益兩方面對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行分析,以期能為我國(guó)無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考。

2 我國(guó)無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的無(wú)極燈研究工作開(kāi)始于20年前,一些研究機(jī)構(gòu)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(tuán)在實(shí)驗(yàn)室點(diǎn)亮國(guó)內(nèi)第一盞無(wú)極燈。隨后,寶石集團(tuán)正式進(jìn)入高頻無(wú)極燈生產(chǎn)領(lǐng)域。這是國(guó)內(nèi)無(wú)極燈第一次從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)。2003年,上海宏源照明電器有限公司把IC大規(guī)模集成電路技術(shù)應(yīng)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,隨著安徽九州天極之光股份有限公司(原利辛縣九州電器廠) 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(tǒng)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(guó)無(wú)極燈的產(chǎn)量達(dá)到200多萬(wàn)只,企業(yè)規(guī)模也迅速擴(kuò)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(jù)網(wǎng)上調(diào)查和實(shí)地調(diào)研,截至2010年,國(guó)內(nèi)無(wú)極燈生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量已經(jīng)達(dá)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(yīng)發(fā)光的原理,而高頻無(wú)極燈則采用內(nèi)置磁場(chǎng)感應(yīng)發(fā)光原理,兩者的主要區(qū)別為散熱與磁場(chǎng)頻率不同。上海宏源照明、江蘇正信集團(tuán)等是低頻無(wú)極燈流派的代表,而河北寶石集團(tuán)、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(yīng)無(wú)極燈作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)還顯得很弱小,尚處于成長(zhǎng)早期階段,無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)上均缺少具有相當(dāng)規(guī)模和實(shí)力的龍頭企業(yè),產(chǎn)業(yè)中的大多數(shù)企業(yè)均為民營(yíng)企業(yè),企業(yè)的規(guī)模都還比較小。

2.2 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)10多年的研制開(kāi)發(fā),國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)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(yīng)用范圍和區(qū)域大大擴(kuò)展。
(2)制泡技術(shù)也取得長(zhǎng)足進(jìn)展,后續(xù)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(yīng)用,提高了電阻率,降低了功率損耗,有利于整體電光轉(zhuǎn)換效率的提高。泡體因內(nèi)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(dǎo)電防護(hù)網(wǎng)等一些特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)大大降低了電磁干擾,使得不同功率的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾已符合國(guó)家規(guī)定和3C認(rèn)證。
(5)無(wú)極燈產(chǎn)品種類多樣化。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(guī)模化的條件。我國(guó)的無(wú)極燈產(chǎn)品的品種規(guī)格較為齊全,技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)量、質(zhì)量等均已處于世界領(lǐng)先地位。2.3 知識(shí)產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀

據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),截至2009年,以“無(wú)極燈”名稱申請(qǐng)的專利共有208項(xiàng),其中發(fā)明專利54項(xiàng),實(shí)用新型專利104項(xiàng),外觀設(shè)計(jì)專利50項(xiàng)。以“無(wú)極燈”、“電磁感應(yīng)燈”、 “無(wú)極熒光燈”命名的所有專利共有317項(xiàng),其中發(fā)明專利80項(xiàng),實(shí)用新型專利159項(xiàng),外觀設(shè)計(jì)專利78項(xiàng)。 在省份分布上,上海市共有74項(xiàng)專利(其中上海宏源照明電器有限公司申請(qǐng)專利55項(xiàng), 包括發(fā)明專利13項(xiàng)、實(shí)用新型專利24項(xiàng)、外觀設(shè)計(jì)專利18項(xiàng)),江蘇省申請(qǐng)專利55項(xiàng),廣東省申請(qǐng)專利56項(xiàng),山東省申請(qǐng)專利20項(xiàng),浙江省申請(qǐng)專利31項(xiàng),安徽省申請(qǐng)專利18項(xiàng)(其中安徽九州天極之光股份有限公司10項(xiàng),包括發(fā)明專利2項(xiàng)、實(shí)用新型專利5項(xiàng)、外觀設(shè)計(jì)專利3項(xiàng))。

自1997年首項(xiàng)無(wú)極燈專利公開(kāi)以來(lái),基本每年都有新的專利出爐,并且2007年至今無(wú)極燈專利數(shù)量急劇增加,2008年申請(qǐng)專利共192項(xiàng),2009年共180項(xiàng)。 技術(shù)專利的爆發(fā)式增長(zhǎng)表明各廠商對(duì)技術(shù)研發(fā)的重視,知識(shí)產(chǎn)權(quán)日益成為爭(zhēng)奪陣地的主戰(zhàn)場(chǎng)。

2.4 產(chǎn)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀
 

無(wú)極燈作為第四代高效節(jié)能光源,是一個(gè)高科技含量的創(chuàng)新產(chǎn)品,有著超長(zhǎng)壽命、高光效、高顯色指數(shù)、可連續(xù)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(yīng)用場(chǎng)所。目前無(wú)極燈的應(yīng)用主要包括以下方面:
(1)道路照明。包括景觀道路、高速公路、商業(yè)步行街、交通干道、交通支路等。主要應(yīng)用在城市干道、支路照明以及維護(hù)不方便的區(qū)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(hù)費(fèi)用,帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)隧道照明。由于無(wú)極燈采用高頻工作,無(wú)頻閃現(xiàn)象,同時(shí)還具有優(yōu)異的調(diào)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(yùn)行的武廣高鐵全線隧道均采用了無(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(shù)、色溫、眩光和頻閃等參數(shù)來(lái)加以評(píng)價(jià),而無(wú)極燈在這些參數(shù)方面的優(yōu)勢(shì)是其他電光源無(wú)法比擬的。自2004年年底,韓國(guó)南山室內(nèi)網(wǎng)球場(chǎng)選用無(wú)極燈照明以來(lái),照明及節(jié)能效果得到明顯改善,獲得了運(yùn)動(dòng)界人士的廣泛好評(píng)。
(4)工廠照明。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(guó)內(nèi)一些廠房已經(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(dāng)然,終無(wú)極燈的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)該是進(jìn)入千家萬(wàn)戶的民用照明。目前,這一領(lǐng)域是眾多無(wú)極燈廠商和科研機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn),有望取得突破。隨著無(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。上述這些專業(yè)會(huì)議分別由省、市地方政府、高校、企業(yè)和全國(guó)性的專業(yè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)主辦或承辦,屬全國(guó)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、各地方政府、各專業(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(guó)內(nèi)外無(wú)極燈照明產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展動(dòng)態(tài),對(duì)加速發(fā)展我國(guó)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,隨著近些年來(lái)無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,我國(guó)的無(wú)極燈企業(yè)逐步增多,并呈集群化發(fā)展趨勢(shì),技術(shù)發(fā)展日趨成熟、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)日益受到重視,產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬,無(wú)極燈產(chǎn)品的品種規(guī)格較為齊全,技術(shù)指標(biāo)、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(jì)效益分析

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示,我國(guó)照明耗電約占全國(guó)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(shè)備維護(hù)費(fèi)用占照明成本的 27%,照明設(shè)備本身僅占成本的3%。要真正實(shí)現(xiàn)低成本照明,只有采用高節(jié)能、長(zhǎng)壽命的產(chǎn)品, 以節(jié)省電能消耗和減少維護(hù)使用費(fèi)用。無(wú)極燈很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)光源在這兩方面的缺陷。無(wú)極燈替代傳統(tǒng)光源的綜合費(fèi)用很低, 可節(jié)約50%以上的供電設(shè)備、電線電纜、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(fèi)。 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(dāng)。250W是燈泡在220V條件下的額定功率,其中還有15%的鎮(zhèn)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(fèi)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(zhèn)流器在內(nèi)的總消耗功率,誤差在±5%之內(nèi)。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(jì)算,一只燈每天可節(jié)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(shù)約為10萬(wàn)只),每天可節(jié)電約18萬(wàn)度,每年可節(jié)電6300多萬(wàn)度。以電費(fèi)0.8元/度計(jì)算,每年僅節(jié)省的電費(fèi)就高達(dá)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(hù)費(fèi)用(無(wú)極燈正常壽命在60000小時(shí),期間免維護(hù))。因此,推廣使用無(wú)極燈的經(jīng)濟(jì)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(jié)能、長(zhǎng)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(yīng)”,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(hù)眼睛。傳統(tǒng)光源的高頻閃與我國(guó)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(jié)能燈、金鹵燈等傳統(tǒng)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(jié)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(zhǎng)期的環(huán)境污染。我國(guó)2009年生產(chǎn)節(jié)能燈31.5億只,自鎮(zhèn)流熒光燈29.5 億只,其中的70%出口。歐盟為了保護(hù)自身生態(tài)環(huán)境,規(guī)定出口國(guó)對(duì)廢棄節(jié)能燈、自鎮(zhèn)流熒光燈要100%的回收。大量的廢棄節(jié)能燈、自鎮(zhèn)流熒光燈帶來(lái)了嚴(yán)重的汞污染,對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境是一個(gè)極大的威脅。

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

發(fā)展無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)完全符合黨中央提出的建設(shè)生態(tài)文明、節(jié)能減排的有關(guān)政策,也能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在國(guó)內(nèi)外前所未有重視節(jié)能減排工作的契機(jī)下,無(wú)極燈迎來(lái)了千載難逢的發(fā)展機(jī)會(huì)。盡管我國(guó)現(xiàn)在的無(wú)極燈企業(yè)總體規(guī)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(guó)無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)作為新興的高成長(zhǎng)性產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模,隨著國(guó)家、地方、企業(yè)等各方面對(duì)該產(chǎn)業(yè)重視程度的提升和相應(yīng)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(shì),取得飛速發(fā)展,無(wú)極燈產(chǎn)業(yè)必將有著良好的發(fā)展前景!