曾几何时,发光二极管(LED)仅作为录像机或电视机上的红绿指示灯存在,如今已全面走出阴影,成为交通信号灯、车灯、手电筒及室内照明的核心光源。美国Ecos Consulting机构的市场分析预测,到2025年,全球近三分之一的照明设备将采用LED技术。当前,LED的光效每两年即可翻番,展现出惊人的技术迭代速度。
在寿命与能效方面,LED优势显著。传统白炽灯寿命仅约2000小时,而LED可达50000小时。体积仅一毫米的LED能将90%的电能转化为光能,而白炽灯仅能利用10%,其余能量均以热量形式浪费。德国不伦瑞克工业大学的物理学家Andreas Hangleiter指出:“在能效方面,LED已超越卤素灯,目前与节能灯处于同一水平。”
交通领域是LED节能的受益者。采用LED技术的交通信号灯可节省60%至90%的能源。Hangleiter强调,LED不仅寿命长、维护成本低,还能直接发出彩色光,无需滤光片。德国亚琛市已有部分信号灯完成LED改造,而在日本,LED信号灯已成为普及常态。Hangleiter认为,基于能效考量,放弃LED是极不明智的选择。
LED由具有固有颜色的半导体构成,目前已有蓝、黄、红、绿等多种颜色及中间色调。为获得白光,通常采用两种方案:一是混合多种颜色的LED,使其在人眼中呈现白色;二是利用蓝色LED激发黄绿色荧光粉,通过互补色合成白光。如今,办公室台灯与手电筒等已广泛采用此类白光LED技术。
尽管优势明显,LED目前仍存在单点亮度不足的短板。Hangleiter表示,六颗现代LED的亮度总和才相当于一颗20瓦的白炽灯泡。若需更高亮度,必须组合更多LED。因此,LED最初主要应用于汽车信号灯、橱窗展示等场景。
在汽车工业中,LED的应用尤为关键。帕德博恩大学与汽车供应商海拉(Hella)共同运营的L-Lab研究中心负责人Jörg Wallaschek指出,汽车内部空间寸土寸金,LED的紧凑特性使其成为信号灯的首选。传统尾灯需深入车身数厘米,而LED仅需一厘米深度即可安装。目前,刹车灯在新款车型中已成标配,奥迪A8更是率先引入了LED日间行车灯。
研究表明,LED照明可使汽车每百公里油耗降低约0.2升。Wallaschek透露,LED大灯研发正在紧锣密鼓进行中,技术难点在于需将约二十颗LED紧密排列。他预计2008年将推出首款LED大灯产品。同时,Hangleiter预测,随着技术突破(如近期蓝光LED效率提升50%)和产量增加,LED成本将逐步下降,市场接受度将进一步提高。目前,单颗LED价格仍是白炽灯的十倍,这仍是阻碍部分消费者转向的主要因素。
对中国照明及汽车产业而言,LED技术的快速迭代与成本下降趋势表明,未来在智能照明与新能源汽车配套领域将迎来爆发式增长,企业需提前布局高集成度、高能效的LED解决方案以抢占市场先机。
