2013年LED行業(yè)可以說(shuō)是起伏不定，也是行業(yè)的重要時(shí)期，先是LED節(jié)能能補(bǔ)貼不再繼續(xù)，再到LED行業(yè)老板的跑路，LED行業(yè)中小企業(yè)倒閉潮，但這些都并不影響LED照明的技術(shù)發(fā)展方向，節(jié)能低碳是行業(yè)不變的主題，本網(wǎng)為您盤(pán)點(diǎn)2013年綠色照明的前沿技術(shù)。
一、合成生物學(xué)技術(shù)“發(fā)光植物”
在美國(guó)舊金山，合成生物學(xué)博士奧姆瑞·艾米諾·卓瑞、植物學(xué)博士凱爾·泰勒以及科技企業(yè)家安東尼·埃文斯正在大張旗鼓共同研究開(kāi)發(fā)“發(fā)光植物”項(xiàng)目。在其上，他們稱想為大家提供更天然、節(jié)能的照明方式，終有一天讓大家跟電燈泡說(shuō)再見(jiàn)。他們用合成生物技術(shù)將螢火蟲(chóng)身上的一種熒光素酶基因移植到植物身上，經(jīng)過(guò)改良的基因設(shè)計(jì)和表達(dá)控制，目前已可以讓一種叫擬南芥的植物發(fā)出相比先前其他類似科研成果更明亮的熒光。在未來(lái)，他們希望能開(kāi)發(fā)出可持續(xù)發(fā)光的植物用作路燈照明，并將該技術(shù)應(yīng)用到諸如花卉園藝等領(lǐng)域。
讓植物發(fā)光的基因移植技術(shù)并不算特別新奇。我國(guó)中國(guó)臺(tái)灣的科學(xué)家已經(jīng)成功把叫做“生物L(fēng)ED”的發(fā)光金色納米粒植入到一種水生植物中，讓水生植物發(fā)出光來(lái)。美國(guó)紐約大學(xué)的研究者也有類似的發(fā)光植物研發(fā)出來(lái)。
對(duì)此，趙國(guó)屏教授笑道：“首先，這種技術(shù)并不難。值得肯定的是，讓植物發(fā)光來(lái)照明，這個(gè)創(chuàng)想很好玩。相比其他植物，擬南芥已經(jīng)是生物學(xué)家們了解得比較清楚的植物，人工控制起來(lái)也相對(duì)簡(jiǎn)單。來(lái)自螢火蟲(chóng)的熒光素蛋白是一種發(fā)光蛋白，讓它發(fā)光需要消耗能量，將它移植到植物身上，植物自身的光合作用能夠產(chǎn)生讓熒光素蛋白亮起來(lái)的能量。”研究者也介紹，擬南芥的光合作用給外來(lái)的熒光素蛋白以“動(dòng)力燃料”，但并不會(huì)讓植物像開(kāi)著的燈泡一樣發(fā)熱。
烏拉圭的科學(xué)家們指出，也許未來(lái)我們能獲得熒光閃閃的羊毛紡織品。趙國(guó)屏指出，跟發(fā)光的擬南芥不同，發(fā)光羊移植的發(fā)光蛋白來(lái)自水母。來(lái)自水母的發(fā)光蛋白需要太陽(yáng)光或者紫外線的照射才能發(fā)亮。而來(lái)自螢火蟲(chóng)的熒光素蛋白并不需要太陽(yáng)，可以在夜里發(fā)光，相比之下，就更容易將移植了熒光素酶的植物向著路燈的應(yīng)用方向。
二、土豆電池點(diǎn)亮LED燈技術(shù)應(yīng)用
Rabinowitch說(shuō)道：“一個(gè)土豆產(chǎn)生的能量就足讓一個(gè)房間的LED燈亮上40天。”這種想法聽(tīng)起來(lái)似乎很荒謬，但是卻是符合科學(xué)依據(jù)的。Rabinowitch和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上在現(xiàn)實(shí)世界啟動(dòng)土豆供能項(xiàng)目相當(dāng)復(fù)雜。
為了使用有機(jī)材料制作電池，你需要兩種金屬：比如用作陽(yáng)極的鋅和用作陰極的銅。
土豆通常是學(xué)校中演示這一原理的*選擇。然而令Rabinowitch驚奇的是，沒(méi)有人將土豆當(dāng)做能源進(jìn)行研究。在2010年，他決定與哲學(xué)博士Alex Goldberg以及加州大學(xué)的Boris Rubinsky合作進(jìn)行一下嘗試。他們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)把土豆煮8分鐘，就會(huì)分解土豆內(nèi)部的有機(jī)組織，減少電阻并且使電子更自由的移動(dòng)，因此產(chǎn)生更多的能量。Goldberg說(shuō)道：“我們發(fā)現(xiàn)，我們能夠?qū)⑤敵鎏岣?0倍，這就使它的經(jīng)濟(jì)成本非常劃算。”
三、在LED燈泡中加入芯片可替代WIFI
據(jù)了解到，相關(guān)消息來(lái)自復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院的一個(gè)課題組，他們已經(jīng)實(shí)驗(yàn)成功一種利用屋內(nèi)可見(jiàn)光傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的通信技術(shù)（LiFi）。科研人員不僅實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中利用可見(jiàn)光傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并且實(shí)現(xiàn)了“一拖四”：即將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞1W的LED燈珠，燈光下的4臺(tái)電腦即可上網(wǎng)，離線zui高速率可達(dá)3.25G，實(shí)時(shí)系統(tǒng)平均上網(wǎng)速率達(dá)到150M，堪稱世界zui快的“燈光上網(wǎng)”。
課題組的專家們認(rèn)為，與現(xiàn)有WiFi相比，未來(lái)的可見(jiàn)光通訊安全又經(jīng)濟(jì)。WiFi存在的網(wǎng)絡(luò)安全隱患，在可見(jiàn)光通訊中會(huì)“一掃而光”。而且，“燈光上網(wǎng)”意味著更大的帶寬和更高的速度，網(wǎng)絡(luò)設(shè)置幾乎不需要任何新的基礎(chǔ)設(shè)施。
四、新型LED照明系統(tǒng)讓路燈更節(jié)能
據(jù)報(bào)道，目前有一組由倆字中國(guó)臺(tái)灣和墨西哥組成的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)利用LED，能確保路燈只照亮需要光線的地方，而不產(chǎn)生其他不必要的光線。
“這種新型LED系統(tǒng)的一個(gè)*功能是，它能夠適應(yīng)不同街道的路燈布局，為各種街道和道路提供的照明，”參與這項(xiàng)研究的中國(guó)臺(tái)灣*大學(xué)光電學(xué)與工程學(xué)系孫慶成教授說(shuō)。
這種新型路燈系統(tǒng)由三個(gè)部分組成。*個(gè)部分包含一串發(fā)光二極管，它們每個(gè)都配有一種被稱為全內(nèi)反射透鏡（TIR）的裝置，其作用是匯集光線，控制光束的方向，使光線平行射出而不會(huì)相互交叉。
研究人員利用光利用率（OUF）來(lái)量化路燈的性能，光利用率越高路燈性能越好。計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果顯示，這種新型路燈系統(tǒng)光利用率可達(dá)到51%到81%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前普通路燈的45%。
五、能LED路燈 光利用率達(dá)81％
中國(guó)臺(tái)灣*大學(xué)教授孫慶成研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)“微結(jié)構(gòu)擴(kuò)散片”，成功開(kāi)發(fā)一款能LED路燈，特色是將光源集中照射在道路上，避免打到夜空、住家而造成光害。這項(xiàng)的技術(shù)，光學(xué)利用率zui高可達(dá)81%，表現(xiàn)比傳統(tǒng)路燈和一般LED路燈。
孫慶成表示，傳統(tǒng)路燈的光學(xué)利用率僅20%左右，一般LED路燈約45%，代表有大部分的光被“浪費(fèi)”掉了，未能導(dǎo)引至被照路面上，而光線四處照射到天空、住家，形成光害，常見(jiàn)的景象就是天空及燈具很亮，路面卻不怎么亮。
孫慶成說(shuō)研發(fā)團(tuán)隊(duì)將關(guān)鍵技術(shù)“微結(jié)構(gòu)擴(kuò)散片”運(yùn)用于能LED路燈后，可有效控制照射范圍，減少光害情形，燈具的光學(xué)利用率提升至51%到81%之間。另項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是，比一般LED路燈更節(jié)能。
六、用LED點(diǎn)亮“智能醫(yī)院照明系統(tǒng)”
日本村田制作所在7月13日建成完工的埼玉縣立癌癥中心新醫(yī)院中，設(shè)置了“智能醫(yī)院照明系統(tǒng)”，并于當(dāng)天投入使用。該系統(tǒng)是村田制作所與戶田建設(shè)公司、牛尾電機(jī)集團(tuán)中開(kāi)展照明業(yè)務(wù)的牛尾光源公司合作，共同開(kāi)發(fā)的新一代醫(yī)院照明系統(tǒng)。這次是該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。醫(yī)院使用該照明系統(tǒng)的目的在于，實(shí)現(xiàn)符合晝夜節(jié)律（生理節(jié)律）的照明，并通過(guò)控制LED實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
智能醫(yī)院照明系統(tǒng)通過(guò)使用無(wú)需電池即可發(fā)送信號(hào)的無(wú)線開(kāi)關(guān)及照明控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了符合晝夜節(jié)律的照明。晝夜節(jié)律指的是以約24小時(shí)為周期變動(dòng)的生理節(jié)律。照明系統(tǒng)將1天分為5個(gè)時(shí)段，利用LED照明的光線表現(xiàn)晝夜變化，使住院人員等的生活周期保持穩(wěn)定。
LED照明控制有助實(shí)現(xiàn)節(jié)能，采用前進(jìn)行的模擬結(jié)果顯示，與不進(jìn)行控制、輸出功率相同的LED照明相比，zui多可削減30％的能源。與熒光燈器具相比，zui多可削減90％左右的能源。
七、合肥使用陽(yáng)光“點(diǎn)燈”的光導(dǎo)照明系統(tǒng)
合肥高新區(qū)在政府性投資保障房建設(shè)中，引進(jìn)光導(dǎo)照明這一節(jié)能環(huán)保新工藝。目前，除了報(bào)道過(guò)的復(fù)興家園項(xiàng)目，永和家園三期和南崗第二復(fù)建點(diǎn)兩個(gè)項(xiàng)目也應(yīng)用了這種新技術(shù)。
據(jù)介紹，光導(dǎo)照明是直接利用光譜照明系統(tǒng)把陽(yáng)光引入我們需要照明的場(chǎng)所，直接利用陽(yáng)光減少碳排放，提升凈化生活環(huán)境。初步測(cè)算，該三個(gè)小區(qū)共安裝光導(dǎo)照明系統(tǒng)630余套，一套單價(jià)約2000元，總費(fèi)用約50萬(wàn)元（如果換成日光燈，大約需要5040盞）。利用該項(xiàng)新技術(shù)，白天約10個(gè)小時(shí)不需耗電，三小區(qū)全年可節(jié)省電費(fèi)約80萬(wàn)元。
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