黄秉钧高亮度LED时代来临论文.pdf

台大校訊862 號 專題報導 2006 年 12 月27 日星期三 (全文) 高亮度 LED照明時代 來臨推動能源節約 台大 LED研發與 校園示範帶動 全球照明革命 黃秉鈞 台灣大學機械系教授 、新能源中心主持人 Tel: 02-2363-6576 e-mail: bjhuang@seed.net.tw 摘要 高亮度 LED照明屬冷光 ，排熱量比傳統光源多出數倍 ，且半導體結點溫度僅能設 o 計在 90 C 以下因此散熱是首要解決之， 技術問題 ，另外光學設計也非常重要 ，須使 LED 光線能有效照射到目標。在 LED 技術突飛猛進下 ，高亮度 LED照明科技已首度證明可 以超越傳統燈具如水銀燈或高壓鈉燈 。本文主要介紹台大新能源中心的最新研發 以及校 園示範結果 ，單盞 LED照明燈具 之輸出光通量已達 8,836 Lm (耗電147W) ，燈具的 光輸 出效率達60 Lm/W ，燈重 8.5 kg ，省電率超過 50%可能是全世界新記錄， 。如果將 8,000Lm LED路燈裝設於 15m寬道路 ，燈高 10m ，燈桿間距 33m ，採雙側交錯安裝 ，地面最大 照度可達 57.7 Lux ，平均照度24.8 Lux ，均勻度(平均值/最小值)3.1 ，符合國際道路照明 規範(IESNA) ，這是首度證明 ，高亮度 LED照明技術可以通過現有的道路照明規範 ，深 具指標意義 。 一、前言 二、LED照明技術 特徵 近年油價急劇上漲，也 牽動經濟發展，如 LED( 半導體照明可分成非照明用途) 輔助( 果石油耗竭 ，卻又缺乏替代能源 ，加上過度使 照明 ) 以及照明用途強調省能( ) ，前者包括指示 用化石能源引起的全球暖化與氣候異常現象 ， 燈如交通燈 、信號燈 、警示燈 、手機顯示燈等， 對人類文明將是一場浩劫。要解決未來能源危 或情境燈如聖誕燈 、夜燈 、庭園燈等 ；照明用 機與環境問題 ，只有發展新能源與再生能源一 途則包括景觀照明(彩色夜間照明) 、個人照明 途 。許多國外研究顯示 ，再生能源在 2030年前 ( 手電筒…) 、道路照明 、室內照明等。我國LED 對降低二氧化碳排放的貢獻度只能達 20%左 產業早已建立 ，市場佔有率已達全球前幾大， 右 ，而能源節約卻可提供 50%以上的貢獻度。 主要是靠消耗性與資訊產品的應用 ，目前照明 因此 ，推動能源節約或高效率使用能源仍是未 應用正在起步 ，其中道路照明技術已經成熟正 來最重要的策略 。而照明所消耗的能源極為驚 步入推廣階段 ，室內照明則尚在研發中 ，而這 人，尤其開發中國家如中國大陸，如果將廣大 兩項照明應用卻牽動能源危機的重要解決工具 國土加以 全面點亮 ，所耗能源以及造成的 地球 之一 ，將引起人類照明革命 ，因此倍受矚目 。 環境傷害 ，將令人無法想像。因此照明節能將 LED照明與傳統照明技術有下列兩點最 是最重要的新能源科技 ，而 LED(半導體照明) 大不同: 未來可能取代現有照明 ，廣泛應用 。 1. LED輸出的光能均屬可見光 稱( 「冷光」) ， 僅佔輸入電能 10-15% ，有 85-90%輸入電能 1 轉換成熱能 必須排出。傳統光源則輸出約 四、高亮度LED照明台大校園 示範與測試 85%輻射能 ，其中約70%屬紅外光眼睛無法( 辨識) ，有 15% 左右輸入電能轉為熱能 必須排