以發光二極管為代表的新一代固態光源如果得到推廣,全球電力消耗將可以節約10%。如果用新型固態光源取代基于燃料的照明,那么節能效果將更加顯著。這對能源供應日益緊張的當今世界,無疑具有現實意義。
美國倫塞勒工藝學院教授弗雷德·舒伯特等人在最新一期《科學》雜志上發表論文指出,日益“智能化”的固態光源除節能外,如果在醫療、信息技術、農業和交通運輸等領域得到推廣,還會給人類帶來更多益處。
科學家說,發光二極管的電能轉換效率遠高于目前使用的白熾燈和熒光燈,功率為3瓦的發光二極管,照明效果就相當于60瓦的白熾燈。尤其是目前的交通信號都還在用白熾燈,電力浪費更加嚴重。全球電力有22%消耗在照明上,如果發光二極管能得到推廣,照明用電力就能下降一半。同時,這也減少了礦物能源的消耗和溫室氣體排放。
此外,如果對固態光源的特性如光譜構成、發光方式、偏振性、色溫和亮度等加以控制,這種光源將有更廣泛的用途。比如,調節藍色系照明光的色溫,就能調節控制人體的生理節奏,對人類健康、情緒和工作效率產生有益影響;高頻閃動的燈光,可以用來發射交通信號;將這種光源用于顯微術照明,將提高成像清晰度;調節這種照明光的光譜構成,可以在自然光照下不宜種植蔬菜水果的地帶進行農業開發等。
研究人員認為,目前發光二極管等固態光源的改進方向在于:尋找能發出不同顏色光譜的新發射材料,在量子水平上繼續提高其發光效率;研究將固態光源封裝入燈泡、燈具的更好方式,加快向日常生活推廣;提高發光二極管芯片尺寸、電流密度和應用溫度范圍等。
在同期雜志上,美國能源部下屬的勞倫斯·伯克利國家實驗室科學家伊萬·米爾斯發表的一篇文章指出,全球目前仍有16億人得不到穩定的電力供應,他們中相當一部分依靠直接燃燒礦物燃料照明。他計算出,煤油燈等照明工具每天燒掉的燃油為130萬桶,相當于卡塔爾的產油量,在全球初始能源消耗中占33%。
米爾斯認為,對發展中國家居民,發光二極管將是合適的照明光源,它的電力消耗只相當于最省電的熒光燈的五分之一。在沒有電網的地區,可以將太陽能發電與發光二極管照明結合起來,會大幅減少能源浪費。 |