盘点2013年年度LED照明七大前沿技术

2013年LED行业可以说是起伏不定，也是行业的重要时期，先是LED节能能补贴不再继续，再到LED行业老板的跑路，LED行业中小企业倒闭潮，但这些都并不影响LED照明的技术发展方向，节能低碳是行业不变的主题，本网为您盘点2013年LED照明的前沿技术。

一、合成生物学技术“发光植物”

在美国旧金山，合成生物学博士奥姆瑞·艾米诺·卓瑞、植物学博士凯尔·泰勒以及科技企业家安东尼·埃文斯正在大张旗鼓共同研究开发“发光植物”项目。在其网站上，他们称想为大家提供更天然、节能的照明方式，终有一天让大家跟电灯泡说再见。他们用合成生物技术将萤火虫身上的一种荧光素酶基因移植到植物身上，经过改良的基因设计和表达控制，目前已可以让一种叫拟南芥的植物发出相比先前其他类似科研成果更明亮的荧光。在未来，他们希望能开发出可持续发光的植物用作路灯照明，并将该技术应用到诸如花卉园艺等领域。

让植物发光的基因移植技术并不算特别新奇。我国台湾的科学家已经成功把叫做“生物LED”的发光金色纳米粒植入到一种水生植物中，让水生植物发出光来。美国纽约大学的研究者也有类似的发光植物研发出来。

对此，赵国屏教授笑道：“首先，这种技术并不难。值得肯定的是，让植物发光来照明，这个创想很好玩。相比其他植物，拟南芥已经是生物学家们了解得比较清楚的植物，人工控制起来也相对简单。来自萤火虫的荧光素蛋白是一种发光蛋白，让它发光需要消耗能量，将它移植到植物身上，植物自身的光合作用能够产生让荧光素蛋白亮起来的能量。”研究者也介绍，拟南芥的光合作用给外来的荧光素蛋白以“动力燃料”，但并不会让植物像开着的灯泡一样发热。

乌拉圭的科学家们指出，也许未来我们能获得荧光闪闪的羊毛纺织品。赵国屏指出，跟发光的拟南芥不同，发光羊移植的发光蛋白来自水母。来自水母的发光蛋白需要太阳光或者紫外线的照射才能发亮。而来自萤火虫的荧光素蛋白并不需要太阳，可以在夜里发光，相比之下，就更容易将移植了荧光素酶的植物向着路灯的应用方向引领。

二、土豆电池点亮LED灯技术应用

Rabinowitch说道：“一个土豆产生的能量就足让一个房间的LED灯亮上40天。”这种想法听起来似乎很荒谬，但是却是符合科学依据的。Rabinowitch和他的团队已经发现，事实上在现实世界启动土豆供能项目相当复杂。

为了使用有机材料制作电池，你需要两种金属：比如用作阳极的锌和用作阴极的铜。

土豆通常是学校中演示这一原理的最佳选择。然而令Rabinowitch惊奇的是，没有人将土豆当做能源进行研究。在2010年，他决定与哲学博士Alex Goldberg以及加州大学的Boris Rubinsky合作进行一下尝试。他们发现，通过把土豆煮8分钟，就会分解土豆内部的有机组织，减少电阻并且使电子更自由的移动，因此产生更多的能量。Goldberg说道：“我们发现，我们能够将输出提高10倍，这就使它的经济成本非常划算。”

三、在LED灯泡中加入芯片可替代WIFI

据了解到，相关消息来自复旦大学信息科学与工程学院的一个课题组，他们已经实验成功一种利用屋内可见光传输网络信号的通信技术(LiFi)。科研人员不仅实现了在实验室环境中利用可见光传输网络信号，并且实现了“一拖四”：即将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，离线最高速率可达3.25G，实时系统平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。

课题组的专家们认为，与现有WiFi相比，未来的可见光通讯安全又经济。WiFi存在的网络安全隐患，在可见光通讯中会“一扫而光”。而且，“灯光上网”意味着更大的带宽和更高的速度，网络设置几乎不需要任何新的基础设施。

四、新型LED照明系统让路灯更节能

据报道，目前有一组由俩字中国台湾和墨西哥组成的研究人员开发出一种新型照明系统，该系统通过高效利用LED，能确保路灯只照亮需要光线的地方，而不产生其他不必要的光线。

“这种新型LED系统的一个独特功能是，它能够适应不同街道的路灯布局，为各种街道和道路提供高效的照明，”参与这项研究的中国台湾中央大学光电学与工程学系孙庆成教授说。

这种新型路灯系统由三个部分组成。第一个部分包含一串发光二极管，它们每个都配有一种被称为全内反射透镜(TIR)的装置，其作用是汇集光线，精确控制光束的方向，使光线平行射出而不会相互交叉。

研究人员利用光利用率(OUF)来量化路灯的性能，光利用率越高路灯性能越好。计算机模拟结果显示，这种新型路灯系统光利用率可达到51%到81%，远远超过目前普通路灯的45%。

五、高效能LED路灯 光利用率达81％

台湾中央大学教授孙庆成研究团队研发“微结构扩散片”，成功开发一款高效能LED路灯，特色是将光源集中照射在道路上，避免打到夜空、住家而造成光害。这项领先全球的技术，光学利用率最高可达81%，表现比传统路灯和一般LED路灯优秀。

孙庆成表示，传统路灯的光学利用率仅20%左右，一般LED路灯约45%，代表有大部分的光被“浪费”掉了，未能导引至被照路面上，而光线四处照射到天空、住家，形成光害，常见的景象就是天空及灯具很亮，路面却不怎么亮。

孙庆成说研发团队将关键技术“微结构扩散片”运用于高效能LED路灯后，可有效控制照射范围，减少光害情形，灯具的光学利用率提升至51%到81%之间。另项优点是，比一般LED路灯更节能。

六、用LED点亮“智能医院照明系统”

日本村田制作所在7月13日建成完工的埼玉县立癌症中心新医院中，设置了“智能医院照明系统”，并于当天投入使用。该系统是村田制作所与户田建设公司、牛尾电机集团中开展照明业务的牛尾光源公司合作，共同开发的新一代医院照明系统。这次是该系统首次实现实用化。医院使用该照明系统的目的在于，实现符合昼夜节律(生理节律)的照明，并通过控制LED实现节能。

智能医院照明系统通过使用无需电池即可发送信号的无线开关及照明控制设备，实现了符合昼夜节律的照明。昼夜节律指的是以约24小时为周期变动的生理节律。照明系统将1天分为5个时段，利用LED照明的光线表现昼夜变化，使住院人员等的生活周期保持稳定。[!--empirenews.page--]

LED照明控制有助实现节能，采用前进行的模拟结果显示，与不进行控制、输出功率相同的LED照明相比，最多可削减30%的能源。与荧光灯器具相比，最多可削减90%左右的能源。

七、合肥率先使用阳光“点灯”的光导照明系统

合肥高新区在政府性投资保障房建设中，率先引进光导照明这一节能环保新工艺。目前，除了报道过的复兴家园项目，永和家园三期和南岗第二复建点两个项目也应用了这种新技术。

据介绍，光导照明是直接利用光谱照明系统把阳光引入我们需要照明的场所，直接利用阳光减少碳排放，提升净化生活环境。初步测算，该三个小区共安装光导照明系统630余套，一套单价约2000元，总费用约50万元(如果换成日光灯，大约需要5040盏)。利用该项新技术，白天约10个小时不需耗电，三小区全年可节省电费约80万元。