無極燈的發展現狀與前景展望

電磁感應無極燈是一種高效節能的新型電光源,從在國內誕生起至今不過十幾年的時間,但是發展迅速。本文通過回顧我國無極燈的發展歷程,進而對我國無極燈產業的發展現狀進行闡述,并從經濟效益和社會效益兩方面對其發展前景進行分析,以期能為我國無極燈產業的發展提供參考。

1 無極燈背景

電磁感應無極燈屬于第四代光源,是基于人們所熟知的熒光燈氣體放電和高頻電磁感應原理相結合的一種新型電光源。燈內無電極,故名無極燈。具有超長壽命、節能效果好、發光效率高、無閃爍、低維護成本、無污染等優點,可廣泛應用于廠房、大廳、廣場、公路、燈光工程等照明場所。自1998年國內第一盞無極燈點亮以來,無極燈憑借其高節能、低維護、綠色環保等特點,日趨成為光源市場中一支不可小覷的力量。本文通過回顧我國無極燈的發展歷程,進而對我國無極燈產業的發展現狀進行闡述,并從經濟效益和社會效益兩方面對其發展前景進行分析,以期能為我國無極燈產業的發展提供參考。

2 我國無極燈產業發展現狀

我國的無極燈研究工作開始于20年前,一些研究機構和企業在無極燈領域進行了大膽的嘗試,取得許多進展。1998年,河北寶石集團在實驗室點亮國內第一盞無極燈。隨后,寶石集團正式進入高頻無極燈生產領域。這是國內無極燈第一次從實驗室走向市場。2003年,上海宏源照明電器有限公司把IC大規模集成電路技術應用到光源制造業,成功發明了LVD低頻無極燈,并將其推向市場。2004年,隨著安徽九州天極之光股份有限公司(原利辛縣九州電器廠) 進入高頻無極燈領域,解決了高頻無極燈核心電源、高頻電磁干擾、生產工藝等問題,極大地推動了無極燈產業的發展。2005年,浙江大學電子信息技術與系統研究所同元光德企業合作開發的射頻無極燈技術,成功地突破了成本瓶頸,使無極燈的造價大幅度降低。2009年,全國無極燈的產量達到200多萬只,企業規模也迅速擴大,無極燈日益成為電光源市場一支新興的不可小覷的力量。

2.1 產業總體布局

據網上調查和實地調研,截至2010年,國內無極燈生產企業數量已經達到146家,分布在北京、上海、重慶、江蘇、浙江、安徽、廣東、四川、福建、山東、河南、河北、湖北、吉林、遼寧15個省市,以廣東省和江蘇省居多,廣東省又主要集中在深圳市和中山市,江蘇省主要集中在常州市,初步形成了廣東和江蘇兩個無極燈產業集群。 無極燈生產企業分成低頻無極燈與高頻無極燈兩大流派。低頻無極燈采用外置磁場感應發光的原理,而高頻無極燈則采用內置磁場感應發光原理,兩者的主要區別為散熱與磁場頻率不同。上海宏源照明、江蘇正信集團等是低頻無極燈流派的代表,而河北寶石集團、深圳格林萊照明、安徽九州天極之光股份有限公司等則是高頻無極燈中的優秀企業。目前,電磁感應無極燈作為一個產業還顯得很弱小,尚處于成長早期階段,無極燈產業在產業鏈各個環節上均缺少具有相當規模和實力的龍頭企業,產業中的大多數企業均為民營企業,企業的規模都還比較小。

2.2 技術發展現狀

經過10多年的研制開發,國內科研機構和行業企業已經取得許多成果:
(1)高頻功率電子技術有某些創新和突破,使工作可靠性大幅提高,體積也大幅縮小。新研制的高頻發生器可以使無極燈在-3℃低溫下正常啟動,應用范圍和區域大大擴展。
(2)制泡技術也取得長足進展,后續的熒光粉涂粉和燈泡的排氣技術也得以改進。
(3)功率磁性材料的應用,提高了電阻率,降低了功率損耗,有利于整體電光轉換效率的提高。泡體因內腔過熱造成磁體失磁使燈泡自熄的概率降低了,同時也有利于電光功率的逐步增大。
(4)電磁干擾問題已得到很好控制。EMC模塊、導電防護網等一些特殊結構的設計大大降低了電磁干擾,使得不同功率的傳導干擾和輻射干擾已符合國家規定和3C認證。
(5)無極燈產品種類多樣化。有防爆燈系列、泛光燈系列、路燈系列、華燈系列、紫外線燈系列、渦流燈系列等,功率在15~400W。 經過多年的發展,無極燈的技術開發和生產工藝已經基本成熟,已具備產業化和效益規模化的條件。我國的無極燈產品的品種規格較為齊全,技術指標、產量、質量等均已處于世界領先地位。2.3 知識產權現狀

據國家知識產權網統計數據,截至2009年,以“無極燈”名稱申請的專利共有208項,其中發明專利54項,實用新型專利104項,外觀設計專利50項。以“無極燈”、“電磁感應燈”、 “無極熒光燈”命名的所有專利共有317項,其中發明專利80項,實用新型專利159項,外觀設計專利78項。 在省份分布上,上海市共有74項專利(其中上海宏源照明電器有限公司申請專利55項, 包括發明專利13項、實用新型專利24項、外觀設計專利18項),江蘇省申請專利55項,廣東省申請專利56項,山東省申請專利20項,浙江省申請專利31項,安徽省申請專利18項(其中安徽九州天極之光股份有限公司10項,包括發明專利2項、實用新型專利5項、外觀設計專利3項)。

自1997年首項無極燈專利公開以來,基本每年都有新的專利出爐,并且2007年至今無極燈專利數量急劇增加,2008年申請專利共192項,2009年共180項。 技術專利的爆發式增長表明各廠商對技術研發的重視,知識產權日益成為爭奪陣地的主戰場。

2.4 產業應用現狀
 

無極燈作為第四代高效節能光源,是一個高科技含量的創新產品,有著超長壽命、高光效、高顯色指數、可連續和瞬時啟動等特性,這些都是其他光源所無法同時具備的,這就決定了無極燈的特殊應用場所。目前無極燈的應用主要包括以下方面:
(1)道路照明。包括景觀道路、高速公路、商業步行街、交通干道、交通支路等。主要應用在城市干道、支路照明以及維護不方便的區域。比如,從2006年10月開始,南浦大橋便采用了無極燈進行照明,能耗較原來的鈉燈下降34%,同時減少了維護費用,帶來了良好的經濟效益。
(2)隧道照明。由于無極燈采用高頻工作,無頻閃現象,同時還具有優異的調光性能,可以給駕駛員提供良好的視覺效果和心理感覺,因此特別適宜于隧道照明,如近投入運行的武廣高鐵全線隧道均采用了無極燈照明。
(3)體育場館照明。衡量一個體育場館照明效果的好壞,通常可以從照度、顯色指數、色溫、眩光和頻閃等參數來加以評價,而無極燈在這些參數方面的優勢是其他電光源無法比擬的。自2004年年底,韓國南山室內網球場選用無極燈照明以來,照明及節能效果得到明顯改善,獲得了運動界人士的廣泛好評。
(4)工廠照明。由于無極燈的發光面積大,表面亮度要低一些,使空間的眩光明顯得到改善, 因此國內一些廠房已經選用無極燈代替了原來的電光源,改造后整個視野的空間比較明亮舒適,改變了原來壓抑的照明環境。當然,終無極燈的發展目標應該是進入千家萬戶的民用照明。目前,這一領域是眾多無極燈廠商和科研機構的研究熱點,有望取得突破。隨著無極燈技術的快速發展,無極燈進入尋常百姓之家將指日可待。

2.5 各種相關專業會議交流情況近年來與無極燈產業直接有關的各種專業會議日趨增多,各種相關信息的交流頻繁。下表列出了近幾年與無極燈產業發展相關的一些學術會議。上述這些專業會議分別由省、市地方政府、高校、企業和全國性的專業學會或協會主辦或承辦,屬全國性大型或地方性無極燈照明學術交流、產業研討、新產品展示會。這些會議的舉辦,說明政府主管部門、各地方政府、各專業學會、協會和企業日益重視無極燈產業的發展, 通過會議進行學術交流、產業研討、新產品展示等活動。了解國內外無極燈照明產業的新發展動態,對加速發展我國無極燈產業化進程,將起到積極的推動作用。但是從政策上來看, 尚缺乏政府明確的產業政策支持,這無疑將是無極燈產業發展的一個障礙。

綜上所述,隨著近些年來無極燈產業的飛速發展,我國的無極燈企業逐步增多,并呈集群化發展趨勢,技術發展日趨成熟、知識產權保護日益受到重視,產品應用領域逐漸拓寬,無極燈產品的品種規格較為齊全,技術指標、產量、質量均已處于世界領先地位。

3 前景展望
 

3.1 經濟效益分析

據相關統計資料顯示,我國照明耗電約占全國耗電總量的13%,城市公共照明耗電占總照明耗電的30%。在照明使用的成本中,電能的消耗約占成本的70%,設備維護費用占照明成本的 27%,照明設備本身僅占成本的3%。要真正實現低成本照明,只有采用高節能、長壽命的產品, 以節省電能消耗和減少維護使用費用。無極燈很好地彌補了傳統光源在這兩方面的缺陷。無極燈替代傳統光源的綜合費用很低, 可節約50%以上的供電設備、電線電纜、控制器件等。金鹵燈、高壓鈉燈的啟動功率是額定功率的3~5倍,平均啟動時間為5~10分鐘,啟動期間造成電能大量的無效浪費。 道路照明上,125W無極燈的光通量與250W的高壓鈉燈基本相當。250W是燈泡在220V條件下的額定功率,其中還有15%的鎮流器功率損耗,約40W,總耗功率約為290W。再加上高壓鈉燈啟動時多耗費的電,250W的高壓鈉燈實際耗電功率大于300W。無極燈的功率是包括鎮流器在內的總消耗功率,誤差在±5%之內。使用125W無極燈替代250W的高壓鈉燈,道路照明按每晚10小時計算,一只燈每天可節省1.75度電。以合肥市為例,如果合肥市街道路燈都換成無極燈(合肥市的路燈總數約為10萬只),每天可節電約18萬度,每年可節電6300多萬度。以電費0.8元/度計算,每年僅節省的電費就高達5000多萬元,這其中還不包括使用高壓鈉燈損壞造成的檢修和維護費用(無極燈正常壽命在60000小時,期間免維護)。因此,推廣使用無極燈的經濟效益可見一斑。

3.2 社會效益分析

無極燈除具有高節能、長壽命的特點之外,還具有高顯色性、無頻閃、無污染等特性。無極燈由于工作頻率高,所以可視為“完全沒有頻閃效應”,它所發出的光幾乎與自然光相同,不會造成視覺疲勞、更利于保護眼睛。傳統光源的高頻閃與我國青少年普遍存在的近視問題不無關系,無極燈的推廣將極大地緩解這一問題。 日光燈、節能燈、金鹵燈等傳統光源,是以電能產生的高溫而發光,溫度越高越亮,越亮越容易壞。制造節能燈、日光燈占用大量的資源和能源,損壞的燈還產生難以回收處理的汞,破壞生態環境,造成長期的環境污染。我國2009年生產節能燈31.5億只,自鎮流熒光燈29.5 億只,其中的70%出口。歐盟為了保護自身生態環境,規定出口國對廢棄節能燈、自鎮流熒光燈要100%的回收。大量的廢棄節能燈、自鎮流熒光燈帶來了嚴重的汞污染,對我國的生態環境是一個極大的威脅。

有學者曾經計算,如果全國的照明全部采用無極燈,一年可節省的電力將相當于一個長江三峽的發電量,約1000億千瓦時。而在我國目前的電力生產中,火力發電占據絕大部分,因此, 大力推廣普及無極燈對我國發展低碳經濟、節能減排具有重要的戰略意義! 總的來說,隨著能源日益緊張,節能環保成為全球的發展趨勢。

發展無極燈產業完全符合黨中央提出的建設生態文明、節能減排的有關政策,也能帶來巨大的經濟效益和社會效益。在國內外前所未有重視節能減排工作的契機下,無極燈迎來了千載難逢的發展機會。盡管我國現在的無極燈企業總體規模還偏小,無極燈產量在電光源市場的份額還比較低,但是我國無極燈產業作為新興的高成長性產業已經初具規模,隨著國家、地方、企業等各方面對該產業重視程度的提升和相應投入的增加,未來5~10年,無極燈必將憑借其在道路照明、公共照明和隧道照明等領域相比于其他電光源無法比擬的優勢,取得飛速發展,無極燈產業必將有著良好的發展前景!