摘要:光效利用率(η)是照明節(jié)能最關(guān)鍵、貢獻(xiàn)最大的指標(biāo),其本質(zhì)是“精準(zhǔn)控光”能力?;谡彰飨到y(tǒng)“發(fā)出光→控制光→利用光”的能量流本質(zhì),將燈具研發(fā)重心從單純的“光源光效”轉(zhuǎn)向“系統(tǒng)光效”,是行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必經(jīng)之路。
一、單一依賴光效提升來實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能是硬傷!
1、能量守恒定律:光源光效再高,發(fā)出的光通量若未被有效利用(如照到非目標(biāo)區(qū)域、被結(jié)構(gòu)吸收、或形成過量照度),這部分電能就100%被浪費(fèi)了。
2、邊際效應(yīng)遞減:LED光源光效已進(jìn)入高位平臺(tái)期,從140 lm/W提升到160 lm/W,技術(shù)難度和成本激增,但帶來的系統(tǒng)節(jié)能收益遠(yuǎn)不如將光效利用率從70%提升到90%顯著。
3、負(fù)外部性:片面追求高光效而不控光,直接導(dǎo)致光污染(天空逸散光、侵入光)、眩光、能耗不降反升。為了達(dá)到路面照度標(biāo)準(zhǔn),無效光溢出越多,就需要安裝更高功率的燈具,形成惡性循環(huán)。
二、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)以“光效值”作為能效考核指標(biāo)值得商榷:
1、現(xiàn)行主要標(biāo)準(zhǔn)(如中國的《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《道路和隧道照明用LED燈具能效限定值及能效等級(jí)》等)通常以照明功率密度(LPD,W/m2) 作為核心節(jié)能考核指標(biāo),這只限制了“輸入功率上限”,卻未有效約束“光輸出質(zhì)量”。
2、漏洞:廠家可以通過使用超高光效光源、但配光很差的方案,在滿足LPD限值的同時(shí),大量浪費(fèi)光。這造成了“數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo),實(shí)際浪費(fèi)”的怪象。
3、改進(jìn)方向:未來的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)引入或強(qiáng)化:
(1)向上射光比率(ULOR)限制:嚴(yán)格控制射向天空的光。
(2)非必要環(huán)境用光(溢散光)限制。
4、道路照明中的燈具效率、利用系數(shù)(CU)和閾值增量(TI)的聯(lián)合要求:確保光高效投射到路面并控制眩光。
5、倡導(dǎo)使用“照明能效指數(shù)(EEI)”或“系統(tǒng)能效比(EER)”:這些指標(biāo)綜合了光源光效、燈具效率和控制系統(tǒng),更能反映真實(shí)節(jié)能水平。
三、精準(zhǔn)控光研發(fā)路徑的卓越價(jià)值:
1、蝙蝠翼配光 + 側(cè)向偏光:是實(shí)現(xiàn)矩形光斑、均勻照度、減少燈桿數(shù)量和功率的經(jīng)典高效方案,特別適用于道路、廣場。
2、TIR自由曲面與微結(jié)構(gòu):代表光學(xué)設(shè)計(jì)的巔峰,能實(shí)現(xiàn)極高的出光效率和精準(zhǔn)的配光控制,是“光效利用率”提升的技術(shù)利器。
3、控光模塊+光源透鏡:這一完美組合模式是上海易永光電科技有限公司自主創(chuàng)新研發(fā)知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)。它通過動(dòng)態(tài)控光模塊實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配光,可實(shí)現(xiàn)有效光通利用率達(dá)到90%以上。是低成本、易推廣的實(shí)用性技術(shù)。
4、“模擬-測試-修正”迭代:這是將光學(xué)設(shè)計(jì)從“藝術(shù)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱芍貜?fù)工程科學(xué)”的保證,確保理論設(shè)計(jì)與實(shí)際產(chǎn)品的一致性。
5、智能控制作為“增效器”:在精準(zhǔn)配光(減少“空間浪費(fèi)”)的基礎(chǔ)上,加入動(dòng)態(tài)調(diào)光(減少“時(shí)間浪費(fèi)”),能實(shí)現(xiàn)二次節(jié)能,潛力巨大。
四、新一代節(jié)能照明的完整邏輯鏈
加速構(gòu)建一個(gè)完整的、以 “光效利用率(η)”為核心的照明系統(tǒng):
1、第一性原則(節(jié)能核心):電能 → 有效視覺光。所有研發(fā)圍繞“讓每一瓦電產(chǎn)生更多有用的光”展開,而非“更多光”。
2、研發(fā)權(quán)重分配的科學(xué)性:
配光系統(tǒng)(65%):解決 “光去哪里” 的問題,是節(jié)能的主戰(zhàn)場。
光源效率(20%):解決 “光從哪來” 的問題,是節(jié)能的基礎(chǔ)。
智能控制(10%):解決 “光何時(shí)需要” 的問題,是節(jié)能的優(yōu)化器。
散熱與輕量化(5%):解決 “系統(tǒng)可靠性與成本” 的問題,是節(jié)能的保障。

五、超越節(jié)能的綜合效益
環(huán)保:顯著減少光污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境和星空。
安全與舒適:減少眩光,提升視覺舒適度和安全性。
經(jīng)濟(jì)性:降低全生命周期成本(初期安裝因燈具減少而可能降低,后期電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)大幅下降)。
結(jié)論:以上建議不僅是技術(shù)路徑,更是一種面向未來的產(chǎn)品戰(zhàn)略。照明廠商若能依此調(diào)整研發(fā)重心,從“賣光源”轉(zhuǎn)向“賣精準(zhǔn)的光解決方案”,不僅能在能效競賽中脫穎而出,更能引領(lǐng)行業(yè)向更綠色、更人性化的方向發(fā)展。


