四. 寿命和节电
对于普通消费者来说,还应该知道LED的另一个优点是寿命长。虽然理论上的寿命可以高达10万小时,但是由于散热不理想,实际寿命是不可能那么高的,现在公认散热器设计得好的LED灯具的寿命是25,000小时,如果按每天工作3小时,那么相当于22.8年。而白炽灯的寿命如果每天工作3小时的话一般认为只有2年,也就是相当于2000小时左右。所以LED灯的寿命要长10倍,也就是要买10个白炽灯,才能够点22年。目前白炽灯2元一个,那么也要花20元。当然这是需要很长的时间才能体现出来的节约。
LED的另一个最大优点是光效高,光效高意味着省电,这方面对用户是更有价值的。同样我们可以用白炽灯的耗电来看。仍然假定每天点3小时,一年点1095小时。对不同瓦数的白炽灯每年耗电和电费如下表第二和第三列所示(其中电费以¥0.70/度计)。
用不同光效(lm/W)的LED球泡灯取代不同瓦数白炽灯时每年所能节省的电费
白炽灯瓦数 |
白炽灯 耗电度数 |
白炽灯 电费 |
60lm/W 节省电费 |
80lm/W 节省电费 |
100lm/W 节省电费 |
120lm/W 节省电费 |
40W |
43.8° |
¥30.66 |
¥24.53 |
¥26.06 |
¥26.98 |
¥27.59 |
60W |
65.7° |
¥45.99 |
¥35.64 |
¥38.23 |
¥39.78 |
¥40.82 |
75W |
82.1° |
¥57.49 |
¥43.44 |
¥46.95 |
¥49.06 |
¥50.46 |
100W |
109.5° |
¥76.65 |
¥56.21 |
¥61.32 |
¥64.39 |
¥66.43 |
125W |
136.88° |
¥95.81 |
¥70.26 |
¥76.65 |
¥80.48 |
¥83.04 |
如果换成LED那么可以节省很多电费,具体节省多少,取决于LED的光效。其具体的计算方法如下:以40W白炽灯为例。假定LED灯具的光效是60lm/W(这相当于目前市面上绝大多数的LED灯具的光效),那么,需要采用480/60=8W的功率的球泡灯才可以取代40W的白炽灯。这个8W的球泡灯每天点3小时,一年的电量=8x3x365/1000=8.76º,相当的电费为8.76x0.7=6.132元,所节约的电费就等于30.66-6.132=24.528,以此类推就可以得到在各种光效时所节约的电费。由表中可见每年节约的电费是十分可观的。假如用户知道只要用一年以后所省下的电费就可以节省出买一个球泡灯的钱,那么对于目前LED球泡灯的价格还是可以接受的,相当于使用一年就可以把买球泡灯的钱就省出来。所以美国的球泡灯包装盒上都印出了每年可以节约的电费(美国的电费是$0.11/度)。下面就是一个包装盒的例子。
这是一个FEIT Electric的17W球泡灯。它可以用来取代100W的白炽灯,而每年的电费为17x3x365x0.11/1000=$2.05,白炽灯的电费为1003x365x0.11/1000 =$12.05,所以每年节约的电费为$10美元。22.8年总共节约了$228美元。
我们建议今后中国的球泡灯(和所有的LED灯具)也都应该在包装盒上印出这些数据来。
五. 高功率球泡灯
现在国际市场上,由于球泡灯需求量大,产量大,价格也随着降低。取代40W白炽灯的球泡灯价格降低了21%,取代60W白炽灯的球泡灯价格降低了28%。但唯独取代更高瓦数白炽灯的价钱还是高居不下。主要原因是球泡灯的尺寸通常要和相当功率的白炽灯尺寸相当。而过去业内流传一个看法,就是球泡灯的功率不可能超过9W,这是受到散热器的大小(美国为A19=19x1/8”~60mm,中国为A60=60mm 直径)所决定的。其实由于过去球泡灯的光效低下,所以才有这个瓶颈的限制。随着球泡灯光效的提高这个限制也水涨船高,有可能在同样尺寸的散热器而做成更大功率的球泡灯。因为光效高了以后发热量也相应减小了。下面我们用数字来说明这个问题。假定一个10W的球泡灯,其整灯光效为60 lm/W。也就是在输入10W功率时,它的流明数为600流明。这时候它的电光转换效率大约只有27%,也就是只有27%的电能转换为光能,其余73%都变成了热耗。而假定其驱动恒流源的效率为90%,也就是有1W的功率也转变为热耗。只有9W的功率供给了LED,所以LED的热耗为9x0.73=6.57W,再加上电源的1W热耗,总共是7.57W。这个热耗需要经过散热器散发出去。这种散热器也就是我们在市面上看到9W球泡灯(指LED为9W)的大散热器。其中有1W是电源的热耗,它不会随着LED光效的提高而减少,其所占比例反而会增加(最后第二列)。
整灯光效 |
电光效率 |
热耗 |
10W输入总热耗 |
1W所占比例 |
可用于球泡灯瓦数 |
60 lm/W |
27% |
73% |
9x0.73+1=7.57W |
13.2% |
10W |
80 lm/W |
33% |
67% |
9x0.67+1=7.03W |
14.2% |
10.77W |
100 lm/W |
39% |
61% |
9x0.61+1=6.49W |
15.4% |
11.66W |
120 lm/W |
45% |
55% |
9x0.55+1=5.95W |
16.8% |
12.7W |
虽然过去业内认为球泡灯的最大功率限制为9W,也就是散热器能够散去的总热耗为7.57W,但是随着LED的光效提高,可以用于球泡灯的功率也随着提高。也就是说,如果现在能够把LED球泡灯的整灯光效提高到120lm/W,那么即使仍然采用A60的散热器,却有可能用于12.7W的球泡灯。实际上,由于散热器本身散热效果的改进(例如新型的塑包铝散热器),现在A60的散热器已经可以用于15 W的球泡灯了。
六. 取代75W和100W白炽灯的LED球泡灯
为了取代75W白炽灯只允许使用和它大小相同的A19(或中国的A60)散热器,而为了要取代100W白炽灯只允许使用和它大小相同的A21(或中国的A70)散热器。因而其技术难度是很大的,根据网上资料目前可以生产这两种球泡灯的厂商只有飞利浦。OSRAM, CREE 这三家外国公司和中国埃菲莱公司。它们的型号和参数例举如下表。
取代75W白炽灯的LED球泡灯:
公司和型号 |
瓦数 |
总流明数 |
光效 |
外壳 |
Amazon价钱 |
每千流明$数 |
每年省电 |
Philips432161 |
15 W |
1180 lm |
78.66 lm/W |
A21 |
US$17.49 |
$14.82/klm |
$7.23 |
Osram78911 |
14 W |
1100 lm |
78 lm/W |
A19 |
US$35.28 |
$32.07/k lm |
$7.35 |
Cree |
13.5 W |
1100 lm |
81.5 lm/W |
A19 |
US$33.29 |
$30.26/k lm |
$7.4 |
中国埃菲莱 |
11W |
1100 |
100 lm/W |
A60 |
2x每年节电 |
$14.02 /k lm |
$7.71 |
取代100W白炽灯的LED球泡灯
公司和型号 |
瓦数 |
总流明数 |
光效 |
外壳 |
Amazon价钱 |
每千流明$数 |
每年省电 |
Philips432195 |
19 W |
1680 lm |
88.4 lm/W |
A21 |
US$24.97 |
$14.86 /klm |
$9.76 |
Osram78962 |
20 W |
1675 lm |
83.8 lm/W |
A21 |
US$42.48 |
$25.36/klm |
$9.64 |
Cree |
18 W |
1600 lm |
88.8 lm/W |
A21 |
US$23.99 |
$14.99/klm |
$9.88 |
中国埃菲莱 |
15W |
1600 |
106.6 lm/W |
A70 |
2x每年节电 |
$12.81/klm |
$10.24 |
从表上的数据可知,中国的埃菲莱的球泡灯是其中光效最高的一家也是每千流明$数最低的一家。埃菲莱公司之所以能够得到很高的光效主要得助于采用了效率很高的恒流驱动源,相当于在前面表里,省下了1W的热耗。不但可以提高整灯光效,使A60散热器可以用于15.3W的球泡灯,而且还可以减小在相同总流明时所需的功率。进一步起到了节能减排的作用。
结束语
中国的消费者比较重视价钱,而不太重视质量。其根本原因是因为他们不知道有定量的质量指标,虽然只知道有一句“便宜没好货”,但是过于笼统而仍然无法选择。如果他们知道了质量也可以定量,而且性价比也可以定量,那么肯定所有的消费者都要买性价比高的产品。现在是到了纠正误导消费者的性价比:不是什么每元多少瓦,而应该是每元多少流明。真正的质量指标是光效,每瓦多少流明。建议今后我国的LED灯具的能效标准也采用lm/W作为我国的标准。这样大家都会去买能效标示高的LED灯具了!
当前由于全球气候变暖而在全世界产生无数气象灾害,像最近阿富汗的泥石流就夺去2000多人的性命!所以当务之急是要落实各国的节能减排的指标,大力推广LED照明也是节能减排的主要手段,一方面我们要求政府部门能够拿出比推广“节能灯”更大的力度和政策来支持LED灯具的推广,另一方面也要在老百姓那里大力宣传LED对节能减排的重要作用。其实节省电费对老百姓也是有贴切的实惠意义的!所以在球泡灯的包装盒上一定要注明每年节约的电费数,当然这个数字是直接和这个灯的光效有关,这也促进各个生产厂商能够关注怎样能够生产出高光效的球泡灯来!使得“中国生产”也能成为高质量产品的代名词!