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1、推广使用LED节约电力资源 摘要:文章介绍了LED的特点、用途及其在节约电力方面的突出作用、发展前景,提出了在煤矿中如何推广使用LED。 关键词:LED;性能特点;应用;节电 LED(LightingEmittingDiode)即发光二极管,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。 发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子
2、与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。目前,发光半导体材料主要由III-V族元素组成,例如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs),氮化镓等等。 1LED特点 LED的内在特征决定了它是用最理想的光源去代替传统的光源,有着广泛的用途。 (1)体积小。LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常的小,非常的轻。 (2)耗电量低。高节能:LED耗电非常低,一般来说LED的工作电压是2V~3.6V。工作电流是0.02A~0.03A。这就是说:它消耗的电不超过0.1W。 (
3、3)使用寿命长。在恰当的电流和电压下,LED高亮度、低热量,比HID或白炽灯更少的热辐射,有人称它为长寿灯,意为永不熄灭的灯。 (4)环保。LED是由无毒的材料制成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。 (5)坚固耐用。LED是被完全的封装在环氧树脂里面,它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,这些特点使得LED可以说是不易损坏的。同时LED可控性强,可以实现各种颜色的变化。 基于LED光源的以上优点,笔者认为应当推广使用LED,以此达到节约电力资源的目标。 2具体应用 2.1用作信号灯 LED信号灯较传统信号灯有着明显的优势:
4、(1)由于LED发出的光束是向前的并具有一定发散角,这样就可以不必像白炽灯需要加装反光碗。而且LED本身发出的是色光,可根据实际情况随意调节设置所需颜色,达到区别辨识的不同目的,减少重复设置多色彩灯的麻烦,提高光利用率。 (2)工作寿命长,为5～10年,维修保养费用低。而传统信号灯每年至少需要更换3~4次,维修保养费用高,需要耗费相当的人力和精力钻研此项工作。 (3)功耗小,一般约仅为白炽灯光源信号灯的10%～20%,这一点是符合国家的相关能源政策。 (4)由于单个LED仅为整个信号灯灯盘中特殊的一个发光单元,只要信号灯线路板设计合理,即使个别LED烧毁,也不会影响别
5、的LED发光单元,从而影响信号灯整体效果。 2.2用在照明领域 2.2.1耗电量少 LED单管功率0.03W～0.06W,采用直流驱动,单管驱动电压1.5V～3.5V,电流15A～18A,反应速度快,可高频操作。在同样照明效果的情况下,耗电量是白炽灯泡的1/8,荧光灯管的1/2,初步估计,如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED替代该矿一半的白炽灯和荧光灯,每年可节约35%的现用照明电量。 2.2.2使用寿命长 普通照明光源采用电子光场辐射发光,有灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎,平均
6、寿命达10万h。 2.2.3安全可靠性强 发热量低,无热辐射,冷光源,可以安全触摸;能精确控制光型及发光角度,光色柔和,无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度,调整发光方式,实现光与艺术结合。 2.2.4有利于环保 LED为全固体发光体,耐震、耐冲击不易破碎,废弃物可回收,没有污染。光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便薄短小型照明产品,也便于安装和维护。 3应用前景 LED应用前景广阔,就拿白光LED来讲,不过在讲白光LED之前,我们先看看目前所用的照明灯光源的状况:白炽灯和卤钨灯,其光效为12lm//////W,比一般家用
7、白炽灯或卤钨灯相近甚至还高,这完全能达到照明领域的需要。而且随着LED照明的技术日趋完善,逐步发展到大功率的LED,采用大功率LED为光源,人的视觉效果柔和、均匀,并且大功率LED均采用恒流驱动,无频闪,长时间工作环境下眼睛没有疲劳感,是未来绿色照明产品。 众所周知,目前中国能源日益紧缺,然而LED照明可大大达到节电目的,据有关资料理论测算,全国只要有1/3的白炽灯被LED灯取代,每年就能为国家节省用电近1000亿度,相当于一个三峡工程的年发电量。根据其节电的理论原理,如果用该矿民用电测算,如果全矿一年能有30%
