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新世代照明

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陳永平｜國立交通大學電機工程學系暨科技與社會中心智庫研究團隊

「Lighting Japan 2013」自2013年1月16日至18日在日本東京舉行，會中國際大廠雲集。由於日本歷經2011年核災後，對環保、省電、節能非常重視，紛紛導入LED照明應用，帶動LED照明市場。

台灣於2013年2月份起亦針對弱勢族群辦理LED燈泡補助，希望達到提振經濟、節能減碳及環境保護等目標。

人類自進入18世紀後，鼓風爐的改良促成鑄鐵技術之提升，並於1711年鐵製蒸汽機首次問世；60年後，瓦特開發出第二代蒸汽機，其被大量使用於煤礦開採，帶動了歐洲工業革命，從此科技在人類社會與經濟的發展上，扮演著舉足輕重的角色。自工業革命後，三百多年來各國大城市不斷興起，世界人口總數亦不斷攀升；在全球迅速擴張態勢下，對能源需求提升，乃造成今日化石燃料能源短絀之窘境。由於使用於照明設施的能源早已超過總量的20%，世界先進國家為避免化石燃料能源過度開採，除研發替代性再生能源外，對於如何提高照明效率更卯足全力，冀能降低照明能源之不當消耗。

提到照明設施，自然聯想到愛迪生於1879年所發明的白熾燈泡，及其創立的電力公司。在愛迪生成功的企業經營模式下，當時照明事業前景一片看好，不僅讓煤油燈消聲匿跡、也為人類帶來不同的夜間活動。一百多年來，白熾燈泡一直是我們習以為常的夜間照明設施，但壽命只有約一千小時、且效率不佳；其用於照明的能量只有10%，其餘都以熱的形式散失。

正因如此，目前世界已有多國禁用白熾燈泡，台灣也在2012年加入禁用行列，取而代之的是省電燈泡。

事實上，省電燈泡與常見的傳統日光燈都同屬螢光燈，須配有安定器與起動器，在價位上較高，不過因它的高照明效能有利於能源節約，因此受到政府大力推動。所謂的螢光燈，它是利用充有低壓氬氣或氖氣及水銀蒸汽的玻璃管，經通電後來激發管內氣體產生紫外線，再由玻璃管內壁所之磷質塗料吸收紫外線並產生可見光作為照明之用。螢光燈在光能效率與使用壽命上都遠高於白熾燈泡，目前是最廣為使用的照明設施，不論是居家或商場，幾乎都以日光燈為主要照明裝置。

不過，螢光燈最受人詬病之處乃在它使用對人體有害的汞，一旦損壞廢棄後將會造成嚴重的環境污染問題。

20世紀末期，世界各國意識到能源過度的開發與使用，將導致地球生態的浩劫，為了永續發展，人類必須有效利用能源。而研發新型照明設施，既能提高照明效率又可減抑環境污染，其中發光二極體(LED)技術正是眾所公認之首選；LED燈具價格雖比傳統燈具高，但功率卻能節省25%，使用壽命也大幅提升，且日後不需更換燈具，只要將原燈具起動器取下即可安裝使用。因此LED燈具終將成為21世紀照明主流。

發光二極體是一種能單向導電且發光的半導體電子元件，它在1962年最初出現時，只能發出低亮度的紅光，所以僅具有指示燈的用途。時至今日，經過半個世紀，在科學家不斷努力下，LED的發光頻率已遍及可見光區，也可產生紅外線與紫外線，而在光度上的提升，更是不可同日而語，目前早已使用在照明上，常見的LED手電筒就是一例。

不過想全面取代現有照明設施，仍有許多現實因素須克服，首當其衝即是價位過高的問題。但若是考量較節能、耐用與壽命長等因素，相信使用者應會有逐漸接受的趨勢。

由於LED照明設施技術之發展，彷彿看到了新照明世代的來臨；瞬間啟動、亮度充足，它將帶來21世紀五光十色的光明世界。（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─電機科技新知與社會風險之溝通｣執行團隊撰稿）

責任編輯：黃承揚｜英商牛津儀器海外行銷有限公司

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