能源資通訊節能科技之發展與應用座談會 照 明 節 能 系 統 李麗玲 工研院 能環所 2008.12.05.

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1 能源資通訊節能科技之發展與應用座談會 照 明 節 能 系 統 李麗玲 工研院 能環所

2 全球照明需求現況與趨勢 根據國際能源總署資料，2005年照明用電為2651TWh，佔全球總發電量的19%；而照明系統發光效率由1965年的18Lm/W提昇至2005年48Lm/W。 商業照明佔總照明市場用電量的43%，佔商業用電的30%，零售業、辦公大樓、倉儲及教學大樓等佔70%。 全球照明耗能分佈 資料來源：IEA(2006)

3 照明系統效率 照明系統整體效率為物理效應、生理反應、心理反應之綜合結果。 有效率照明是 對的時間與地點 提供正確的照明 色溫度vs.照度 系
光源體 效率 燈具 心 理 效 率 光通量 配光曲線 照明設計 照度 被照物 反射亮度 視覺 生理亮度 腦 心理亮度 電能 生 照 明 物 系 統 整 體 有效率照明是 對的時間與地點 提供正確的照明 色溫度vs.照度

4 照明節能具體手段 依工作需要決定照度 (參考照度標準) 照度需求下，利用節能照明設計(視覺…) 演色性考量下，使用高效率燈具
根據國際照明委員會CIE (International Commission On Illumination)所提出照明節能原則如下： 依工作需要決定照度 (參考照度標準) 照度需求下，利用節能照明設計(視覺…) 演色性考量下，使用高效率燈具 採用低眩光、高效率燈具 室內使用高反射材料 有效的迴路設計 設置節能管理設備 照明與空調之間熱處理 利用人工照明與自然採光 定期清潔維護照明器具。

5 光、照明與光環境 光環境基本需求：舒適性、功能性及安全性
光環境特性參數：照度(lm/m2)、配光、光色(色溫,K)、自然光、效率、眩光、光污染、演色性(CRI)、均勻度、閃爍及維護等。 光與大自然： 不當的照明會浪費能源、污染環境、影響生活與健康 辦公室眩光將造成心理不適，降低工作績效 過亮的夜間照明讓天上的星星不見了；候鳥迷路了；半夜2-4點2500lux 的照明環境會導致黑色素累積；…… 缺乏適當的日照，人類的生理時鐘會失調，導致神經行為的遲緩與疲倦感。 光污染影響植物及動物的自然成長，稻子不節穗、螢火蟲繁殖率降低；破壞自然生態

6 光源效率 發光效率：電能點亮光源產生之流明數；單位：流明/瓦 (lm/W) 光源發光效率 (流明/瓦 ) 10 20 30 40 50 60
白熾燈泡 鹵素燈泡 水銀燈 緊湊型螢光燈 複金屬燈 T12 T8 T5 高壓鈉燈 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 光源發光效率 (流明/瓦 ) 標準白熾燈 鹵素燈 紅外線回收鹵素燈 水銀燈 精緻螢光燈(5-26W) 精緻型螢光燈(27-80W) 螢光燈 複金屬燈 小型化複金屬燈 高壓鈉燈 LED 低壓鈉燈 ... 無需控制器件 需安定器 需變壓器

7 白光LED 現況 成本高、性能不確定性高，替換難度高 壽命 （小時） 效率 （Lm/W） 經濟效率 （Lm/USD）
鹵素燈：1,000~3,000 螢光燈：12,000~20,000 效率 （Lm/W） 白光LED：40 ~ 100 鹵素燈：18~30 螢光燈：50~105 經濟效率 （Lm/USD） 白光LED：17~33 鹵素燈：300 螢光燈：1200 參考資料：能環所整理,2008

8 照明電控技術發展 『綠色照明、經濟便利』技術： 【a】省能、調光：效率高、搭配日光調光 【b】性能佳：高功因、低諧波、低雜訊、壽命長
【c】控制便利：DALI控制介面，數位控制 【d】安全可靠：緊急照明、具多重失效保護功能 【e】使用方便：泛用型、多種/多支燈管及電源共用 【f】薄型化。

9 燈具技術與光害 發展趨勢： 燈具重要元素： 配光、造型、效率、使用舒適度等 燈具發展三大主軸：性能、效率、舒適 加值設計：美觀、使用便利性
(配光曲線) 發展趨勢： 效率高(＞0.9)、低眩光、反射式、太 陽能/風能燈具、 光觸媒燈具 光感測自動開關、人員使用自動開關 智能化、具通訊功能燈具 環保燈具，材料可回收利用率92％ 人文化

10 照明控制系統 照明控制之目的：省電、配合設施利用形態的變化、省力及創意照明
照明管理系統：藉由鍵盤,遙控器,或開關等以監視或控制所有照明器具及保全系統等的操作狀態；可以提升20%到50%效率。 照明控制的種類： 自動開關:光感測開關 照明管理系統 時控開關:人體感應延遲開關 調光器 時程管理設定：可依據作息或特定活動設定照明。 控制模式選擇：多種空間照明模式，選擇不同場景與氣氛控制。 群組控制設定：依照明場所性質選擇群組功能以設定不同照明之需求。 無線遙控操作：利用無線遙控裝置，配合臨場燈光控制之方便性。 晝光節能利用：利用自然光配合照明控制設備，提供節能需求。 整合保全系統配合特殊情況控制照明環境。

11 節能照明系統 24% 總節電量 52.7% 25% 電力消耗量 12.5% 5% 資料來源：日本三菱公司 傳統 照明 採用 器具 高效 光源
佔據 感知 電力消耗量 採用 高效 光源 與 電控 電路 24% 晝光 利用 25% 初期 照度 調整 12.5% 時間 設定 5% 傳統 照明 器具 總節電量 52.7%

12 LED照明節能---特殊照明

13 照明經濟 照明系統規劃的考量必須將長期使用所須的費用，照明設計考量因數包含： 初期設備費 光源特性 照明效率 電費及維護費 節能照明：
人類的眼睛對於亮度的感覺呈對數關係，有「抑強助弱」效果。最低照度設計，加上局部加強照明 照度(lux) 投資成本 亮度感覺(Log) 10 A 1 20 1.5 ~ 2A 1.3 100 4 ~ 6A 2

14 照明系統評估 節能照明光環境 建築物照明用電標準 --- 美國ASHRAE/IESNA 90.1 照度：參考標準非絕對 均勻度：高視覺舒適
演色性：80 燈具：見光不見燈 色溫：融合環境 用電量：燈具數*W 場所 LPD (W/m2) 工廠 14 教室 15 圖書館 13 辦公室 11.1 自動化工作區 10 倉庫 9.1 停車場 3 資料來源:

15 利用現代照明器具（高效光源、電控與感測、高品質燈具）、搭配照明設計（與空間佈置）及維護計畫，實現優質照明系統與經濟效益。
先進照明系統願景 ----- 節能、環保、人性化、精緻化與智能化 利用現代照明器具（高效光源、電控與感測、高品質燈具）、搭配照明設計（與空間佈置）及維護計畫，實現優質照明系統與經濟效益。 謝謝