无线智能平台加持 优化LED照明节能效益

利用网通技术可以进阶线上控制公众照明设备。Philips

为了达到节能、减碳的环保要求，各国开始积极立法禁用白炽灯、全面换用更环保的照明方案，除可以选择CCFL萤光灯管式的节能灯具外，以LED固态光源照明的应用节能效益相对较高，而要使固态照明节能表现更上一层楼，就必须搭配智能照明系统方案…

根据最近一份来自美国能源部(United States Department of Energy；DoE)的报告(DOE Solid-State Lighting Research and Development Multi-Year Program Plan)指出，2010年全美照明用电已占总用电量18%。报告中提到，直至2025年透过导入固态照明(Solid-state lighting；SSL)技术，即可每年节约用电量高达217 TWh(Terawatt-hours)，节省下来的电力相当于目前全美照明用电量的三分之一！如果以0.1美元一度电的电价试算，已相当于每年可节约2,170亿美元，也等于是2,000万个美国家庭的每年照明用电电价。

积极导入LED节能照明  可达显着节能效果

而DoE的报告估算基础在于已充分使用高效能的固态光源照明技术，取代传统照明光源的假设条件下进行试算，姑且不要管这份报告是否过分乐观推估，但实际上这也凸显了随着科技进步，固态光源照明技术的确可以有效减少用于照明的能源浪费，进而提高能源安全、同时也能间接或直接减少温室气体排放。

另一方面，固态光源需实现200流明？瓦照明效能、LED灯具市场渗透率需达到60%以上，才能实现DoE对年照明用电可省下高达217 TWh的乐观评估结果。

根据DoE的报告呈现，固态照明光源在2013年已有显着提升。以美国市场为例，2013年的固态照明产品销售量为2012年的一倍以上，达到1亿支水准，同时2013年因使用固态照明省下的耗能，也为2012年的一倍有余，约节约18亿美元电费，而光是18亿美元电费即可支付美国1,400万户家庭用电支出。

同时市场的LED固态照明灯具，在实验室测试已可达到200流明？瓦效能，另一方面OLED照明应用已达到60流明？瓦效能，亦有厂商开发出寿命达55,000小时的OLED光源产品，而目前全美销量最大的固态照明产品，仍以LED球泡灯为主。

LED节能效益  搭配智能控制如虎添翼

目前LED球泡灯虽在替换市场中，成为取代高耗能白炽灯首选，但实际上光是灯泡的发光原理变更，虽可节约高额的电力耗损，但实际上若能透过各种智能控制搭配照明应用结合，还可更进一步利用智能照明改善不必要的电能耗用，让能源节约的效益更为显着。

在最新的智能照明趋势中，除在灯具导入高效能、新制程的节能LED固态光源产品，最有趣的是在灯具结合可透过网络互联的LED照明系统，搭配整合Internet线上控制机制，将人与空间、照明透过网络进行智能连结，改善传统灯具虽然换用了节能光源，但若不在使用行为上搭配智能系统改善以减少不必要的浪费，更能提升电能节约的功效。

以Philips的CityTouch智能照明系统为例，在CityTouch智能照明系统概念下，可将城市的户外照明用固态LED路灯，透过每座路灯整合的无线网络方案，即可在线上中控室中遥控路灯启闭，甚至可以透过BigData技术准确检视公用照明的电力消耗现况，让公众照明的区域能源耗用现况更透明、可分析与计算。

公众照明应用  可导入智能控制平台强化节能效益

而传统城市公众照明，在智能应用上大多仅使用简陋的计时启闭开关，达到日间不须照明辅助时自动关闭路灯，而透过长时间日照季节观测统计需开启公众照明的设备启闭时间，再由定时开关的设定与维护达到节约电能效益。

但实际上传统节电定时启闭设备方案，虽可节约日照期间的不必要照明电力消耗，但实际上碰到季节变化、恶劣天候时期，利用简陋的定时器启闭照明设备就失去控制弹性，无法针对实际日照现况进行路灯设备启闭设定，且当控制线路发生断线问题时，还需派专员现场进行维护，耗时也没效率。

同样的应用环境下，CityTouch智能照明系统就可以透过线上监控以RF网络进行设备控制，在图像化的操作界面仅需利用鼠标圈选区域公众照明灯具、再选择关闭或开启，即可线上手动控制设备运行状态；除了群组灯具的全面支持线上网络开启或关闭外，控制者还可选择单盏户外照明设备启闭设定，不须派员现场处理。Philips号称，可以透过CityTouch智能照明系统为城市照明节约70%的能源耗用。

对智能照明系统来说，有价值的地方并不只限于可线上遥控设备启？闭作用而已，而是透过网络连结各个公众灯具后，所有在CityTouch智能照明系统下整合的公众照明设备，如路灯、造景灯…等，都可透过CityTouch智能照明网络系统进行设备连结，同时单一设备均可回传灯具工作现况至中央控制终端机呈现，而灯具运行现况则以图像化的可视数据呈现方式，将复杂的城市公众照明系统予以简化，使终端管制者可以将心力放在城市辅助照明的启闭时机与进阶控制，而不用浪费人力亲到现场处理才能调配城市的照明资源。

数据可视搭配大数据技术  控管城市耗能更直觉

另有别于一般灯具系统必须透过单一软件或是网页才能进行线上遥控，CityTouch智能照明系统为完全基于网页工具式设计方案，操控者可以从任一网页浏览器登入CityTouch智能照明系统中，透过简单的登入就能进行区块辅助照明运作，网页版的控制终端不仅可达到跨平台功效，未来资源整合也不会受限，搭配前卫的数据可视化设计，可一览无遗复杂的路灯、城市照明网络，亦可快速掌握城市照明的进阶控制需求。

除信息可视化特点外，智能照明系统亦可整合BigData技术，透过无时无刻的数据采集、存储、分析，搭配可视化的信息呈现，随时掌握最新的能源使用现状，搭配人工智能的精准评估，避免错误决策造成不可预期的损失，透过每盏路灯的工作状况分析与数据回传，控制者可以轻易了解每个灯具的使用年限、灯具型号、应用年限等，搭配数据呈现不同，快速分析预测现有灯具的可能故障时点，再搭配后勤维修计划改善城市照明设备的妥善率，提升居民期待与政府观感。

居家LED照明也吹起网控智能风

利用网际网络进行公众照明设备管理并不是新技术，而是照明科技、半导体制程科技、网通科技的技术整合，为原先已透过换用节能设备达到的省电效果，再透过网络智能整合达到更优化的节能效益。相同的情境也可用于居家照明应用领域，而家庭智能照明应用同样也是整合网通技术搭配智能控制平台设计，让原本不易管控的居家节能应用，也能透过手机智能终端应用程序或桌上型电脑系统进行线上管理。

尤其是LED球泡灯已陷入10美元低价流血竞争，灯具的毛利越来越低，越来越多灯具业者也尝试在灯具中导入智能控制应用平台，为灯具产品增加附加价值。尤其是LED球泡灯的设计方案已逐渐趋向成熟，原有受限球泡灯机构空间有限的设计问题，在高整合元件与芯片解决方案相继推出后，网通整合元件的主控机板体积也越做越小，网通模块与LED固态光源发光、驱动元件整合后的体积并不会比常规球泡灯体积增加太多。

智能球泡灯  网通模块寿命是设计关键

但比较严肃的问题是，网通控制模块在家用环境中，目前有蓝牙、ZigBee、Wi-Fi网通技术，常见的居家智能照明应用以Wi-Fi或是蓝牙无线通讯技术并存方式整合，而这类网通功能模块若与LED灯具的驱动模块高度整合，通常网通模块较不利于长时间在高热、散热不佳的环境中运行，也容易因此影响网通模块工作稳定性与使用年限，可能LED球泡灯还没故障网通功能就先损坏了，在这类产品中需要更重视灯泡LED驱动模块与网通控制模块的整合设计。

而家庭用的智能照明应用，搭配智能手机App或是桌上型电脑线上遥控，也是这类居家智能照明的卖点，透过无线通讯技术整合，使用者可以线上控制LED球泡灯的输出色温与照明亮度，也能将原有仅照明用途的灯具多了居家情境照明的应用支持，目前这类居家智能灯具在初期网通模块成本较高，导致整合后的产品价格会相对偏高，而网通整合功能也仅限于灯具操控，较无与其他智能家电设备协同运作的加值效益，反而使这类家庭智能照明的应用情境受限，影响其实用价值。这波居家智能照明应用热潮是否能成功带起照明需求，还需持续观察。