目前，由于我國各地域人口分布不均勻造成節(jié)能減排的宣傳工作不夠深刻和全面，進而能源的浪費現(xiàn)象普遍存在，據(jù)統(tǒng)計我國每年能源浪費量足以維持我國1/3以上的工業(yè)部門運行一年。若能能減少這一部分能源的浪費，并輸送給西部將能緩解能源的突出問題。我國人口眾多，在照明上浪費的電能占浪費能源的絕大多數(shù)的比重。所以解決能源浪費的切入點從照明上入手能取得較大的成效。

1、各燈具發(fā)光原理

1.1白熾燈的發(fā)光原理

白熾燈是由發(fā)光用的金屬鎢絲與電源相接，同時為了防止鎢絲被空氣氧化而用玻璃器具將其隔離形成燈泡，在燈泡內(nèi)部一般將空氣抽出形成真空或者在其內(nèi)部充入惰性氣體。白熾燈的工作原理是將電能轉(zhuǎn)換成光能同時伴隨著熱能的釋放，工作過程是電能通過導線傳輸?shù)綗襞輧?nèi)部的鎢絲上，電能被轉(zhuǎn)換成熱能，將鎢絲加熱到非常高的溫度。在這個過程中由于溫度比較高就會激發(fā)鎢絲元素原子的核外電子，使得這些電子變得更加活躍向較高能量的外層躍遷，當電子再次向內(nèi)層電子移動時能量就會被釋放，釋放的形式主要是以光電子的形式釋放即光的形成。

1.2日光燈的發(fā)光原理

日光燈管實際上就是一根玻璃燈管，在燈光兩端安裝上燈絲，同時在內(nèi)壁涂有一層均勻的熒光粉，日光燈管內(nèi)充入少量的惰性氣體和水銀蒸汽，燈光兩端裝有由鎢絲制作而成的燈絲，燈絲表面涂有容易激發(fā)電子的氧化物。當鎢絲上有電流流過時，燈絲受熱就會在燈管內(nèi)發(fā)射電子，隨著溫度的上升，水銀就會汽化蒸發(fā)。在這個過程中，只要在燈管兩端加上合適的電壓，日光燈管內(nèi)的惰性氣體就會出現(xiàn)電離的情況，進而管內(nèi)的惰性氣體就有放電情況過渡到水銀蒸汽放電的過程。在這個過程中，管內(nèi)的氣體是可以導電，氣體導電時發(fā)出不可見的紫外線光，照射在管內(nèi)的熒光粉上時，產(chǎn)生可見光。

1.3普通節(jié)能燈的工作原理

普通型節(jié)能燈實際上就是日光燈的升級版燈具，它是一種緊湊型、自帶整流器的日光燈。工作原理是在燈亮時電流通過電子鎮(zhèn)流器給燈絲加熱，燈絲在兩端就會發(fā)射電子，電子處于活躍狀態(tài)會在管內(nèi)和惰性氣體相碰撞，這些惰性氣體進過碰撞之后重新獲得能量進而與汞原子碰撞，同理汞原子碰撞獲得能量后產(chǎn)生電離，電離產(chǎn)生的紫外線照射在熒光粉上，使得管壁內(nèi)部的熒光粉發(fā)出可見光。

1.4LED節(jié)能燈的工作原理

LED是英文lightemittingdiode（發(fā)光二極管）的縮寫，主要是由Ⅲ—Ⅳ族化合物制作而成，發(fā)光二極管的核心部分是由P型和N型半導體組成晶片的過渡層—PN結(jié)。所以，它具有P-N結(jié)的電壓電流特性即正向?qū)?、反向截止和擊穿特性。同時還具有一些獨特的性質(zhì)即在一定的條件下具有發(fā)光特性，發(fā)光的原理主要是在正向電壓情況下，電子由N區(qū)注入P區(qū)相反空穴由P區(qū)注入N區(qū)，在這個過程中注入的少數(shù)載流子會與多數(shù)載流子復合，復合時會將剩余的能量以光子的形式釋放出來，從而實現(xiàn)了將電能轉(zhuǎn)換為光能的過程。

2、各燈具的特點比較

2.1白熾燈的特點

1）白熾燈發(fā)光的同時伴隨著大量熱能的損失，消耗的電能較多，發(fā)光效率較低。2）由于工作時伴隨著大量的熱能產(chǎn)生，內(nèi)部燈絲的壽命比較短同時由于燈泡是玻璃制品在運輸不方便容易破碎。3）白熾燈發(fā)出光的顏色比較單一，適用性不強，受電壓影響比較大。

2.2日關(guān)燈的特點

1）部件較多，任何一個部件不能夠正常工作時都會影響日光燈的工作情況，所以故障幾率大。2）日光燈的燈絲相比白熾燈，工作溫度更低，所以成本較大，但是壽命相對較長。3）功率受到限制，不能做太大因此一般只能適用于一般家庭適用場合不大。4）日光燈發(fā)光是閃爍的會出現(xiàn)頻閃的現(xiàn)象，長期處在這種環(huán)境下眼睛會出現(xiàn)疲勞，增大事故發(fā)生的可能。

2.3普通節(jié)能燈的特點

1）由于燈管內(nèi)部有汞，汞是一種具有劇毒的物質(zhì)，在生產(chǎn)過程和使用中容易產(chǎn)生汞污染。2）易碎品，在運輸和安裝過程中有一定的難度。3）綜合起來不省錢。

2.4LED節(jié)能燈的特點

1）LED發(fā)光過程中沒有產(chǎn)生額外的熱能，光電轉(zhuǎn)換效率理論上達到100%減少了傳統(tǒng)燈具發(fā)光過程中產(chǎn)熱環(huán)節(jié)因此節(jié)省了很大的電能。2）發(fā)光二極管可以工作在高速狀態(tài)下，普通的燈具如果頻繁的啟動或關(guān)斷燈絲就會發(fā)黑很容易燒毀。3）二極管采用固態(tài)的封裝，對于安裝和運輸都及其方便，工作壽命長。

3、家用節(jié)能的驗證

舉例：1.0m的普通日光燈與1.0mLED節(jié)能燈2年的消費情況對比。

假若每天照明工作要進行15小時，普通日光燈的使用壽命平均為2年，LED節(jié)能燈平均工作壽命為6年，經(jīng)過調(diào)查12W的LED節(jié)能燈光照強度與60W的普通日光燈相當。電費按照1元/千瓦時，每天使用50只。日光燈的成本為15元/只，LED節(jié)能燈100元/只。所以有以下對比。

3.1 一年后的電費對比

1）普通日光燈：365*15*0.06*1*50=16425元。

2）LED節(jié)能燈：365*15*0.012*1*50=3285元。

3.2 兩年后的電費對比

1）普通日光燈：16425*2=32850元。

2）LED節(jié)能燈：3285*2=6570元。

3.3使用維修費

1）普通日光燈：300元。

2）LED節(jié)能燈：0元。

3.4總費用對比

1）普通日光燈：32850+300+15*50=33900元。

2）LED節(jié)能燈：6570+100*50=11570元。

綜上對比分析：①不用一年的時間使用LED節(jié)能燈具代替普通日光燈就可以從節(jié)省的電能中回收成本；②2年后節(jié)省的電費大約是2萬元。

4、單片機控制的LED節(jié)能燈的實現(xiàn)

基于LED節(jié)能燈可以工作在高速狀態(tài)下，同時電流在達到一定范圍是亮度基本上沒有變化。根據(jù)這一特性可以用單片機產(chǎn)生PWM來控制LED的通斷，只要高低電平的時間足夠短，由于LED有亮變暗的過程需要一定時間，所以這樣光照的亮度基本上是不變化的，在這樣的情況下可以進一步提高LED節(jié)能燈的節(jié)能效果。

LED節(jié)能燈是一種綠色節(jié)能環(huán)保、無污染的新一代照明器件，可以工作在惡劣的環(huán)境下而不影響照明狀態(tài)，顏色種類多樣可以滿足各種場所。政府大力推廣LED節(jié)能燈的使用以及出臺免費使用的優(yōu)惠政策，增大宣傳力度、提高節(jié)能減排意識。