無線智慧平台加持 優化LED照明節能效益

利用網通技術可以進階遠端控制公眾照明設備。Philips

為了達到節能、減碳的環保要求，各國開始積極立法禁用白熾燈、全面換用更環保的照明方案，除可以選擇CCFL螢光燈管式的節能燈具外，以LED固態光源照明的應用節能效益相對較高，而要使固態照明節能表現更上一層樓，就必須搭配智慧照明系統方案…

根據最近一份來自美國能源部(United States Department of Energy；DoE)的報告(DOE Solid-State Lighting Research and Development Multi-Year Program Plan)指出，2010年全美照明用電已佔總用電量18%。報告中提到，直至2025年透過導入固態照明(Solid-state lighting；SSL)技術，即可每年節約用電量高達217 TWh(Terawatt-hours)，節省下來的電力相當於目前全美照明用電量的三分之一！如果以0.1美元一度電的電價試算，已相當於每年可節約2,170億美元，也等於是2,000萬個美國家庭的每年照明用電電價。

積極導入LED節能照明  可達顯著節能效果

而DoE的報告估算基礎在於已充分使用高效能的固態光源照明技術，取代傳統照明光源的假設條件下進行試算，姑且不要管這份報告是否過分樂觀推估，但實際上這也凸顯了隨著科技進步，固態光源照明技術的確可以有效減少用於照明的能源浪費，進而提高能源安全、同時也能間接或直接減少溫室氣體排放。

另一方面，固態光源需實現200流明？瓦照明效能、LED燈具市場滲透率需達到60%以上，才能實現DoE對年照明用電可省下高達217 TWh的樂觀評估結果。

根據DoE的報告呈現，固態照明光源在2013年已有顯著提升。以美國市場為例，2013年的固態照明產品銷售量為2012年的一倍以上，達到1億支水準，同時2013年因使用固態照明省下的耗能，也為2012年的一倍有餘，約節約18億美元電費，而光是18億美元電費即可支付美國1,400萬戶家庭用電支出。

同時市場的LED固態照明燈具，在實驗室測試已可達到200流明？瓦效能，另一方面OLED照明應用已達到60流明？瓦效能，亦有廠商開發出壽命達55,000小時的OLED光源產品，而目前全美銷量最大的固態照明產品，仍以LED球泡燈為主。

LED節能效益  搭配智慧控制如虎添翼

目前LED球泡燈雖在替換市場中，成為取代高耗能白熾燈首選，但實際上光是燈泡的發光原理變更，雖可節約高額的電力耗損，但實際上若能透過各種智慧控制搭配照明應用結合，還可更進一步利用智慧照明改善不必要的電能耗用，讓能源節約的效益更為顯著。

在最新的智慧照明趨勢中，除在燈具導入高效能、新製程的節能LED固態光源產品，最有趣的是在燈具結合可透過網路互聯的LED照明系統，搭配整合Internet遠端控制機制，將人與空間、照明透過網路進行智能連結，改善傳統燈具雖然換用了節能光源，但若不在使用行為上搭配智能系統改善以減少不必要的浪費，更能提升電能節約的功效。

以Philips的CityTouch智慧照明系統為例，在CityTouch智慧照明系統概念下，可將城市的戶外照明用固態LED路燈，透過每座路燈整合的無線網路方案，即可在遠端中控室中遙控路燈啟閉，甚至可以透過BigData技術準確檢視公用照明的電力消耗現況，讓公眾照明的區域能源耗用現況更透明、可分析與計算。

公眾照明應用  可導入智慧控制平台強化節能效益

而傳統城市公眾照明，在智慧應用上大多僅使用簡陋的計時啟閉開關，達到日間不須照明輔助時自動關閉路燈，而透過長時間日照季節觀測統計需開啟公眾照明的設備啟閉時間，再由定時開關的設定與維護達到節約電能效益。

但實際上傳統節電定時啟閉設備方案，雖可節約日照期間的不必要照明電力消耗，但實際上碰到季節變化、惡劣天候時期，利用簡陋的定時器啟閉照明設備就失去控制彈性，無法針對實際日照現況進行路燈設備啟閉設定，且當控制線路發生斷線問題時，還需派專員現場進行維護，耗時也沒效率。

同樣的應用環境下，CityTouch智慧照明系統就可以透過遠端監控以RF網路進行設備控制，在圖像化的操作介面僅需利用滑鼠圈選區域公眾照明燈具、再選擇關閉或開啟，即可遠端手動控制設備運行狀態；除了群組燈具的全面支援遠端網路開啟或關閉外，控制者還可選擇單盞戶外照明設備啟閉設定，不須派員現場處理。Philips號稱，可以透過CityTouch智慧照明系統為城市照明節約70%的能源耗用。

對智慧照明系統來說，有價值的地方並不只限於可遠端遙控設備啟？閉作用而已，而是透過網路連結各個公眾燈具後，所有在CityTouch智慧照明系統下整合的公眾照明設備，如路燈、造景燈…等，都可透過CityTouch智慧照明網路系統進行設備連結，同時單一設備均可回傳燈具工作現況至中央控制終端機呈現，而燈具運行現況則以圖像化的可視資料呈現方式，將複雜的城市公眾照明系統予以簡化，使終端管制者可以將心力放在城市輔助照明的啟閉時機與進階控制，而不用浪費人力親到現場處理才能調配城市的照明資源。

資料可視搭配大數據技術  控管城市耗能更直覺

另有別於一般燈具系統必須透過單一軟體或是網頁才能進行遠端遙控，CityTouch智慧照明系統為完全基於網頁工具式設計方案，操控者可以從任一網頁瀏覽器登入CityTouch智慧照明系統中，透過簡單的登入就能進行區塊輔助照明運作，網頁版的控制終端不僅可達到跨平台功效，未來資源整合也不會受限，搭配前衛的資料可視化設計，可一覽無遺複雜的路燈、城市照明網絡，亦可快速掌握城市照明的進階控制需求。

除資訊可視化特點外，智慧照明系統亦可整合BigData技術，透過無時無刻的資料採集、儲存、分析，搭配可視化的資訊呈現，隨時掌握最新的能源使用現狀，搭配人工智能的精準評估，避免錯誤決策造成不可預期的損失，透過每盞路燈的工作狀況分析與數據回傳，控制者可以輕易了解每個燈具的使用年限、燈具型號、應用年限等，搭配資料呈現不同，快速分析預測現有燈具的可能故障時點，再搭配後勤維修計畫改善城市照明設備的妥善率，提升居民期待與政府觀感。

居家LED照明也吹起網控智慧風

利用網際網路進行公眾照明設備管理並不是新技術，而是照明科技、半導體製程科技、網通科技的技術整合，為原先已透過換用節能設備達到的省電效果，再透過網路智慧整合達到更優化的節能效益。相同的情境也可用於居家照明應用領域，而家庭智慧照明應用同樣也是整合網通技術搭配智能控制平台設計，讓原本不易管控的居家節能應用，也能透過手機智慧終端應用程式或桌上型電腦系統進行遠距管理。

尤其是LED球泡燈已陷入10美元低價流血競爭，燈具的毛利越來越低，越來越多燈具業者也嘗試在燈具中導入智慧控制應用平台，為燈具產品增加附加價值。尤其是LED球泡燈的設計方案已逐漸趨向成熟，原有受限球泡燈機構空間有限的設計問題，在高整合元件與晶片解決方案相繼推出後，網通整合元件的主控機板體積也越做越小，網通模組與LED固態光源發光、驅動元件整合後的體積並不會比常規球泡燈體積增加太多。

智慧球泡燈  網通模組壽命是設計關鍵

但比較嚴肅的問題是，網通控制模組在家用環境中，目前有藍牙、ZigBee、Wi-Fi網通技術，常見的居家智慧照明應用以Wi-Fi或是藍牙無線通訊技術並存方式整合，而這類網通功能模組若與LED燈具的驅動模組高度整合，通常網通模組較不利於長時間在高熱、散熱不佳的環境中運行，也容易因此影響網通模組工作穩定性與使用年限，可能LED球泡燈還沒故障網通功能就先損壞了，在這類產品中需要更重視燈泡LED驅動模組與網通控制模組的整合設計。

而家庭用的智慧照明應用，搭配智慧手機App或是桌上型電腦遠端遙控，也是這類居家智慧照明的賣點，透過無線通訊技術整合，使用者可以遠端控制LED球泡燈的輸出色溫與照明亮度，也能將原有僅照明用途的燈具多了居家情境照明的應用支援，目前這類居家智慧燈具在初期網通模組成本較高，導致整合後的產品價格會相對偏高，而網通整合功能也僅限於燈具操控，較無與其他智能家電設備協同運作的加值效益，反而使這類家庭智慧照明的應用情境受限，影響其實用價值。這波居家智慧照明應用熱潮是否能成功帶起照明需求，還需持續觀察。