採訪日期:2022.8.15(一)
財團法人工業技術研究院

節能照明與驅動電源技術開發暨應用推動計畫

用節能照明技術點亮場域環境的光魔術師
從規格制訂到場域示範打造國內產業鍊優勢生態系

► 工研院攜手業界創造LED優勢,從規格制訂到場域示範打造國內產業鍊的優勢生態系


面對2050年淨零碳排目標已明確定錨,財團法人工業技術研究院持續協助能源局推動「節能照明與驅動電源技術開發暨應用推動計畫」多年,期望透過技術的研發讓智慧照明進入門檻得以降低、並創造更多使用場景讓普及率能逐步提高;而在降低照明用電的同時,也同步開發光源的各種新興應用及電源轉換的新模式,藉此強化我國整體產業發展、提升國際競爭力。

談起節能智慧照明,就不得不提到LED這個幕後功臣。它並非市場上的新興產品,但在這些年卻如黑馬般竄起,探究其原因約是在2000年左右,因效能的改善讓LED在表現上亮度越來越亮,同時保有省電之優點,使得LED瞬時間被導入到手機、筆電等3C產品上,在應用場景的推廣也讓更多消費者認到LED這項產品,同時也預見了它的價值所在。

但要將LED帶入節能智慧照明,卻又是另一項產業挑戰。計畫主持人、工研院綠能與環境研究所智慧節能系統技術組副組長黃祺峻表示,談起「照明」對多數消費者而言仍是個簡單的開關過程,但對於「智慧應用」卻難以在他們腦海中延伸,導致消費者對於擁抱智慧照明仍抱持觀望態度;同時間,因缺乏對照明技術的認知、停留在傳統使用場景的思維,以及對於導入智慧照明後未來的修繕等都是消費者當前的疑慮,也讓黃祺峻找到了計畫執行的目標與方向。

如今,在多年來的努力、計畫也捎來了好消息,在示範推廣計畫的帶動下,參與示範補助計畫的廠商於補助案外投入智慧照明的工程已超過130案以上,其中更不乏機關學校、企業、學術機構、住宅及醫療照護場所等,成案金額超過3億元、更帶動產值逾5億元的高效表現;另一方面,工研院也在能源局經費與資源的挹注下,為智慧照明打下了介面標準的規範,讓LED在發揮省電優勢外又有有別於過往的場景應用。


* 工研院綠能與環境研究所智慧節能系統技術組副組長黃祺峻

全球第二個LED交通號誌國:台灣,年省2.47億度電

「我們積極舉辦了一系列的LED照明節能深耕講座,目的就是要建構消費者正確的照明概念」,正因多數消費者與業者仍對於智慧照明一知半解,因此希望透過示範場域觀摩與分享的辦理,能建立大家對智慧照明的信心與了解。

計畫執行過程中辦理示範案最大的好處在於,能攜手業者將市場需求整合出更優化的作品,同時間也能發掘終端場域真正的場景,「例如業者設計了時序控制卻未能了解辦公室有上下班及例假日的作業時間,」藉由示範案就能近一步掌握技術開發時未能顧及到的痛點,讓智慧照明能更接地氣。

目前LED先進照明示範補助計畫,也在105-109年之間建置了227處示範場域。在示範場域改善照明品質及節電效果皆有良好評價,技術範圍更成為市售產品標竿(160lm/W),同時協助引導廠商投入能效研發,帶動節能標章能效的基準從過去100lm/W提升到現在140lm/W,如此一來,一個LED的照明設備就能提供場域更明亮的空間,也能減少裝置的使用達成節能減碳之效。

不只如此,工研院也在各階段LED推廣補助計畫中達成各項成果,包括成為全球第二個全面採用LED交通號誌燈的國家,不僅讓這些24小時用電的設備省電、駕駛也能看的更清楚。這項工程每年可節省2.47億度電,節電率達到85%以上,同時也帶動相關產業的發展;此外,2008年到2017年持續設置超過120萬盞以上的LED路燈,每年可省下10億度電,節電率達到70%以上。

另一方面,工研院也積極協助制定智慧照明的統一介面規格。計畫主持人表示,在推動智慧照明的過程中工研院發現到,不少消費者的疑慮來自於規格能否統一?「會不會更換之後就被限制只能用同一家產品」,甚至是廠商也會擔心自己變成產品孤兒,因此、若能將相關的規格統一制定,不只是能解決消費者的疑慮,也能擴大加入智慧照明業者的池子,以更完整的生態系之姿加速智慧照明的腳步。

而目前不只是率先國際統一LED路燈電源供應器規格(700mA/1400mA)建立起國產LED路燈產業的供應鏈外,也同時制定了智慧照明統一介面規格(數位/類比),從提升不同廠牌之間的相容性切入,創造出跨領域產業的垂直整合效益發生,讓智慧照明的供應鏈更強大。


* 工研院善用LED優點發展出「人因照明技術」,發揮智慧照明的角色與價值。

讓智慧照明發揮新興應用,從人因出發助長者與幼兒

智慧照明的推廣還不只於此,國外的文獻紛紛指出藉由適時、適地、適度的光照將可改善年長者的生活品質,這也讓智慧照明有了全新的應用,從LED智慧照明中發揮「人因」的優勢,隨著老年人口增加,年齡的增長也帶來各項身體狀況的衰退,不只會造成器官老化,就連感官(如視覺)、內分泌、生理時鐘與認知安全上都會有負向的改變,「當他長年臥床、無法感受到自然光線的轉變時就容易影響他的健康狀況」。

在了解LED智慧照明的各項優勢後,工研院決定攜手業界夥伴點亮場域,「我們主動去敲了新竹榮總院長的大門」黃祺峻提議將LED智慧照明導入長照機構,這樣的想法很快獲得院長的認同,並協助牽線竹東長安養護中心進行光改善的建置,為長者從光源帶來不同的生活體驗。而在110年推動「最適化智慧照明示範補助」,已完成12處老人照護示範場域的建置,LED智慧光源的導入,讓這些設備得以做出適當的表現,不只是在用電密度上有31%的顯著下降同時也獲得了台灣照明學會的照明金質獎-屋內設施類比賽的「優等獎」。改善後的光環境為年長者提供了適當且足夠明亮的空間,有效提升年長者視覺清晰度與舒適感,達到心情輕鬆愉悅與減緩退化的效果,計畫執行過程中也發現到看護員的情緒獲得顯著改善。

不僅如此,人因照明技術也被發揮在幼兒園,尤其因少子化讓更多家長關心孩子的身心健康成長與學習環境,因此不僅要重視幼兒的眼睛,更要重視光照對於生理變化的影響和刺激,工研院也與新竹光明幼兒園打造這樣的場景,藉由適當的情境與時序應用,為幼兒園內小朋友與老師帶來視覺上更舒適的感受,同時藉由生理時鐘的優化,為幼兒們提供健康的學習生活光環境。


* 透過室內智慧照明導入LED光源,能賦予環境不同的環境氛圍。

讓LED智慧照明,成為最有價值的室內裝潢

LED智慧照明就如同陽光、空氣、水,人要生活的好就必須要擁有適當的光線,而LED照明所具備的技術與優勢,正是能滿足這樣條件的應用,不單只是在節能減碳的議題上發揮效益,工研院綠能與環境研究所智慧節能系統技術組副組長黃祺峻熱情的說「你看,燈光確實能帶給我們很多元的感受,讓整個空間的感覺都不一樣了」,正因為LED智慧照明帶著人因照明技術的角度切入,讓「光」將會是未來最有價值的室內裝潢。


* 計畫團隊致力推動智慧光照場域,期望加速智慧照明市場滲透率,以利降低照明用電,同步開發光源新應用及電源轉換新技術,強化我國技術能力