大功率LED灯具节能环保项目资金申请报告Word文档格式.docx
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8、专利
9、项目进展情况证明
一、
项
目
请
表
格
二、
资
金
告
2011年溧阳市节能和发展循环经济专项资金补助项目
（节能新产品产业化示范）
溧阳市经济和信息局、
溧阳市财政局：
一、项目承担单位的基本情况和财务状况
1、企业基本情况
本公司作为一家提供LED半导体照明系统开发、高光效大功率LED应用产品和解决方案的专业厂商。
公司总投资*万元人民币，有LED光源车间、电源车间、SMT车间、导光板车间、压铸车间、五金车间，并设有独立的研发中心，其研发中心面积为2000平方米，汇聚了一批优秀的光电科技方面的尖端人才和产品研发团队，分别涉及到封装工艺学、材料学、光学、热学、结构学等多个领域，形成了完整的管理和研发体系。
另外，公司引进美国先进的渠氏传热技术，与美国著名芯片厂商普瑞光电有限公司建立了长期的战略合作伙伴，提供全面的技术支持与合作。
公司现已申请国家实用专利10项，其中授权6项，其中有3项实用专利：
ZL201120094841.5、ZL201120094817.1、201120094820.3
公司成立至今始终秉承创新的发展理念，通过不断的技术研发和改进，使本公司封装的LED发光效率和稳定性有了大幅提高。
初步形成了一套较完整的自主知识产权体系。
公司的10万级无尘车间已顺利通过质监局检测，全自动固晶和焊线的生产线，波峰焊等电源自动生产线已经到位，生产人员也已经基本到位，八月份已经投入试生产，经过两个月的磨合已经具备生产能力。
公司目前有多位在大功率LED封装领域有生产研发实际经验的专利技术人员，拥有精密高温测验机、一米积分球分光分色仪、可程式恒温恒湿试验机和冷热冲击试验机等一系列高精密信赖性测试设备，拥有高水准的QC检测中心。
并且在全球最大的芯片厂商台湾晶电集团和美国普瑞公司的技术支持下，结合芯片、材料和封装工艺，使公司的大功率LED路灯达到了国际先进水平。
2、企业财务状况
公司成立于2010年，全自动固晶和焊线的生产线，波峰焊等电源自动生产线已经到位，生产人员也已经基本到位，已经投入试生产，经过两个月的磨合已经具备生产能力。
现有固定资产14821574.15元人民币，资产负债率为30.73，银行信用等级为A级。
3、项目负责人基本情况
项目负责人：
出生于1976年7月LED高级工程师，
具有8年LED行业从业经验，工作简历如下：
①曾在学习、销售、生产传统LED。
②曾项目主管，主要做白光LED封装和应用产品。
同时深入详细的研究了大功率LED封装中的发光效率、高功率、二次光学、一致性、基板匹配和散热等问题，而发明和设计了超大照明级的LED。
③曾江苏电器公司担任LED封装和应用产品的项目技术总监，负责公司所有LED产品的研发设计，批量生产和销售工作。
熟悉LED封装、车间设计及其应用技术，熟悉半导体发光材料、金属和塑料LED灯具的结构设计、开发和应用，非常了解LED灯具系统中的二次光学设计、散热原理和独到导热处理，完全掌握了LED恒流驱动的匹配参数和结构，特别是对大功率LED路灯从芯片封装到配光、散热、驱动、结构设计都有独到的理念和见解，已经研发出的整套LED路灯系统，能独立承担LED从封装到照明应用项目研发、批量生产管理和销售。
自主研发LED大功率光源2款，LED大功率路灯2款，LED圆形平板灯和LED方形平板灯各1款，LED工矿灯1款。
公司主要股东：
公司股东先生占公司股份99.01%，*出资总额比例为0.99%。
*先生为奥地利籍人士，长期从事LED照明系统的研究和开发事业，及贸易活动。
熟悉LED封装、及其应用技术，熟悉半导体发光材料、金属和塑料LED灯具的结构设计、开发和应用，对LED灯具系统中的二次光学设计、散热原理有深入得研究，对国内外LED市场行情非常了解，能独立承担LED从封装到照明应用项目研发、批量生产管理和销售。
二、项目的建设背景和必要性
1、国内外现状和产业发展趋势
随着社会经济的发展，城市的日益繁荣、扩大，城市照明也在不断地发展、壮大，用电负荷逐渐攀升。
建设部和发改委也明确提出城市照明要向“高效、节能、环保、健康”的“绿色照明”方向发展。
因此，通过节能降耗来落实科学发展观，提高资源利用效率，减少损失浪费，以尽可能少的资源消耗、创造尽可能大的经济社会效益，已成为城市照明管理部门的当务之急。
LED照明灯具是目前照明行业中最热门的焦点，由于它节能显著、使用寿命长、安全环保，深受各国政府部门及业界人士的关注。
LED照明灯光线柔和、穿透力强，与传统白炽灯相比，节能80%以上，寿命长几十倍。
使用LED照明给国家、社会、用户都能带来较大的效益，缓解了国家能源短缺，国家发改委、信息产业部提倡今后全面使用LED照明，这是世界照明行业的第三次革命。
采用高效节能的照明产品，尤其是LED，作为第四代绿色照明光源，纷纷得到了各国的支持，如1998年日本实施了“21世纪光计划”；
2000年欧盟启动了“彩虹计划”；
2000年美国实施了“国家半导体照明计划”；
2003年中国启动了“国家半导体照明工程”。
进入2011年，澳大利亚已经率先禁止使用白炽灯，这为LED灯具的大规模普及揭开了序幕，另外，随着欧盟各国、日本、加拿大等国家将在2012年禁止使用白炽灯，LED灯具的照明普及率会进一步提升，这让掘金绿色照明革命的中国数千家LED灯具厂商欢欣鼓舞。
同时中国科技部推出“十城万盏”半导体照明应用示范城市方案，该计划涵盖北京、上海、深圳、武汉等21个国内发达城市。
国外也有类似的LED照明普及或研发计划，如美国的“固态照明计划”、欧洲的“彩虹计划”和日本的“21世纪照明计划”。
“十城万盏”从规模和力度上完全可以同它们相提并论。
根据LED业界分析机构StrategiesUnlimited表示，大尺寸面板背光led产品和LED照明设备的需求大增，将让高亮度LED市场急速沸腾。
预估至2014年，全球对LED的需求将可能达到2009年总需求量的4倍以上，需求量将超过2,000亿颗。
2、项目建设对社会影响分析
我国照明用电总量占总电量的12%，年发电量达30000亿，照明用电3600亿，节约一半将达到1800亿，相当于2个三峡电站的发电量。
同时户外道路照明约占整个照明用电量的30％，与人们生产生活密切相关。
LED路灯作为户外照明的重要应用，其优越性：
⑴大功率LED路灯的寿命长
对这个大家十分关注的焦点问题，正如许多国内外专家和公司的产品宣传画册所描述的5-10万小时，并持乐观态度，其实，大功率LED路灯的寿命取决于以下几点：
①LED光源的芯片质量，光衰减值。
②LED的封装质量.一致性及可靠性。
③LED作为冷光源，但LED半导体本身会产生热。
LED的散热，保证LED的良好工作条件。
④电源、恒流驱动的寿命质量保证。
⑵节能效率高
照明工程是个系统工程，不管是明视照明还是气氛照明都是通过电能转换成光，再通过灯具投影，使某一个局部的被照面达到一定的照度、均匀度、显色性，多个被照面的局部合成一个完整的照明工程，不能简单的用功耗来比较，而是要通过综合、全面的分析进行比较。
⑶常规灯具与半导体LED照明灯具的差异化
灯具是光源、电源、灯罩和其他附件等装配组合而成的照明器具，它又是用来控制光源、光线投照的方式，同时又能起到保护光源，提高照明效率的照明工具。
常规路灯照明灯具主要由灯壳体、光源腔、电器室等组成。
因其有足够的壳体空间及活性炭和泡沫硅橡胶的密封安装散热，保证了光源的工作条件。
其光源腔的防护等级IP65、电器室的防护等级IP45。
常规路灯照明只要保证此防护条件，可以做成任意形状，我国的常规道路照明灯具设计精彩纷呈，真是显现出白天观景、夜晚观灯的景象。
而半导体LED路灯的面世，其光源的长寿命独特性，具有易合理配光的优越性，色温的可变性，显色指数高的优势，低电压、电流的光源供电具备了高效节能的发展趋势。
⑷对于LED应用于路灯有先天的优势,其优势在于：
①LED作为点光源，如果设计合理，很大程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题；
②对光照射面的均匀度可控，理论上可以做到在目标区域内完全均匀，这也能避免传统光源“灯下亮”现象中的光浪费；
③色温可选，这样在不同场合的应用中，也是提高效率、降低成本的一个重要途径；
④技术进步空间依然很大。
⑤LED路灯的光学合理性配光
LED与传统的照明灯不同,它具有点光源、高亮度、窄光束输出等特点。
有限的光通量充分的利用到有效的照射范围，路灯要求的是路面照明效果，超出路面的空地不是路灯照明的有效范围。
因此，有效的控制光线的分布范围，使发光管发出的光成为一个长条形光带沿路面方向铺展，同时也能兼顾眩光的产生。
⑥当前LED路灯的主要技术性能指标对比：
节能指标计算（每天按10小时计算），每度电0.8元计算：
每年节约电能=365*10*（350-110）=876度
折合标准煤0.306吨标煤
每年节约电费=876*0.8=700.8元
经过LED路灯改造后，每盏灯每年节约电费700.8元。
15万盏路灯将节约13140万度电，折合标准煤45990吨。
如果每条路路面都采用LED路灯那么每年将为国家节省大量的电能，就经济效益而言，节省了大量的金钱，减少了二氧化碳，二氧化硫的排放。
LED路灯是目前世界上最新型的照明光源其特点是比白炽灯节能80%比高压钠灯节能70%比荧光节能灯还要节能40%其寿命是5万个小时路灯每天点12个小时计算，其寿命就是11年左右按照节能比计算，总投入后，差不多三年内通过节约电费收回全部投入成本。
3、项目建设对产业发展的作用与影响
目前，国内外大功率LED灯具主要有两种，一种是传统改装成集成封装大功率LED灯具，另一种是多粒组装大功率LED灯具。
传统灯具改装的集成封装大功率LED灯具，LED光源芯片发热区把热能传导到光源基板上，基板起到均热作用，光源由内腔支架用螺栓固定，内腔为全封闭，传导到基板和支架上的热能只能空气对流，使灯具内腔迅速增温，即使加装散热翅片来散热，但由封闭式内腔中的空气对流把热能传导到灯体散热翅片，传导速度慢导热性差，使内腔温度越来越高，无法及时达到光源热平衡，长时间使用光衰严重，很大程度上增加了LED光源烧毁概率；
另一方面重量太大，重量在路灯系统上十分重要，因为路灯高有6-15米，若太重危险性就增加，尤其遇到台风、地震都可能产生意外，散热翅片根据现有灯具设计，面积随意设定，散热翅片布置方式不合理，散热翅片的布置没有考虑到灯具的使用方式，影响到散热翅片效果的发挥，强调热传导环节、忽视对流散热环节，却没有认识到热量最终还是要依靠灯具的外表面积散走，忽视了传热的均衡性。
多粒组装大功率LED平板式灯具，采用1W多颗平板式组装LED半导体光源的路灯。
LED芯片工作发热区热能通过树脂传导到金属薄铝基板上，厚度大多不超过1MM，铝基板过薄热容较少，达不到均热效果，铝基板的热能通过导热胶传导于灯具壳体，由散热翅片与空气对流散热。
多粒组装的大功率LED灯具还易损坏，多粒组装的光源瞬时电流过大击穿损坏，导致一组光源全部损坏，多粒组装的光源导热性能差的情况下也容易被击穿损坏；
另外维护成本也很高，一个组装基板上的任何一颗损坏无法修复，只能更换整组基板，从而造成维护成本高；
应用器具造型设计呆板，光源只适合于方型器具；
还存在跟传统改装的灯具相同的缺点，散热翅片只能根据现有的灯具进行设计，受到现有灯具的限制，布置方式不合理，灯具采用上下盖结构，部件多，生产工艺复杂，整体重量高，成本高。
同时市场上LED路灯普遍将电源控制电路安装在散热器的内部，光源工作发出的热量与电源控制电路工作发出的热量均聚集在散热器中，这样一来电源控制电路长期处在一个高温环境中。
由于电源控制电路的温度特性与抗干扰特性较弱，对电源元件直接造成了很大影响，其寿命大大减少。
这样整个产品的寿命受制于电源控制电路部分，无法最大限度的发挥LED长寿命的特点。
在大功率LED路灯的散热技术方面，主要采用三种方式，第一种是采用在路灯内部安装风扇的形式，来增加空气流动的速度，将大功率LED产生的热量迅速从灯壳内部散发出来。
此种方式，设计、安装简单，成本低廉，完全可以在现有的路灯灯壳基础上进行改装，但是风扇安装在灯壳内，并和室外空气直接接触，极其容易造成风扇的老化，一旦损坏，将直接影响到大功率LED光源的稳定性和使用寿命。
第二种是采用在灯壳裸露处的散热鳍片来进行散热，大功率LED通过和金属灯壳的紧密接触，将热量传导给灯壳，通过灯壳上的散热鳍片进行散热。
此种方式，由于是直接采用灯壳的散热鳍片进行散热，稳定性好，但是灯壳需要进行专业的设计，并制作模具，散热面积有限，成本较高。
第三种，采用热管方式进行快速的热传导给裸露处的散热鳍片，导热效率高，但最终散热还需要用散热鳍片来进行散热。
虽然此种方式能够有效的提高大功率LED的传热效率，但是其成本高昂，安装加工工艺复杂，也在一定程度上限制了其使用范围。
在大功率LED路灯的发展趋势上，重点是要提高LED路灯整体的可靠性：
主要是LED光源的光效，使用寿命和灯具的散热效果。
在光源上，将采用超大功率LED封装模块，来大幅提高LED的稳定性和使用寿命；
在散热处理上，需要结合新的散热结构和散热技术，尤其是要考虑到散热结构的使用寿命和稳定性，并能够提供良好的散热效果。
针对大功率LED在光学上的设计，需要进行对路灯配光曲线、光线的均匀度、照射的范围等参数进行设计，解决大功率LED发出的光重影、眩光等问题。
项目完成后，大功率LED路灯系列照明产品的技术将达到国际先进水平，授权实用新型专利2项，外观专利2项，发明专利1项获得受理。
自主研发透镜封装滚边工艺设备3台，实验采用Si,Mg，Zn等添加6063铝材，导热塑料等新型散热材料，高压压铸6063铝材成型上下通风孔状结合散热结构通过项目实施，有效的提高大功率LED发光效率，解决大功率LED色温不均，可靠性、散热性差问题，光源为嵌入式封装，底座与底座槽均为平板式，紧密贴合，有效的将热量快速导入底座其他介质上，易于散热，防尘，防水，保证灯具寿命。
满足国内LED道路主干道节能照明需要，缩小与国外大功率LED封装技术差距，为我国LED产业的发展做出应有的贡献。
良好的节能效果，超长的使用寿命，使用无须维护，将带来巨大的经济和社会效益。
4、项目建设对本企业的重要性及必要性
本大功率LED路灯系列照明设施制造项目的开展成功，能够带动溧阳市能效提高，并减少污染物排放，有利于溧阳经济社会的发展和环境的改善，符合国家节能减排的政策。
达到促进节能减排、方便市政维护、加强交通安全、增加城市美观的目的。
该大功率LED路灯系列照明设施制造项目的开展将对本企业起到一下积极作用：
a）促进企业的成长，提升企业利润
由于LED灯具产品有它自身的导入期、成长期、成熟期和衰退期，因此，LED企业要成长，就必须进行新产品的开发。
只有不断的研发新的LED灯具适应市场的需求才能创造更大的利润空间，促进了企业的成长，维护企业的竞争优势和竞争地位。
照明产品的市场前景良好，其中的商业照明和办公照明可以覆盖政府机关、企事业单位、写字楼、商场、学校、医院等与国民经济和人民生活密切相关的各个方面，其需求持续稳定。
而且大部分LED照明产品均处于由导入期进入成长期的阶段，相对而言，市场上并未形成具有绝对优势的企业，因此发展前景广阔。
同时随着LED照明技术的进步，产品的进一步成熟，LED照明在整个照明市场的份额也将进一步增长，在不久的将来，LED照明将接近LED显示的市场规模。
b）加速新技术、新材料和新工艺的研发和应用
项目的研发成功将在原有技术基础上解决一下问题
i.提高LED大功率光源的发光效率，
ii.对灯具的散热系统进行设计，控制LED的温升，降低LED光衰。
灯具散热系统的制作材料导热塑料、压铸铝、Si,Mg，Zn等进行筛选结合，在保证散热要求的同时，控制灯具的整体重量；
iii.解决大功率LED驱动电路功率因素、可靠性、THD、温升等问题。
研究选择合适的驱动IC进行电路设计，保证功率因数；
对驱动电路进行过流、短路、开路等保护，提高可靠性；
iv.提高大功率LED路灯整体照度及照射均匀度。
对大功率LED光源的固定出光角度进行设计，提高照射范围和角度。
对灯具的反光结构进行设计，减少光损。
大功率LED的透镜角度进行设计，提高灯具的整体和平均照度。
c）激发企业管理人员和技术人员的革新精神和创造力
要搞好LED系列照明灯具项目必须依靠企业管理人员、工程技术人员和工人的革新精神和创造力，而只有在进行新产品开发的过程中才能有效地激励这种革新精神，培养更高的创造力，提高企业全体人员的素质。
d）促进其它LED灯具的销售
随着该项目的开展，LED路灯销量上升，知名度的提高将带动其他LED灯具的销量，从而带动整个企业销售利润的提高。
诸如LED平板灯、LED日光灯、LED工矿灯、LED投光灯等等。
因此，开发好新产品可以改善现有产品的市场地位，丰富现有LED灯具品种，扩大市场份额，提高销售业绩。
5、项目实施前的主要产品、工艺流程和主要生产装置的规模
公司于注册，2010年为项目筹建期未经营，2011年10月项目投运。
现公司拥有多台最先进的KS,KM固晶，焊线全自动化设备和全套自动化的生产流水线及产品检测设备。
生产工艺完善，检测设备齐全。
其中路灯年生产能力将超过15万盏,实现国内市场占有率2%。
而传统15万盏250瓦（实际功耗350W）高压钠灯需消耗19162.5万度，折合标准煤23550.71吨（1万度电折标准煤1.229吨），另二氧化碳排放61702.8吨,二氧化硫排放423.91吨。
项目实施前室内用普通节能灯40W
指标
40W日光灯
供电电压（V）
220V
功率（W）
40W
显色指数
50
平均寿命（h）
5000h
色温（K）
3000K
衰减度
40%
发热性
高热光源，发热严重
电源
电感式镇流器
工作电压
高压工作，有危险性，强制3C认证
抗眩光
不好，容易视觉疲劳
启动
启动时间长，启动损耗大
抗频闪
高频次开断电会烧毁
价格
25
使用范围
用于家庭、酒店、宾馆、会堂、会所、别墅等场所，用以照明。
日光灯安装示意图
项目实施前改造前250W高压钠灯，主要性能、工艺对比。
250W高压钠灯
照度
大于18LUX
均匀度
0.4
20
高压镇流器
寿命
5000小时
输入电压
双向4车道以内，开发区道路照明，院校，小区，大企业普通照明。
以及城市的人行辅道。
安装方式
8米以内普通灯杆，直插固定式安装，最佳仰角10-15.
间距
30米
实际功耗
350W
年耗电量（每天工作10小时）
1277.5度
项目实施前后250W高压钠灯，安装间距为30米路灯
三、项目建设方案
1、项目建设的主要内容
LED系列照明设施建设项目主要应用LED封装技术，以全自动固晶机，自动点胶机、重力搅拌机、全自动焊线机，分光分色仪，回流焊，波峰焊、压铸机等高精度全自动化设备建设成LED光源车间、电源车间、SMT车间、五金车间、压铸车间一体化生产流水线。
研究提高LED大功率光源的发光效率、光线一致性，大功率LED散热、稳定性、寿命，解决大功率LED的散热，大功率LED驱动电路功率因素、可靠性、THD、温升，提高大功率LED路灯整体照度及照射均匀度等问题。
生产符合市场需求的节能环保型LED大功率路灯、LED工矿灯、LED投光灯、及室内LED平板灯、LED日光灯等。
项目完成后，大功率LED系列照明灯具封装技术达到国际先进水平，授权实用新型专利1项，外观专利1项，发明专利1项获得受理。
有效的提高大功率LED发光效率，解决大功率LED色温不均，可靠性、散热性差问题，光源为嵌入式封装，底座与底座槽均为平板式，紧密贴合，有效的将热量快速导入底座其他介质上，易于散热，防尘，防水，保证灯具寿命。
满足国内LED道路主干道节能照明需要，及LED室内照明需要，缩小与国外大功率LED封装技术差距，为我国LED产业的发展做出应有的贡献。
2、项目采用的工艺路线与技术特点
项目改造后，将达到年设计产能40万盏，年用电50万度电，年用水3000立方米。
主要产品介绍
参数
LED室内平板灯13W
LED路灯100W
输入电压（V）
100-240V
85-260V
电流（mA）
55mA
3600mA
85
光通量（lm）
600lm
9000lm
光源
冷光源，基本无发热
普通直流电源
2800-7000
低压工作，无危险性，不强制3C认证
极好，视感舒适
即开即启
可随意高频次开断电
30000-50000小时
156元
2000元
广泛用于酒店、宾馆、会堂、会所、别墅等高档场所，用以照明和装饰。
开发区道路照明，院校，小区，大企业普通照明。
项目改造后13WLED平板灯代替40W节能日光灯，安装方法：
使用寿命对比
光源类型
使用寿命（H）
50000小时所需更换灯管数量
单价
所产生金额（RMB元）
5000
10
250
13WLED平板灯
50000
1
156
因此购买一盏LED灯在其寿命50000小时内，LED日光灯将比传统节能日光灯节省
（40W-13W）×
50000小时=1350度电
1350×
0.6（元/度）=810元
改造后100W的LED路灯相关工艺及产品信息指标如下
大于25LUX
0.6
小于10%
安装范围
以及
升级会员 