节能新照明学务处.docx

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节能新照明学务处

國立台灣海洋大學

電機工程學系

「電力系統」期中報告

節能新照明─T5省電燈管

姓名:

郭勝安

學號:

B94530132

授課教師:

黃培華博士

日期:

2009/4/29

摘要

由於目前世界正面臨全球性的經濟衝擊，在加上嚴重的暖化危機，節能省碳的綠色環保產業絕對是未來20年最具前瞻性之產業。

政府為了因應解決之道，提出使用省電燈泡做為新照明替代品的政策，但事實上省電燈泡只比愛迪生發明的鎢絲燈泡省一點電而已，比現在台灣大量普及的PL燈、日光燈或T5燈管都要來的耗電。

本篇報告內容主要就目前市面上常見之節能燈具，根據其優劣性整理出相關的數據，並逐一分析之後，可以了解到最具有節能減碳的新替代照明就當屬T5燈管。

關鍵詞:

省電燈泡，T5燈管。

Abstract

Theworldisfacingduetoglobaleconomicshocksintheseriousglobalwarming,greenenvironmentalprotectionindustrybyreducingenergyconsumptionandcarbondioxideemissionsisthenext20years,theindustry'smostforward-looking.Governmentuseenergysavinglightingbulbsasanalternativetothenewpolicyasasolutiontotheproblem,butinfactenergysavinglightbulbsconsumemoreelectricitythanitisnowcommoninTaiwanPLlamps,fluorescentlampsorT5lamps,andjustmorethanThomasAlvaEdisoninventedthelightbulbstosavealittleelectricity.

Thisreportmainlyonthecommonenergy-savinglamps,accordingtosortouttheiradvantagesanddisadvantagesofrelevantdata,andonebyoneanalysis,itcanbeseenthatthemosttoconserveenergyandreducecarbonemissionfromnewappliancestoreplacethelightingisT5lamps.

Keywords:

energy-savinglamps,T5lamps.

一、緒論

省電救暖化地球，成為現今熱門話題，民眾若想為地球盡心力，可從更換家用的省電燈泡做起。

根據統計，若將全台T9燈管換成較省電的T5燈管，全台可省下20%的電以及126億元的電費。

目前其他國家幾乎已停止販售T9燈管，而改用T5或T8燈管，只有台灣仍然大量販售使用T9。

台灣有99%以上使用T9燈管，僅有不到1%使用省電效能高的T5燈管。

T9相較於T5，T9含汞量是T5的5倍、省電效能較T5差30%-60%，壽命較T5短12000個小時，優點則是價格比T5便宜。

長期來看，台灣每年約使用10000隻T9燈管，若全面更換成T5燈管，全台每年則可省下32億元的電費。

根據台電及工研院的統計，若將全台照明系統更換成省電照明系統，就可省下20%照明能源，則全台就可省下126億元電費，相當於減少370萬噸的二氧化碳、1171萬桶的原油及半座核電廠的全年發電量。

[1]

二、為什麼要換裝T5節能照明燈具

1.光效高：

T5日光燈管採用三波長螢光粉製造，燈管發光效率較一般鹵粉螢光粉所製造之日光燈管為高。

耗電低，但產生之光通量卻較高，故能達省電功效。

2.演色性好：

T5日光燈管採用三波長螢光粉製造，演色性高，顯色指數CRI達到80以上。

而一般T8日光燈管因使用的螢光粉是普通鹵粉，演色性指數CRI只能達到65左右。

高演色性日光燈能使燈光下被照射的物品，色彩鮮艷、逼真，可見度高。

3.無頻閃：

T5日光燈配置電子安定器使用，由於電子安定器是高頻點燈（30KHz-50KHz），因此燈管不會有閃爍現象。

而普通T8或T9燈管由於配置之安定器為傳統電感式安定器，電頻僅60Hz，會導致燈管頻閃。

日光燈發生頻閃，不但會影響人的情緒，分散人的注意力，最嚴重的是影響人的視力。

使用無頻閃的T5高功率日光燈管會給您的工作與生活創造一個安靜、舒適與健康的照明環境。

4.光衰小，使用壽命長：

T5日光燈管採用優質螢光粉與精良之製造技術，因此燈管具有光衰小、使用壽命長之特性。

T5日光燈管平均使用壽命在10,000小時以上，若採用品質良好之安定器，使用壽命可達20,000小時。

光衰小與使用壽命長，不僅節省購買燈管之成本，且可以免除頻繁更換之麻煩。

5.原材料消耗少：

T5日光燈由於管徑僅1.6公分，因此生產T5日光燈管的主要原材料玻璃和螢光粉僅為T9日光燈管的43.8%，體積僅為T9日光燈管的57%。

因此可以減少物耗，並縮小體積，方便倉儲與運輸，減低成本。

6.低溫、低電壓條件下啟動：

T5日光燈配置電子安定器，能在低溫與低電壓情況下啟動。

 T5日光燈在攝氏零下15度以上都能正常啟動，電壓在低於20%以內啟動仍不受影響。

採用電子式安定器，不需起動器，迅速起動。

日光燈常會因為天氣寒冷或電壓偏低或起動器老舊，啟動時一跳一跳怎麼也亮不起來，既耽誤時間，又影響工作與生活，採用T5日光燈，可以免除這方面的麻煩。

7.注汞少，減少環境污染：

汞（水銀）對環境會造成很嚴重的污染，減少汞的使用量是很重要的環保方法。

T5日光燈管因為體積小，相對地，汞的含量也少，可以減低對環境的污染。

[1]

表1T9與T5照明效益比較表[2]

根據上圖表可以得知：

以一使用空間中，原使用T9輕鋼架燈具4支20W燈管，共裝25組；而改用T5輕鋼架燈具4支14W燈管，僅需21組。

假設平均每天點燈時間24小時，每年點燈365天，使用T5輕鋼架燈具照明，每年可省8,514.72度電，電費可省下28,098元，其省電比率達到41%。

三、T5日光燈管之演進

T5是日光燈玻璃管口徑5/8英吋之代號，5/8英吋約等於1.6公分。

相對於傳統T9日光燈管口徑9/8英吋（=2.9公分），或T8日光燈管口徑8/8英吋（=2.6公分），T5日光燈管口徑較細小，但其發光效率卻高於T9與T8燈管。

原先，T5日光燈管只有低功率（低瓦數）4W，6W，8W，13W四種規格。

低功率T5日光燈管之使用已經有數十年，因為低功率T5日光燈管之光通量不高，無法作一般照明或主照明之用，僅能用於近距離照明、輔助照明或裝飾用途，故甚少人知道T5日光燈管。

 迨至1994年，飛利浦推出高功率T5日光燈管，德國歐司朗、美國GE、日本各廠相繼加入高功率T5日光燈管開發的行列並推出產品。

從此，T5日光燈管正式登上21世紀照明產品之主流地位。

1999年，中國上海首度推出高功率T5日光燈管，上海的T5日光燈管採用固態汞製造，非常環保。

雖然生產技術很成熟，但是當時使用的機器設備是由老舊的傳統T9機器所生產，燈管品質未臻完美。

2000年3月，由台灣製造所製造，全世界最新最先進的電腦控制自動化T5日光燈生產線，在大陸東莞試俥成功，同年9月正式產出高品質T5日光燈管。

其後，台灣製造或台商在大陸製造之自動化T5日光燈生產線，陸續銷售給中國大陸的業者。

幾年來，已經有20條以上的自動化生產線在大陸運轉。

這些自動化T5燈管生產線提高了中國大陸T5燈管的品質，使中國大陸成為T5日光燈管的世界工廠。

而台灣本土，僅有一條老舊的人工式生產線在生產小功率T5日光燈管（4W,6W,8W,13W,14W），大功率T5燈管無法生產。

雖然台灣的生產技術很好，但終究敵不過新型自動化生產線且人工便宜的大陸產品。

台灣兩大日光燈廠-中國電器（東亞牌）與台灣日光燈（旭光牌），在此一領域缺席，這兩家公司沒有生產T5日光燈管，不是因為T5燈管不好，而是每賣一支T5燈管，T9燈管就會少賣一支。

因此，台灣只能仰賴世界三大廠牌（飛利浦，歐司朗與奇異）與大陸的供給。

世界三大廠牌的價格非常貴，大陸燈管的品質良莠不齊，運到台灣又需認證，業者與消費者只好忍受三大廠牌之高價剝削。

T5燈管所使用的材料比T9燈管少，但價格卻比T9燈管貴很多，這是很不合理的。

[3]

圖1T5省電燈管圖

四、T5日光燈與LED燈的比較與競爭

最近幾年來，LED燈乘著『光電科技』的旋風盡領風騷。

LED燈雖然很省電，但LED燈若想取代T5日光燈，十年內不可能，至少五年內絕對不可能，除非T5日光燈的業者都躺著睡著了，這是日本LED推廣協會預測的。

目前，HighPowerLED的光效可達到100lm/w（每瓦可產生100lumen的光），但價格很貴，一支28W的T5燈管的亮度抵得過25顆-40顆1W的LED的亮度，以目前的價格來算，使用LED的成本比T5燈管貴約五十倍。

LED在進步，T5燈管也在進步。

新的T5奈米陶瓷電極燈管已經問世，燈光更亮，光效更高，使用壽命更長，T5燈管在點燈開關不耐操的缺點與其它缺點都得到改善。

目前，T5日光燈管不論在光效、演色性、價格、用途、使用壽命，都優於LED燈。

未來的競爭，鹿死誰手尚未可知。

[3]

五、T5日光燈與省電燈泡的比較[3]

省電燈泡與T5日光燈同屬日光燈產品。

省電燈泡是將日光燈濃縮做成普通燈泡的尺寸，替代普通燈泡使用。

省電燈泡之所以稱為省電燈泡是因與普通燈泡相比，省電燈泡非常節省能源。

省電燈泡若與T5日光燈管相比，就不見得節能。

茲比較T5日光燈與節能燈的不同如下：

1.光效：

每耗電一瓦（Watt）T5日光燈約可產生90Lumen的光，省電燈泡約可產生60Lumen的光，兩者相差50%。

T5日光燈較省電。

兩者雖同屬日光燈系列，但形狀不同，發光效率也不同。

日光燈的發光效率就像開車一樣，在高速公路上時，路很直又順暢，速度可以開得很快；環形的道路，速度較慢；螺旋形的道路，速度更慢；最慢的是九彎十八拐或曲巷進退，車子絕對開不快。

T5日光燈管是直的，電流像在高速公路上奔馳，可得到最大的發揮，光效最高；螺旋型省電燈泡，就像在運動場上繞圈子，速度較慢，光效較低；U型省電燈泡，就像在九彎十八拐開車，車速更慢，光效更低。

因此，T5日光燈比節能燈省電。

2.安定器：

T5日光燈的安定器與燈管是分離的，使用者可選擇安定器。

省電燈泡的安定器與燈管是結合在一起的，使用者無法選擇安定器。

T5日光燈的安定器是高功的，功率因素達97%以上；省電燈泡的安定器是低功的，功率因素60％。

兩者相差37%，T5日光燈較省電。

T5日光燈的安定器因國家的安規CNS規定很嚴，採用較好的零件，使用壽命很長。

省電燈泡的安定器因國家的安規CNS規定較鬆，且為考慮成本，使用較便宜的電子零件與較簡單的電路設計，故使用壽命較短。

一般而言，CNS測試通過的T5電子式安定器之使用壽命可達30,000小時，而省電燈泡一般只標示使用3,000小時，兩者相差10倍。

3.使用壽命：

T5日光燈的燈具較大，散熱良好，使用壽命長。

省電燈泡的燈管與安定器緊密結合，燈管的熱度會影響安定器，安定器的存放空間狹小且密閉，散熱不易，燈管的熱度加上安定器本身的熱度，又不易散熱，因此，容易故障損毀。

省電燈泡是將燈管、安定器加上燈具結合濃縮在一起，雖然使用方便，但只要一顆電子零件壞掉，整顆省電燈泡都要丟掉。

T5日光燈就不一樣，燈管壞掉就換燈管，安定器與燈具都可留用。

一般而言，T5日光燈的壽命可達20,000小時，使用而省電燈泡的壽命僅3,000小時。

兩者相差甚多。

4.方便性：

T5日光燈因燈具體積較大，不易攜帶搬運；省電燈泡之體積小，容易攜帶搬運。

T5日光燈因光通量高且燈管長，照射面積較大；省電燈泡光通量較低，通常都要點好幾顆才夠亮。

六、T5日光燈之效益

1.光效高

螢光粉對於日光燈管是非常重要的。

好的螢光粉可以提高燈管的光通量，三波長螢光粉（Tri-bandPhosphor）較一般鹵粉（Halo）可以產生較多的光。

『光效』的定義是：

耗電每一瓦（Watt）所產生的光量。

例如：

一支14W的T5燈管可以產生1,250Lm的光，平均每一瓦可產生89.29Lm的光（1,250Lm÷14=89.29Lm），這就是光效。

T5日光燈管採用三波長螢光粉製造，它的燈管發光效率非常高，大約是一般鹵粉螢光粉所製造之20W日光燈管的1.7倍。

此外，同樣是三波長螢光粉，大陸製造的三波長螢光粉（大陸稱為三基色螢光粉）在品質上就比日本與歐美的差很多，差異之處在於大陸製三波長螢光粉的光通量較低，光衰較快。

目前，市場上公認最好的螢光粉是日本的Nichia（日亞）螢光粉，其最大特色是光效高、光衰低、使用壽命長。

一般而言，大陸製螢光粉與Nichia螢光粉相比，在光通量方面兩者不超過10%，但在光衰方面就相差很多，以點燈2,000小時的光衰比較，大陸製螢光粉的光衰約10%-20%不等，Nichia螢光粉的光衰可保持在5%以內。

當然，兩者的價格相差甚多。

T5日光燈管因玻璃管細小，所需塗佈螢光粉的面積較小，需用的螢光粉數量也較少，使用日本螢光粉雖會增加成本，但所增加的成本佔整支燈管的比例不大，可是效果與品質卻增加很多，使用者實在不應因小失大。

表2各型光源產品之光效比較表[3]

2.節省用電

T5日光燈之省電可分兩方面來說明：

燈管省電：

從上面『各型光源產品之光效比較表』分析各種光源之光效，得知T5日光燈是所

有室內光源中，光效最高的光源。

光效最高表示：

同樣耗電一瓦，T5燈管所產生

的光是最多的，所以是最省電的。

一支14W之T5燈管所發出來的光，比一顆21W

節能燈所發出來的光還多。

安定器省電：

T5日光燈採用電子式安定器點燈。

合格的電子式安定器其功率因數約在

97%-99%之間。

相較於一般T9或T8燈管所採用的傳統電感式安定器，功率因數

約在35%-65%之間，T5日光燈可節省更多的耗電。

[3]

七、T5燈管省電又對眼睛好

所謂的T5或T9的規格，即為燈管的管徑大小不同，數字越小表示管徑越小。

T5是16mm而T9較大是28mm，管徑大體積就大，裡面所使用的汞含量當然相對就偏多。

T9燈管的含汞量是15mg而T5減少到3mg而已，且T5燈管內用的固體汞，如不小心燈管破碎，也比較不會造成汞散失污染問題。

　在用電量方面，傳統T9耗電38W加上鐵磁式啟動器9.5W，共是47.5W；T5則是耗電28W加上電子式安定器3W共是31W，兩組相差16.5W。

這裡有個新的觀念就是：

就耗能來說，必須考慮電子安定器與燈管的匹配問題，要是兩者的匹配性不佳，有可能省電的效果就會打折扣。

因此，最佳的狀況是省下41％（16.5÷40.5）的電量，而根據此節能我們可以算出一年約省下多少電費。

　不諱言的，T5的產品是比較貴，如根據省下電費來換算新舊產品的價差，我們就可以得之這些價差可以從節省多久的時間內換回來，達到價差之後，所省下的錢才是真正賺回來的。

　T5燈管對視力最大的幫助是高頻的發光，相對的T9燈管每秒閃120次，T5燈管每秒閃2～3萬次，對眼力較為友善。

由於人眼有視覺暫留的功能，肉眼很難看出這頻閃的差別。

我們可以做個小實驗拿即視型電子相機或有相機的手機檢視兩種燈管，就可以看到T9燈管的黑白條紋，而T5燈管就不會有這種現象。

　有人會質疑這種高頻會不會產生電磁波的問題，台達電子文教基金會曾經委託測過更細的T3燈管，即為市面上所見到的如冰淇淋螺旋狀的省電燈泡。

檢測的結果，是有電磁波的產生，但遠小於電磁爐，只有在啟動時稍微遠離一下避免突然放出的電磁波即可。

而教室如採用T5燈管，離使用者有一段距離，應該是安全的，不過最好有相關單位能夠檢測，好讓使用者安心。

[4]

八、結論

從以上的數據我們可以清楚認識到，就目前市面上主要的節能替代照明，最具有綜合使用價值的就是T5燈管了。

由於行政院為了推動節能減碳的相關政策，提出四年內要達成以下四個目標：

全國計程車全部改裝為瓦斯車；可抽換電池的電動機車達到十萬輛；換掉白熾燈泡，全面改為省電燈泡；增加十四萬戶使用太陽能熱水器。

就實際層面而言，如果真的要達到節能的目的，其實可以不用如此大費周章的要求全面置換省電燈泡，雖然省電燈泡並非不省電，而是省電燈泡並非取代燈管的最佳選擇。

只要利用現有的燈具來轉換適合的替代光源，就是最簡單又方便的省電節能方式。

舉例來說，辦公室如果先前裝設的是T9日光燈具，那麼只要直接換上T8燈管就可以省下10％的電費；如果辦公室要更換全新燈具，那麼最省電的T5燈具絕對是最佳選擇，能省下30％的電費。

只要依照不同應用方式推廣省電方案，如在辦公室照明是以燈管為主，就推薦T5系統；而在家庭應用上，才會建議一般民眾將白熾燈泡換成省電燈泡。

因此只要清楚各種光源的不同應用，選擇最適合的省電照明方案，就能為每個家庭或辦公室省下可觀的電費。

九、心得感想

很高興藉由這次的電力系統報告讓我了解到原來現在市面上有這麼多種新的節能照明燈具產品，並也因此了解到如何選擇對環境最不具影響並可以節省電費的燈具。

有了新式T5節能省電燈管的替代後，利用它的光效高、無頻閃、使用壽命長、注汞少…等多項優點的因素下，相信在未來響應節能減碳的理念上，將提供更大的貢獻，也為這個汙染嚴重地球取得更好的解決方法。

也希望藉由這次的報告，讓我能對如何在科技發展和環境保護上做到完善規劃的這項能力上獲得到更多的認知，將來可運用所學的知識來改善生態環境，並造福社會。

九、參考文獻

1.張子嫻，中時電子報，2007年9月，

2.同祐科技有限公司網頁，.tw/web/SG?

pageID=28858。

3.中輝有限公司網頁，http:

//www.winstar-

4.低碳生活部落格網頁，