项目报告。。1

国家自然科学基金低压纳灯低光源产业化项目项目报告中央民族大学光电技术研究所2010．528一、项目的背景和必要性随着党的“十七大”的胜利召开,在新的历史时期我们党确定的、创建和谐社会、建设绿色家园的美好愿景,国家确定了“节能减排”基本国策，全面调动社会各方力量进行合作，加快建设节约型社会，实现“十一五”规划纲要提出的节能目标，促进经济社会进入全面协调可持续发展的轨道。建设部（建办城[2007]51号）于2007年七月份发布了“十一五”绿色节能照明发展纲要，明确了绿色节能照明发展的方向和目标，确定“十一五”期间绿色节能照明节能25%的重要历史任务。我们在目前科研工作很紧张的情况下,抽出一定资金,在兄弟高校和科研单位的帮助下,自主研发的太阳能低压钠灯系列光源产品，即完全靠企业自筹资金，自主研发,打破跨国公司的封锁,按十七大指引的方向,实现自主创新,顺应了绿色环保照明的这一时代要求，它既符合《十一五》规划中“采用高新技术改造提高照明水平”的产业政策，又填补了国内自主生产高新、高效节能照明光源产品的空白。该节能新光源由高精度电源、高强度抗钠玻管和高水平远红外玻管镀层技术等三个部分组成。低压钠灯系列光源产品是新一代高效、节能、绿色环保照明节能新装置，该产品还具有与太阳能配套使用的功能，产品集电子技术、光电技术,玻璃技术和真空技术等于一体，运用钠原子波长灵敏度的人眼视见函数特性,具有高效节能、绿色环保、长寿命等特点，是传统光源的换代产品。二、编制报告的依据和原则依据项目工艺要求及公用设施的设计资料依据企业纳米低压钠灯工艺标准国家发改委关于节能减排标准执行的通知国家计委、建设部颁发的《建设经济评价与参数》国家发改委关于鼓励发展高新技术产业的有关文件国家关于国民经济和社会发展十个五年计划纲要国家关于推动钠米产业发展的政策国家低电器安装设备标准GB—472管形荧光灯用标准GB—15144低压电器照光标准GB--15143金属卤化物灯标准GB--18661消防应急灯具标准GB7451—87国家电光源名称标准GB7451—8灯具安全要求与试验GB7000.1~7000.6—1996应急照明灯具安全要求GB7000.2—1996庭园用的可移式灯具安全要求GB7000.3—1996国标可移式灯具安全标准GB7000.4—1996道路与街路照明灯具的安全要求GB7000.5—19961.认真贯彻国家有关文件的精神，充分利用和挖掘项目建设条件和优势，节约固定资产的投入。2.严格按照设计单位提供的有关基础资料开展工作，积极采用新技术、新设备、立足于国内选用可提高质量的设备，与此同时积极吸收消化国内外类似产品生产经验，坚持高技术、高标准和高效的原则，确保本项目投资后，产品质量和技术处于国际先进水平，以提高项目单位的经济效益和社会效益。3.在可行性的论证报告中，把节约和合理利用能源放在重要地位加以考虑，积极采取节能措施，尽量选用节能的设备。4.严格按照国家环保法和环保部门的要求，做好“三废”治理和职业安全卫生工作，“三废”排放达到国家规定的标准。5.在工作中精打细算，把有限资金真正用于关键设备和设施的投资，使投资结算尽量切合实际，符合国家的有关规定。第一章项目的基本情况一、技术开发项目背景近十几年来,我国的电光源产品一直高速稳步增长,特别是在荧光灯和高强度气体放电灯方面增长尤为迅速,而荧光灯中又以紧凑型荧光灯和T8型管型荧光灯为最快,并且保持着良好的出口态势.但是,在高端的电光源产品中,如大功率节能灯,冷阴极灯和低压钠灯等气体放电灯方面,很少有完全自主知识产权的产品,大多是来料加工,就连最基本的玻璃管都依赖进口.产品附加值低,但价格非常昂贵.同时消耗大量能源.据国家有关部们对国内光源产品最新统计,节能灯合格率仅达百分之五十,而优质品仅百分之二十三,其它光源产品的优质率则还有待进一步统计,低压钠灯因为全部进口而无法统计。正是在这样的大背景下,我公司经多年研发,优质大功率节能灯和低压钠灯国产化工作得以完成。这直接归功于党的十七大精神指引下形成的良好的大环境,同时又是各方共同努力的结果。目前、国内各大城市在现阶段都面临美化环境减少污染,降低能源消耗方面的工作.最直接的就是用高品质的新光源,替代原本在使用的发光效率低、又污染环境的各式旧光源.但价格、仍是国内各大城市难以接受的重要条件.而我们掌握的低压钠灯节能新光源生产技术,是完全自主研发,达到目前国际国内先进水平的,且国内只有我们一家能有这样低压钠灯全面生产技术和纳米材料应用到光源领域的技术。正是这种新的核心技术使我们的光源,无论在亮度还是照度及发光效率方面都有了很大的提高.打破了跨国公司公司对我国的技术垄断和封锁.使低压钠灯这一高效节能光源在我国得到很好的应用。同时、因为整个生产过程无污染,产品因有保护外壳,环境和气候对它的影响很小,所以,它有良好的耐候性.又因为有200lm/w的发光效率,所以,她被誉位是人造光源中发光效率最高的光源。因为有以上优点,在节能和环保等方面就更显出优势所在,是一种高端产品的新变革,并且实现所有器件国产化,本地化!有完全自主的知识产全.使产品价格大幅降低,质量和寿命不断提高.真正实现了高端产品低使用价格,能够彻底改变人们照明的观念,真正实现绿色照明的目标.也必将为光源事业的继续发展,美化人们生活环境,响应温总理提出的节能降耗要求作出巨大的贡献.(一)我们项目的优势我们研究的项目与现有的各种光源生产有哪些不同,优势在哪里?这应从以下四个方面来表征.1、我们将纳米材料和技术应用到整个工艺中,使激发电压和电流减小到非常合理的程度,让光源响应速度得以大幅提高.2、全部技术都是自主研发,有实现钠原子加速的手段.3、电源功率因数达到0.95以上,成为真正的绿色光源.4、光源不受环境温度的影响5、光源的亮度不受电源波动(电压升降)影响6、光源起辉电压达到国际先进水平7、光通量达到1w/200lm以上8、比其它节能光源节能60%以上9、对雨雾的穿透力比其它任何光源都强。所以，适合公路、桥梁、隧洞广场等的使用。(二)国内外相关技术现状与发展趋势低压钠灯节能新型光源项目要达到的目标,是要生产出高品质的的光源产品.在我们对掌握的国际国内各种各样光源产品进行分析基础上，我们实现低压钠灯节能新型光源生产过程和生产技术的国产化,使目前只发达国家少数跨国公司才能生产的光源,完全自己生产,材料本地化.价格同类产品最低,技术含量国际领先.目前,欧美日等国家都在对光源产品的发光效率和亮度及能耗制定标准,在我国,大功率节能光源产品的相关标准也在制定中,而我们生产出的产品各项指标均达到和超过国内外同类产品相关指标。现阶段、国际国内都在发展固体发光光源，如LED及场致发光光源方面下了很大力气,也取得很大成绩。以至于很多人都乐观的认为,固体发光光源取代气体放电发光源只是时间问题。但事实证明,气体放电发光光源在新材料应用后得到了及大的提高,仍然是其它光源无法比拟的。正因为如此、我们投入了大量的人力物力,通过与科研单位密切合作,经多年努力，开发出优质大功率节能灯和低压钠灯节能新型光源系列产品。(三)前期开发情况和基础低压钠灯节能新型光源项目，是有关纳米材料应用的理论指导下、经我们专家教授技术人员和有关材料研究中心共同合作,经多年研制形成科技成果后,经中试后，决定产业化建设推广。在光源启动方面采用最新型的软开关技术，电源内部采用无源补偿技术、有源较正电路和他激震荡器等先进技术电路，使电源本身功率因数达到98%以上,成为真正的绿色光源。光源内壁是采用钠米材料调配的新型远红外材料喷膜，其亮度更高,更加节能，纳米低压钠灯为人造光源中发光效率最高的光源！(四)低压钠灯的结构和工作原理12V24V36V防噪声电路功率改进变频电路功率放大电路驱动电平移位电路控制电路负载照明用低压钠灯是U放电管内表层涂敷红外反射膜,再装入圆形的外管内,外管与放电管之间是真空,在放电管的内设置钠的聚集点.使钠原子波长589.0/589.6nm的共振光諩能量实现最大转换.这两条黄色谱线的位置靠近人眼最灵敏的波长为555.0nm的绿色谱线,使低压钠灯为光源里光效最高的人造光源.钠是钠灯中的放电物质,在钠蒸气放电中,钠原子被激发到32P3/2和32P1/2能级,处于该激发态的原子在返回基态时,辐射出钠的共振线.低压钠蒸气放电时,几乎全部辐射能都集中在共振线.所以,纳米低压钠灯的发光效率最高.(五)技术理论主要依据以下三个方面:1钠原子波长灵敏度的人眼视见函数特性,所以发光效率高2必须有钠原子在低压状态下达到发光的特殊手段3必须有实现钠原子达到加速度震荡电路因为有以上原理,低压钠灯是目前人造光源中发光效率最高光源!(六)技术关键技术关键可分三个部分1．制作工艺及远红外涂层技术2．钠灯芯制作工艺3．高精度电源(七)低压钠灯电子电源方块图图(1)、直流输入220V防噪声电路改进功率因数电路变频变频及震荡电路功率输出电路负载有源校正电路电平移位电路图(2)、交流交流图(3)、太阳能电路第三章市场背景和技术情况目前，市场上使用的主要照明光源大体分可分为白炽灯、日光灯、气体放电灯三种。其中白炽灯是的一种热辐射光源，其发出的光通量占总光源的30%左右。在辐射可见光的同时，也要辐射出红外线，因而有很大部分电能转换成太阳能采集板光电转换12V24V36V如图(1)蓄电电路蓄电池热量，发光效率很低，一般为10lm/w。从理论角度讲，提高灯体温度，可增加可见光的比例，但灯丝材料的熔点受到限制，并且温度升高，能耗也有所加大，所以在实际中无法采用这一方案。近年来市场出现了许多装饰照明灯，外观精美，但发光源仍然是白炽灯，一般由3—5个40W的白炽灯组成的发光组用于照明，造成电能极大浪费。白炽灯的生命价值在于制作成本低廉、使用方便，所以市场上还占有相当一部分比例。另外卤钨光源是白炽灯的发展，充分利用等特殊场合的照明,也属于淘汰范畴。碘钨高温再生循环原理，虽然光效率有所提高，但耗能较大，使用范围很小。第二种是气体放电灯，气体放电灯是目前应用范围最广的光源.但光效较高的仍然不多,而纳米低压钠灯是其中光效最高的光源之一。因为它不是通过灼热来产生光辐射，而是气体放电发光，这种发光来自气体原子的辐射，光谱范围比较窄，光效可达200LM/W，光辐射的功率有80%集中在589nm—589.6nm共振线上,所以,亮度特别显著.因为辐射功率特别集中,显色性较差，但光有很强的穿透性，这种光源一般不用于生活照明，大部分用于街道、公路、隧道、仓库、操场等室外照明场所。又因为节能效果好,起动电流小,不受环境温度限制,可以大规模采用太阳能电池配套,是目前节能效果最好的光源。第三种常见的电光源是日光灯。它利用汞蒸发放电时所产生的紫外光（一般是将50%的电能转换为254nm—185nm的紫外线），激发荧光粉而达到光效发电的目的。其量子效率在70%—80%，具有良好的显色性。所以在整体光源中占65%—70%左右。在世界光源统计中，日光灯的年产量超过10亿只以上。由于日光灯存在下列缺陷：（1）限制频繁启动。（2）属于感性负荷，无功损失较大。（3）热阴极激发。（4）废旧的灯管造成汞污染。（5）安装维修不便等。所以业内人士一直在研究提高光效和显色性的方案.我们生产的钠米光源无论在显色性还是在色温和照度等各个方面,匀以超过程照明的各项指针,所以我们应该立足高起点,高标准和高附加值来生产。综上所述,低压钠灯的优点突出,但长期以来这种光源的核心技术被外国跨国公司把持,使我国企业在超高价格面前无法大面积应用,我们经过常时间的努力和试验,在党的十七大精神指引下,自主创新,使这一技术完全国产化,并具备产业化的能力,这必然使价格大大降低,使我国城乡能够应用上更加节能,环保的新光光源的新光的新光源的新光的新光,让黑夜尤如白日更加明亮美丽。第四章项目技术方案1、生产规模及产品纲要首先应建一条生产线,通过第一条线的建立.可以为企业培养人才,在有了经验和人才基础上,根据发展再建后面的生产线.每条线设计生产能力为年产10万只{按八小时计算),如不间断