电话线LED 灯的可行性分析

目前市面上出现了电话线LED 灯，只需要接上电话线即可使用。本文将从其工作原理出发，结合合理的统计数据、数学模型建立及能耗计算，对其使用的可行性进行探究和客观分析。{zh1}给出分析结论。

目前市面上出现了一种采用电话线供电的电话线LED 灯，其在学生中（尤其是大学校园中）使用频繁！针对电话线LED 灯的出现及使用，本文将从其特点及工作原理入手，通过数学模型的建立，合理估算电话线LED 灯在目前全国使用规模下每年所造成的能量损耗，与普通白炽灯进行比较，并结合法规民约分析其可行性及效益，最终给出我们的观点。
1　电话线LED 台灯的特点及工作原理
         电话线LED 台灯采用发光二极管（LED）作为发光源，发光二极管的正向工作电压只需1.2~1.5 V，工作电流也只要几毫安到十几毫安，且寿命很长[1]。当照明工程师社区
在发光二极管（LED）上加上正向电压并有足够大的正向电流时，就能发出清晰的光。
         电话线LED 台灯也不需要敷设专用照明电路来提供电源，只需接在电话线上，就可以获得足够的电能产生所需的照明效果。
         这种节能台灯以固定电话线路中的微电流作为驱动电源。由固定电话原理可知，电话线工作电压约为48V，{zd0}可提供电流约为200 mA。而发光二极管正常工作电压1.2 V，电流5~15mA[2]。如果由电话线供电，理论上可同时点亮几十个发光二极管，总的亮度xx可达到正常照明要求。
通过实验发现这种灯的使用并不影响电话机正常工作。当电话接通时，电话线LED 灯会自动断电熄灭，进入正常的通话状态。经理论分析，该灯的负载属纯电阻特性，不会产生振荡干扰信号影响电话线路，因此也就不会影响电话线路的通话质量。2　电话线台灯的使用所造成的能量损耗在估算电话线LED 灯的使用每年所造成的能量损耗的过程中，我们首先采取抽样问卷调查的方式，对当前电话线LED 灯的数量进行量化，然后结合实际情况建立数学模型，进行能耗估算。
} I4n U Z1} u2.1　问卷调查        我们设计了《电话线LED 灯市场调查问卷》，于2007-6-10~2007-6-17 间在长沙部分高校随机发放问卷，调查对象为在校大学生，问卷有效回收率为85%。问卷设计问题涉及在校大学生对此种台灯的了解情况及使用情况，以及对今后此种灯的推广使用前景的态度。数据统计显示：——电话线LED 灯在受调查学生中的认知度：38.24%——正在使用的概率（包括受调查者自己使用或其同学正在使用）：9.41%
9J i;\7A.H o6r D I-p e——对电话线LED 灯市场前景持肯定看法的概率：71.18%        目前电话线台灯的使用在全国范围内呈一种明显的上升趋势，且在各个省份地区均有销售，销售群涵盖学生群体及乡镇普通居民。但是，省份与省份之间存在差异，相对而言，东北、中原一带使用较多一些。在此过程中，我们仅以学生为对象，建立如下模型：

2.2.1　模型假定

C @ a R L Y)^①由于全国范围内电话线LED 灯均有销售使用，我们假定省与省之间销售及使用情况相同并且相互独立[3]。照明工程师社区 M K u%D-D u5G V S8N

②由于学生及乡镇普通居民为电话线灯的主要使用群体，而学生占据了相当比例，我们假定在校大学生为此种灯的{wy}消费群体。照明工程师社区(H9b f x } s G G

③由于各省份大学的数量及大学生的总人数均存在差异，我们假定电话线LED 灯的使用比率在大学生中是相等的。

M h F M0V e x④由于问卷调查的数量及范围受到限制，我们假定调查统计的数据及规律适用于所有大学生群体。

~*k'e e0~/M Z c⑤学生与学生之间由于差异性而导致使用电话线LED 灯的时间及使用区间不尽相同，我们假定所有使用该灯的个体每天使用该灯的时间相同[4]。照明工程师社区9k W m x.| N;a

2.2.2　模型数据设定照明工程师社区"G3f;B |)^7^2b

①电话线LED 灯在大学生中使用比例：通过问卷得到，大学生中使用电话线LED 灯的比例为9.41%。我们考虑到调查过程中在各院系及院系内部，可能有某个正在使用台灯的个体被重复计数以及其它一些因素的影响，从而导致该比例偏高，因此我们假定该概率x = 6%。照明工程师社区!e7vV V c e4~

②据教育部统计，中国目前大学在校人数约为1500 万。据这一数据，我们设定目前大学生人数n =1.5×107。照明工程师社区0p/N%b$k H8I

③ 我们假定每人每天使用该灯的时间为t = 3 h。照明工程师社区9f6s c(H C&g b%t H Z7d,I

④电话线LED 灯的主要参数（20 个LED 管串联连接）：静态电流5~15mA；工作电压48V（电话机正常待机电压）；发光强度>4×105mcd；老化冲击试验（即常亮）寿命>15.6×104 h；每个LED 灯管电压约为1.2 V；灯的额定功率P = UI = 48×(5~15)×10-3 = (0.24~0.72) W

X3l$Z8} b m H⑤在采用上述数据的前提下，该灯发光强度与30 Ｗ白炽灯相当，能满足正常的学习工作需要且不易产生疲劳。考虑到实际使用情况，假定每个LED 灯只供单人使用，而每只白炽灯可同时供3 人使用。照明工程师社区 Z k X!G ] M ~5e x#}

2.3　能量损耗计算

0I H9e"x d2K ~以我们建立的模型为基础，计算出每年由于电话线LED 灯的使用所造成能量损耗，并将其与相同条件下白炽灯的能耗进行对比。电话线LED 灯的能耗（以年为单位时间）：W 总= n x p t = 1 . 5 × 1 0 7× 6 % × 0 . 7 2 × 3 ×365/1000=709560 kW·h式中：电话线LED 灯功率取{zd0}值0.72 W白炽灯的能耗：W' 总=knxp't=1/3×1.5×107×6%×30×3×照明工程师社区-K {.w \2P5R

365/1000=9.86×106 kW·h式中：k=1/3，即假设白炽灯单位时间内为3 人共用

#d l t%j t5{;b节约能量：3v Y:I J*~ ?

a [9j T b!p f ~ΔW=W' 总-W 总=9.86×106-7.10×105=9.15×106kW·h照明工程师社区!s'i.K ? d S6F {$Z

3　电话线LED 灯可行性分析要对电话线LED 灯的应用进行可行性分析，必须建立在以下三点事实上：

5C"W ["r'u W m3.1　电话线LED 灯采用电话线微电流供电，电话线同时还需为固定电话的正常使用提供电能。我们通过观察及实验发现，如果电话线LED 灯处于正常工作状态，有电话呼叫此固定电话时，电话线LED 灯由于其导通电压设定限制，使其得不到所需正常工作电压而从电话线路中自动切除，这样一来它对固定电话的通话质量无任何影响。照明工程师社区-{#U L i0L8~

3.2　通过计算得出，若用电话线LED 灯取代白炽灯每年所节约电能大约是9.15×106 kW·h。若按电价0.5 元每度计算，则所节约的电费支出是：ΔW×0.5=9.15×106×0.5=457.3×103 元　照明工程师社区B n T-k ?

3.3　由于电话线LED 灯采用电话线微电流供电，也就是说电话线LED 灯所使用的能量来源于电信部门为固定电话提供的能量。通过以上事实的论述，可以得到以下结论：

N+N Y L-d W①若站在整个社会的立场上来考虑，电话线LED灯的使用无疑是可行的，它的使用（尤其是大规模使用）将为整个社会节约数量可观的能量，可促进节约型社会的建立，促进经济社会的可持续发展[5]。照明工程师社区 y ? j B H

②若从电信部门和消费群体的立场上来看，电信部门将要为电话线LED 灯的使用买单，蒙受数额巨大的经济损失，而消费者则无须为电费而担忧。理性的来说，我们只能接受第二个结论，那么电话线LED 灯应用的可行性就取决于电信部门与消费群体的利益分配。目前来讲，我们认为其不合理性主要体现在以下方面：照明工程师社区 q/D3v&Y ^-| W&n

(a) 电话线LED 灯的使用尚未得到电信部门的认可。

E0| \.u1U m,}0P f f#H        电话线LED 灯{zd0}的特点也是“优点”就是用户不需要因为灯的使用而支付电费，并且不需要担忧停电问题。而电信公司作为营利性的企业，没有义务为普通居民的照明支付电费。照明工程师社区 L O z t o&q b#_

(b) 产品的生产及型号尚未标准化，销售基本处于一种不透明状态。照明工程师社区 A a h5h _ J k X1p/w"V4I

        目前的照明工具，如白炽灯、日光灯等，生产都已得到政府认可的统一的行业规范，适合大规模生产。但是，电话线LED 灯的生产只限于少数公司的独立生产，即使要大规模推广使用这种灯，时机也还不成熟。另外，目前在市面上还购买不到有正规注册商标的电话线LED 灯，其销售大都通过邮购等手段，可见其生产销售并没有得到正规的许可。照明工程师社区 p Yg!S F

(c) 产品本身存在局限性，不适合大范围照明。电话线LED 灯由于采有微电流驱动，因此功率也受到限制。在亮度要求较高的情况下，这种灯不能胜任。这一点，也使电话线LED 灯本身存在一定的局限性。照明工程师社区 h r z K-{ M$f `1v/Z!j ]

4　电话线LED 灯推广使用的可行性通过对电话线LED 灯可行性的分析与研究，在电信部门与消费群体的利益得到合理分配的前提下，电话线LED 灯正规的生产销售及推广使用才具有合法性及合理性。我们提出了以下设想，以使电话线LED 灯的推广使用成为可能：照明工程师社区 ~6i A \1S

(1) 我们寄希望于电信部门能与生产厂商达成相应的协议，即生产厂商将电话线LED 灯的生产数量透明化，并在出厂时根据灯的型号对灯的价格作出相应的调整（在预估灯的使用年限的基础上，对灯的使用所带来的电量消耗进行估计，以产生的电费作为价格调整的依据。由于灯的功率极小，提高的价格也能被消费者所接受），并将这部分额外经济利益返还给电信部门。照明工程师社区 m5P e ~)m `5H

(2) 电信部门可以对电话线LED 灯用户进行登记并一次性收取相应费用，同时建立相应的监测网络（由于电话线LED 灯用户与普通固话用话在耗电方面有明显的区别，我们认为监测是可以达到的）。以上两点设想，虽然短期内还无法实现，但是随着节约型社会建设的进程，人们会越来越多的关注能量的合理高效的利用。那么，找到合理的方法以解决电信部门与消费群体的利益冲突并最终实现电话线LED 灯的推广使用将逐步成为可能。因此，综合考虑电话线LED 灯的各方面情况，我们认为，短期内其推广使用还存在局限。同时，相关部门应尽快的应对问题，以找到合适的解决方案，从而尽快实现电话线LED 灯的推广使用。照明工程师社区)G k z$Y:} q

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