LED在照明市場已蔚為主流,根據(jù)TrendForce旗下綠能事業(yè)處LEDinside在過去公佈的報告便指出,2017全球LED照明市場規(guī)模將達(dá)到331億美元的產(chǎn)值,滲透率達(dá)到52%,未來市場還是具有一定的發(fā)展空間。之所以LED在照明市場成為主流,主要是因?yàn)槠浜碾娏可佟⒐馑ニ俣嚷褂脡勖纫话阏彰髟O(shè)備長而汰換率低,更能因此降低溫室氣體排放,這對現(xiàn)在全球無時無刻把節(jié)能減碳視為使命來說,是再好不過的選擇了。
因此,許多國家在推動節(jié)能政策下,首要的任務(wù)就是將路燈全面汰換成LED燈具,路燈「換新裝」的案例在世界各國快速增長,LEDinside也預(yù)估到了2018年全球LED路燈滲透率將來到65%。但隨著汰換潮結(jié)束,隨之而來的市場飽和,也讓相關(guān)產(chǎn)業(yè)開始思考,究竟該如何調(diào)整接下來的發(fā)展策略,以提升LED照明產(chǎn)品的附加價值?
迎合現(xiàn)今的主流趨勢則是一個很好的切入點(diǎn),從物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市到智慧家庭等,這些都將成為未來幾年內(nèi)一門不退燒的「潮流」,LED照明亦可朝向與之相關(guān)技術(shù)進(jìn)行整合,從傳統(tǒng)單一功能的照明產(chǎn)品,邁向多功能智慧化發(fā)展,智慧照明可望成為LED燈具替換時代過後的一片新藍(lán)海。
更人性化的「智慧照明」
與傳統(tǒng)LED照明不同的是,過去業(yè)界所關(guān)注的重點(diǎn),大多停留在如何有效省電、節(jié)能的議題上或是傳統(tǒng)燈具的汰換,但在進(jìn)入智慧照明階段,在結(jié)合各種物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù),添加許多智慧化功能後,除了更省電之外,也逐漸朝向更多元、人性化的趨勢發(fā)展。
原先人們對於光只有照明的需求,但當(dāng)走向智慧化的發(fā)展後,將可帶來更多選擇。臺灣飛利浦照明行銷協(xié)理彭筱嵐表示,從考量環(huán)境到使用對象,每個行業(yè)、領(lǐng)域?qū)Α腹庹铡沟男枨蠼杂兴煌虼孙w利浦在協(xié)助業(yè)者建置智慧照明系統(tǒng)時,第一步會先釐清消費(fèi)者與業(yè)主真正的需求是什麼?並根據(jù)其開發(fā)合適的智慧照明解決方案。
以智慧路燈舉例來說,因?yàn)閷凫豆步ㄔO(shè),又使用率高,安全、節(jié)能成了第一考量;如飯店、百貨、零售等室內(nèi)商業(yè)場所,則強(qiáng)調(diào)使用者體驗(yàn),如何營造一個舒適的照明環(huán)境,讓顧客在購物或住宿時盡興而歸。又或者,像101這樣的指標(biāo)性大樓,形象極為重要,美觀就成了其第一優(yōu)先。而以職員為主要使用者的辦公大樓或工廠等場所,則多期望不讓員工感到疲憊,進(jìn)而降低出錯率。

圖一 : 臺灣飛利浦照明行銷協(xié)理彭筱嵐表示,過去LED照明所關(guān)注的重點(diǎn)多為省電節(jié)能,但進(jìn)入智慧照明時代,將逐漸朝向更多元、人性化的趨勢發(fā)展。(Source:Philips) |
|
進(jìn)入「光速」通訊時代
一旦冠上「智慧」兩個字,所以的想像都變成無限可能,智慧照明的應(yīng)用甚至遠(yuǎn)超乎一般我們所認(rèn)知的「照明」用途。現(xiàn)在,有越來越多電子產(chǎn)品需要網(wǎng)路,而將來進(jìn)入萬物連網(wǎng)的時代,網(wǎng)路塞車的現(xiàn)象只會日益嚴(yán)重,許多人因此在網(wǎng)速這件事上也感到相當(dāng)無耐,但是在幾年前,或許還未曾有人想過,光除了照明,竟然也可以傳輸資料!自從愛丁堡大學(xué)Harald Haas教授喊出「Li-Fi」這項(xiàng)技術(shù)之後,立刻擦亮大眾的視野,相信再過幾年,網(wǎng)路塞車的現(xiàn)象將有望因此紓解。
Li-Fi基於可見光通訊技術(shù),是一種全新的上網(wǎng)途徑,料想不到,LED燈泡除了省電之外,在Li-Fi中還可作為網(wǎng)路訊號的發(fā)射器,實(shí)現(xiàn)在光照的範(fàn)圍內(nèi)無線上網(wǎng)。不同於現(xiàn)已擁擠不堪的無線電波頻譜,Li-Fi採用的可見光頻譜具備更大頻寬,甚至擁有超越Wi-Fi百倍的傳輸速度!因而這項(xiàng)技術(shù)也被視為將為無線網(wǎng)路通訊技術(shù)帶來革命性的改變。一向禁止將手機(jī)等具電磁波產(chǎn)品帶上機(jī)的航空業(yè)者,未來若將Li-Fi應(yīng)用在機(jī)上照明,那麼將來在飛機(jī)上通話、上網(wǎng)等,都不再是絕不可行的了。
結(jié)合可見光通訊技術(shù),一盞隨處可見的LED燈具就這樣輕鬆緩解了大眾的網(wǎng)路龜速之苦,也提升使用網(wǎng)路的便利性,或許未來當(dāng)你站在一盞路燈下,就可以下載一部電影了。當(dāng)然,不只可見光通訊技術(shù),現(xiàn)在LED照明也開始加入各種無線通訊模組,如Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等皆為主流。LEDinside則認(rèn)為,因智慧照明節(jié)能效率比普通照明更高,加上成本不斷降低,其市場規(guī)模將逐年增長,並預(yù)估ZigBee有望於2019年將有61%的市場佔(zhàn)有率。
無線通訊也非智慧照明應(yīng)用中唯一的通訊方式,相比無線,有線的通訊技術(shù)在穩(wěn)定度、安全性、抗干擾性的選擇上依然是首選,如KNX、DALI、C-bus等技術(shù)。而傳統(tǒng)觀念裡,燈一定要用電線連接,但現(xiàn)在也可以用網(wǎng)路線的方式連接,採用電子訊號的方式來驅(qū)動電壓,這就是應(yīng)用於LED燈具中的PoE(Power over Ethernet,乙太網(wǎng)供電)技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)亦可讓安裝於天花板上的每一盞燈具擁有專屬的IP位址,同是,光就具備了精確定位和導(dǎo)航的功能,而精準(zhǔn)度甚至在50公分以內(nèi)。此外,連接乙太網(wǎng)路,也可降低傳統(tǒng)電源在天花板佈接220伏電線的危險性。
照明大廠飛利浦便將這項(xiàng)技術(shù)導(dǎo)入荷蘭德勤大樓與法國家樂福。有「移動大樓」之稱的德勤大樓,是全球最先進(jìn)的智慧辦公室,透過使用PoE照明系統(tǒng)結(jié)合可見光通訊(VLC),員工可透過智慧手機(jī)控制座位上方燈具的色溫及亮度變化,且每個使用者在調(diào)燈同時也不會有鄰座互相干擾的問題。而在家樂福的應(yīng)用當(dāng)中,則用以在賣場中用以偵測顧客位置、傳送顧客所需的商品資訊和優(yōu)惠訊息等,讓購物省時又省力。

圖二 : 有「移動大樓」之稱的德勤大樓導(dǎo)入飛利浦PoE照明系統(tǒng),讓員工在照明需求上有更多人性化選擇。(Source:OVG Real Estate) |
|
裝載感測器推升節(jié)能效益
「當(dāng)傳統(tǒng)燈具汰換成LED燈具後,約可節(jié)省50%至70%的用電量,若再運(yùn)用智慧化的方式善加管理與使用的話,又可再節(jié)省10%至20%的用電量。」彭筱嵐這麼說。
在智慧照明系統(tǒng)中,LED燈具還可搭配各種類型的感測器組成一智慧控制系統(tǒng),發(fā)揮出節(jié)能的最大價值。搭載感測器的好處是能讓照明設(shè)備在「對的時間」做出合適的反應(yīng),以掌握LED照明設(shè)備的最佳使用時機(jī)。
例如,裝載光敏感測器的LED燈具,可感測外在光源的明亮變化,藉此控制燈具的開關(guān)並調(diào)整明亮。最顯著的例子是智慧路燈,由於四季晝夜各有不同時長,傳統(tǒng)路燈的開啟與關(guān)閉由臺電根據(jù)中央氣象局發(fā)布的日落日出時刻表定時控制,但部分區(qū)域可能因巷道狹窄、採光不足等原因,導(dǎo)致「提前天黑」。
光敏感測器則可隨時偵測天氣概況,在晴雨晝夜的不同變化下,依據(jù)感測外在光源的結(jié)果,讓智慧路燈自動啟動或關(guān)閉,這會比定時開關(guān)更符合路人的用燈需求,也更符合節(jié)能的需求,使光照較充足的地區(qū),減少路燈的使用機(jī)率,而光照不足的地區(qū)則可提前點(diǎn)燈。
照明基於人類需求而生,因此照明設(shè)備的使用更與人類的行為模式息息相關(guān)。現(xiàn)今照明系統(tǒng)更趨近於人性化,如可感測是否有人經(jīng)過,而讓照明設(shè)備自動開啟或關(guān)閉,這個概念與光敏感測類似,皆是讓照明設(shè)備能夠自行決定開關(guān)的適當(dāng)時機(jī),避免在無人使用的情形下,持續(xù)開啟造成耗電。尤其這對辦公大樓或工廠等,對照明需有龐大用電量需求的場域來說,能夠自動感應(yīng)人流對節(jié)省營運(yùn)成本帶來不小的助益。
對人流的感測,則可藉由裝載雷達(dá)與能偵測人體體溫的紅外線感測器。不過兩者之間在使用上仍有所差異,英飛凌資深行銷經(jīng)理張文貴表示,相對雷達(dá),紅外線的感測範(fàn)圍較受限,也易受到溫度的干擾,而雷達(dá)則較不受外在環(huán)境因素干擾,且感測範(fàn)圍更大。但最終仍須依據(jù)不同場合的應(yīng)用做使用選擇,例如會議室因範(fàn)圍通常不會太大,因此使用紅外線感測即可,而如高度夠高、範(fàn)圍夠大的倉儲應(yīng)用,則較適合雷達(dá)感測。不過張文貴強(qiáng)調(diào),若要做到極佳的辨識率,光靠單一感測器是無法做到最精準(zhǔn)的判斷,他認(rèn)為,未來智慧照明的感測技術(shù),應(yīng)會走向多種感測方式整合的趨勢。

圖三 : LED燈具搭載感測器的好處是能讓照明設(shè)備在「對的時間」做出合適的反應(yīng)。(Source:Continental) |
|
規(guī)模化效應(yīng)尚未成形
智慧路燈可以說是目前智慧照明的應(yīng)用當(dāng)中,發(fā)展較為快速的項(xiàng)目。而若從應(yīng)用面來看,像智慧路燈這樣的公共建設(shè)通常會因?yàn)樵诟鞒鞘姓膸ьI(lǐng)下率先起步,成為最先導(dǎo)入LED智慧照明系統(tǒng)的領(lǐng)域,以作為建設(shè)智慧城市的示範(fàn)場域。
雖然公共領(lǐng)域是最先起步的應(yīng)用場所,但是商業(yè)與工業(yè)領(lǐng)域則將是智慧照明最大的應(yīng)用場域,如商場建物、工廠等,因?yàn)槠潼c(diǎn)燈時間長,用電量龐大,礙於用電政策的規(guī)範(fàn)以及營運(yùn)成本的考量,而藉由智慧化的控制來達(dá)到節(jié)能省電的效果。以一個臺灣最常見的例子舉例,像是便利商店的分布密度極高,部分店家甚至二十四小時營業(yè),光是用電量就讓店家吃不消,假設(shè)導(dǎo)入具備感測功能的照明設(shè)備,若偵測到某區(qū)無人光顧,就可以關(guān)閉或減弱燈源以節(jié)省用電量。
而在歐美地區(qū),一來因?yàn)楫?dāng)?shù)鼐S修人力成本高昂,因此業(yè)主更傾向用智慧照明系統(tǒng)降低管理上的不便,並減輕成本負(fù)擔(dān)。二來,則是因?yàn)闅W美等國家往往對於節(jié)能減碳的重視與推動更為落實(shí),因此該地區(qū)在智慧照明領(lǐng)域的發(fā)展也相對比其他地區(qū)來得更迅速。
不過,即使落實(shí)智慧照明的概念在許多國家都已逐漸成形,但根據(jù)相關(guān)資料顯示,目前智慧照明市場的滲透率仍低於2%,即便人人都熟知將照明系統(tǒng)智慧化可帶來何優(yōu)勢,但現(xiàn)今規(guī)模化效應(yīng)仍尚未形成。而LEDinside則是指出,隨著未來技術(shù)逐漸成熟,產(chǎn)品形式越趨多樣化,智慧照明的概念普及後,市場將會呈現(xiàn)大幅成長,預(yù)計(jì)2020年可達(dá)到134.27億美元產(chǎn)值,前景仍值得期待。

圖四 : 智慧路燈可以說是目前智慧照明的應(yīng)用當(dāng)中,發(fā)展較為快速的項(xiàng)目。(Source:PCWorld) |
|
突破智慧家庭照明發(fā)展瓶頸
在智慧家庭照明方面,飛利浦的智慧燈泡Hue是較具有代表性的產(chǎn)品。使用者可透過行動裝置的App對燈具進(jìn)行遠(yuǎn)端控制,也能因應(yīng)情境、氛圍、情緒等需求營造個人化的照明應(yīng)用。這類的智慧燈泡在使用時讓人充滿期待與新鮮感,但在推廣時也會遭遇一些難題。
商業(yè)與工業(yè)的場域,目前看來智慧照明只待時機(jī)成熟,發(fā)展前景可觀,但惟走入家庭市場這一塊則顯得步調(diào)緩慢。設(shè)想一下,若家裡安裝一顆智慧燈炮,你會拿它來做什麼呢?用APP遠(yuǎn)端控制、調(diào)光調(diào)色、符合個人需求變換各種模式…這些功能目前市場上推出的智慧燈炮幾乎都做得到,但問題是,真的有必要如此嗎?
舉例來說,走過去按牆上的開關(guān),跟拿出手機(jī)、找到APP並開啟、接著再操作燈具開關(guān),兩者比較之下,似乎傳統(tǒng)作法更省時省力,但真正要細(xì)想的是,智慧燈泡的價值應(yīng)不只是如此。
這也是消費(fèi)者目前普遍遇到的瓶頸,「消費(fèi)者還未意識到究竟智慧燈泡擺在家裡還可以拿來做什麼!」彭筱嵐認(rèn)為,智慧照明不會只是單一個燈具與一個開關(guān)如此簡單,而是需和其他家居設(shè)備連結(jié)組成一智慧控制系統(tǒng),整體運(yùn)作才能實(shí)現(xiàn)真正智慧化的意義,否則消費(fèi)者最終仍會對一顆充滿「智慧」卻無用武之地的燈泡失去興趣。智慧照明於智慧家庭的發(fā)展,更需要的是如何從各方面去建構(gòu)一套完整的系統(tǒng),如整合窗簾、空調(diào)、影音設(shè)備等,而非各自為政。
此外,業(yè)界也分析,消費(fèi)者對於智慧照明產(chǎn)品的接受度仍偏低,也因受限於非統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),消費(fèi)者無法直接將買來的智慧照明產(chǎn)品「直接」安裝使用,或是整合不同品牌的產(chǎn)品,這易降低消費(fèi)者的使用意願。且相比傳統(tǒng)LED燈具,智慧照明產(chǎn)品價格不斐,同樣易使消費(fèi)者怯步。若要讓智慧照明走進(jìn)家家戶戶中,在應(yīng)用成本以及便捷的使用平臺等因素,將會是其必須重視的問題。
而目前從通訊協(xié)定、控制平臺等都還未統(tǒng)一,光是通訊協(xié)定就有KNX、BACnet、DALI、ZigBee等不同種類,如何建立共同標(biāo)準(zhǔn),也是當(dāng)今智慧照明的重大挑戰(zhàn)。尤其智慧照明並非單一業(yè)者可自行成事,而是結(jié)合包括LED照明業(yè)者、系統(tǒng)商、軟體服務(wù)商、家居設(shè)備、資通訊企業(yè)甚至政府不同部門等,因此在跨界整合的路上並沒有想像中那麼容易,彼此間若缺乏共享機(jī)制,也有可能因此成為發(fā)展瓶頸之一。
不過彭筱嵐提出了不一樣的看法,從另一種角度來分析,她倒是認(rèn)為,現(xiàn)階段可不用拘泥於標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。進(jìn)一步解釋,由於智慧照明尚在起步階段,若在此時就先採取生硬的規(guī)範(fàn)和標(biāo)準(zhǔn),反而會限制住軟硬體的發(fā)展。更何況,未來技術(shù)不斷演進(jìn),任何一項(xiàng)新技術(shù)的誕生,也可能會接連影響標(biāo)準(zhǔn)的變動。

圖五 : 在智慧家庭照明方面,飛利浦的智慧燈泡Hue是較具有代表性的產(chǎn)品。(Source:Chicago Dwellers) |
|
**刊頭圖(Source:Telensa)