遇見科學

交通號誌、路燈是我們每天出門時都會用得到的交通器材，台灣雖然整體面積不大，但每條十字路口加起來的交通號誌卻不少，一整年累積下來的用電量更相當可觀。隨著環保意識抬頭，台灣也日益重視節能減碳。為此，經濟部近年積極汰換LED交通號誌，希望能打造「低碳國度」，為環保之路邁進一步。

經濟部能源局表示，目前已經在全國各地完成近70萬盞交通號誌的更換，改用LED照明來代替我們過去常見的傳統白熾燈泡，節電率不只高達85%，每年省下的用電量更可達2.47億度。

透過交通號誌的「新陳代謝」，也讓台灣躍升為僅次於新加坡的第二個全部改用LED號誌燈國家，而除了替換LED交通號誌外，經濟部能源局也計畫增加LED路燈經費編列，希望能在今年循序漸進更換各縣市的水銀路燈，改由LED路燈來替代，讓台灣可以朝著節能減碳目標持續「向前走」。

事實上，不只政府當局想方設法要汰換耗電量高的傳統交通號誌，大專校院也有團隊積極研發更環保節能的新型號誌，希望能藉由「取之於自然」模式，降低能源耗費。像是高雄第一科技大學就有師生團隊運用創意「催生」借助太陽能來發電的「太陽能供電LED交通號誌」，讓節能科技可以廣泛應用在日常生活中。

高雄第一科技大學電腦與通訊工程系主任徐偉智表示，台灣地形多元，除了有廣闊平原外，也有大大小小的丘陵與高山，要在這些高低起伏不盡相同的坡地與山區建置交通號誌並完成配電工作，並不是件容易的事。也因如此，讓團隊從中激發出靈感，想到為何不直接用太陽能來為號誌提供電力，不但可省去繁瑣配電工作，還能讓電力生生不息。

為此，徐偉智以「師徒攜手」方式帶領學生組成團隊，花了半年時間投入太陽能供電LED交通號誌研發，並改善坊間LED號誌容易出現的缺點，以CMOS IC（互補式金屬氧化層半導體）來代替MCU（單晶片控制器），藉此降低LED控制器故障率，讓效能更提升。

徐偉智解釋，LED交通號誌雖然較傳統號誌省電，但有時卻容易出現燈光閃爍不穩或是不亮等故障問題，原因就在於目前坊間所使用的LED控制器大多採用單晶片控制器（MCU）來設計，當外在環境氣溫過高或是下大雨時，電路就容易因過熱或潮溼而出現「秀逗」狀況，以至於無法正常運作，讓LED號誌形同虛設。

在深入了解問題出在哪裡後，團隊決定突破過往傳統，改用CMOS IC來設計電路，並使用二極體進行電路保護，讓電壓正負接反時不會導致控制器毀損，透過簡化控制器的創新方式，不但可降低控制器本身耗電量，還能省下近三分之二的成本，讓效能更上一層樓。