摘要：近年來，國內LED照明應用發(fā)展迅速，很多廠家相繼推出了大功率LED路燈，并作為節(jié)能產(chǎn)品越來越多的應用于道路照明中，本文對大功率LED路燈的特點與應用談談幾點看法。

　　關鍵詞：職稱論文發(fā)表,LED特點,實際照度,前景

　　1、前言

　　2009年11月15日國務院決定，到2020年我國單位國內生產(chǎn)總值(gdp)二氧化碳的排放量比2005年下降40%-45%作為約束性指標列入《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》。在這個大背景下，節(jié)能減排，發(fā)展城市綠色照明已成為社會各界和廣大市民的普遍共識。各地為了完成節(jié)能減排的任務，往往首先考慮到降低城市照明設施的能耗。因此推廣節(jié)能綠色照明產(chǎn)品已成為城市照明發(fā)展的新趨勢。尤其最近幾年LED照明產(chǎn)品發(fā)展迅速，LED照明產(chǎn)品的照度值和節(jié)能性的理論數(shù)據(jù)非常突出，各地政府開始大力推廣使用LED照明產(chǎn)品。但是對于LED照明產(chǎn)品是否能夠在城市照明中大量普及的問題上，無論是學界還是路燈管理養(yǎng)護單位都持保留意見。

　　2、LED路燈的特點

　　① LED路燈發(fā)出的光具有單向性，沒有光的漫射，通過對LED路燈進行二次光學設計，將LED路燈的光照射到所需照明的區(qū)域，進一步提高光照效率，以達到節(jié)能目的。

　　② 目前先進LED大功率光源效率可高達100lm/W左右，而且還有很大的發(fā)展空間，理論值達250lm/W。而高壓鈉燈的發(fā)光效率是隨功率增加才有所增加，因此，理論上光效LED路燈比高壓鈉燈強。

　　③ 高壓鈉燈1000小時平均光衰5%左右，LED路燈的光衰相對高壓鈉燈更小，1000小時的光衰大約3%。因此，LED路燈在使用功率的設計上可以比高壓鈉燈低。

　　④ LED路燈有自動控制節(jié)能裝置,能實現(xiàn)在滿足不同時段照明要求情況下最大可能的降低功率，節(jié)省電能。智能LED路燈可實現(xiàn)電腦調光，分時間段控制，光線控制，溫度控制，遠程控制，自動巡檢等人性化功能。

　　⑤ LED是低壓器件，驅動單顆LED的電壓為安全電壓，系列產(chǎn)品單顆LED功率都為1瓦，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所(例如：路燈照明、廠礦照明、汽車照明、民用照明等)。

　　⑥ 每個單元LED小片只有很小體積，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。

　　⑦ LED光源理論壽命較長，能使用5萬小時以上。

　　⑧ 采用≥100LM以上芯片的LED路燈，相對于傳統(tǒng)高壓鈉燈能理論上節(jié)能40%左右。

　　3、LED路燈實測照度

　　2012年我們在市區(qū)府東路、上江路、雁蕩西路、豐源路等幾條道路路燈改造中嘗試采用LED路燈產(chǎn)品，并對LED路燈的照度進行了現(xiàn)場實測。其中府東路采用182W LED路燈代替原有的400W高壓鈉燈;上江路采用2*80W LED路燈代替原有250W+150W高壓鈉燈。府東路與上江路LED路燈照度實測結果見下表。

　　府東路

　　4m4m4m4m

　　3.5m16.5222935

　　3.5m21.5263337

　　3.5m26.530.535.340.5

　　平均照度29.4LX均勻度0.56

　　上江路

　　4m4m4m4m

　　4m16107.55

　　4m2818106.5

　　4m37.524117

　　平均照度15.1LX均勻度0.35

　　實測數(shù)據(jù)顯示LED路燈的照度與改造前高壓鈉燈的照度水平相當，滿足道路照度要求。但同時在LED路燈的運行中我們也發(fā)現(xiàn)了許多問題。

　　4、LED路燈在實際應用中存在的問題

　　LED路燈的理論數(shù)據(jù)比較突出，然而在實際使用過程中我們發(fā)現(xiàn)LED路燈的很多特點并沒有標稱的那么明顯。

　　① 雖然LED路燈的理論數(shù)據(jù)已經(jīng)滿足照明標準的需要。但在實測過程中，尤其是對行駛中的車輛，按照道路設計時速行駛時，駕駛員難以辨識出前方60-100米處的障礙物，LED路燈難以達到測試要求。

　　② LED路燈的色溫過高，LED光源照射下的物體顏色明顯失真。LED燈光經(jīng)水泥路面反射后過于蒼白耀眼，讓人難以適應。尤其對駕駛員，容易產(chǎn)生不適感，無法和現(xiàn)有的暖黃光源相比。

　　③ 不同功率的LED路燈實際節(jié)能效果相差比較大。低功率的LED燈具有比較好的節(jié)能效果。節(jié)能能效果最好的LED燈集中在5W-10W，而與250W高壓鈉燈同等照明效果的LED路燈的能耗水平是與250W鈉燈相同的。與400W高壓鈉燈同等照明效果的LED路燈能耗要高于400W高壓鈉燈。對于城市道路照明來說，250W和400W高壓鈉燈是普遍使用的光源，在這一級別上LED燈并沒有節(jié)能優(yōu)勢。

　　④ LED路燈的色溫不穩(wěn)定，即使同一批次的LED光源產(chǎn)品的色溫也存在一定偏差。這就會造成一條道路上出現(xiàn)色溫交錯的現(xiàn)象，容易使駕駛員造成視覺疲勞。

　　⑤ LED路燈更新速度比較快，有些LED產(chǎn)品在短短幾年時間內更新了幾代LED產(chǎn)品。雖然很多LED產(chǎn)品標稱使用壽命長達10年，但對于更新速度這么快的LED產(chǎn)品，很多產(chǎn)品2-3年可能就會因換代而停產(chǎn)，對于后期養(yǎng)護單位在養(yǎng)護過程中無法保證在路燈運行數(shù)年后任然能采購到相同的燈具，增加了維養(yǎng)成本。

　　⑥ LED燈具集成化程度較高，不同于傳統(tǒng)的鈉燈，各電器元件如燈泡、整流器等損壞后可直接更換，且技術含量較低。LED燈具技術含量較高，損壞后一般的電工無法當場維修，且燈具內部集成化程度高，需要將整個燈具更換掉，維修難度比較大。

　　⑦ LED路燈的很多特性如響應時間短，顏色豐富，無法應用到城市道路照明中。首先城市照明設施運行時間較長，一般需要8-10個小時，因此并不需要迅速的響應時間;其次城市照明設施需要穩(wěn)定的色溫，大概在3200K左右，并不需要顏色變化，而且變化的顏色會使駕駛員產(chǎn)生視覺疲勞。目前LED路燈價格遠高于傳統(tǒng)路燈產(chǎn)品。由于LED路燈燈具售價較高，建設初期的成本相較傳統(tǒng)路燈光源要高出很多。此外雖然LED路燈標稱壽命比較高，但由于LED路燈是高度集成的電氣化產(chǎn)品，維修成本比較高，雖然目前很多地方政府在嘗試采用合同能源化管理進行市場化運作，但是大功率LED路燈并沒有節(jié)能優(yōu)勢，合同能源化管理往往有始無終。

　　5、LED路燈在路燈節(jié)能改造中的前景

　　大功率LED路燈在成本、維護、能耗、色溫等方面任然無法全面替代高壓鈉燈，因此我們嘗試在一些路幅較窄、照明要求不高、設計時速較低的小街小巷中使用功率相對較低的LED路燈以替代原有的高壓鈉燈。小街小巷主要以行人和時速低于30KM/h的車輛為主，對于照明要求不如主、次干道那么高，可以采用功率較低的LED路燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源，功率較低的LED路燈在節(jié)能上具有一定的優(yōu)勢，所以我們初步以合同能源化管理的方式對小街小巷路燈改造進行測算。

　　我們對溫州市主城區(qū)149條小街小巷進行測算，這149條道路中照明燈具分為4個規(guī)格，分別為45W、70W、110W、150W路燈產(chǎn)品。燈具數(shù)量共計2867盞，其中45W路燈559盞，70W路燈503盞，110W路燈132盞， 150W路燈1673盞。

　　光源規(guī)格光源功率(W)電源效率系統(tǒng)功率(W)數(shù)量(個)總功率(W)年照明時長(h)年耗電量 (度)

　　改造前45W節(jié)能燈4514555925155365091816

　　70W高壓鈉燈700.8385503427553650156056

　　110W高壓鈉燈1100.8313313217556365064079

　　150W高壓鈉燈1500.83182167330448636501111374

　　改造后20W LED玉米燈180.92055911180365040807

　　30W LED玉米燈300.93350316599365060586

　　60W LED路燈560.9621328184365029872

　　90W LED路燈840.99216731539163650561793

　　改造結果改造前合計年用電量(度)改造后合計年用電量(度)年合計節(jié)電量(度)峰谷平均電價(元/度)年節(jié)省電費(元)折合年節(jié)省標準煤(噸)折合年減排二氧化碳(噸)

　　14233256930587302670.93679148295728

　　現(xiàn)使用20W LED光源對45W傳統(tǒng)節(jié)能燈進行替換， 30W LED路燈光源對70W傳統(tǒng)路燈光源進行替換，60W LED路燈對110W傳統(tǒng)路燈進行替換，90W LED路燈對150W傳統(tǒng)路燈進行替換，詳細數(shù)據(jù)如上表所示。

　　如上表計算所得，按照日工作10小時，年工作365天進行測算，預計改造后年可節(jié)省道路照明耗電730267度，照明改造節(jié)能率約為47.7%，按照峰谷平均電價0.93元/度計算，折合年可節(jié)省照明電費約679148元。同時可以產(chǎn)生的社會效益包括節(jié)煤295噸/年，減排二氧化碳728噸/年。

　　6、總結：

　　總體來說雖然LED路燈擁有廣闊的發(fā)展前景，也符合我國節(jié)能減排的總體方針。但是就目前情況LED路燈還無法完全取代傳統(tǒng)路燈。畢竟路燈設施首要滿足的是道路照明的需求，其最終目的是為了保障車輛和行人的出行安全。當然部分照明效果好、功率較低的LED路燈已經(jīng)能滿足使用要求。在一些照度等級偏低，照明要求相對不高的地方，我們可以率先嘗試使用這類節(jié)能效果比較好的LED路燈產(chǎn)品。路燈建設和管理單位可以在小街小巷的路燈改造，商業(yè)步行街的路燈建設，公園游步道的路燈建設等方面采用優(yōu)質的LED路燈產(chǎn)品，為LED路燈的發(fā)展和應用積累經(jīng)驗，同時實現(xiàn)節(jié)能減排，降低能耗的目標。