摘要：近年來，國內(nèi)LED照明應(yīng)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(yīng)用于道路照明中，本文對(duì)大功率LED路燈的特點(diǎn)與應(yīng)用談?wù)剮�點(diǎn)看法。

　　關(guān)鍵詞：職稱論文發(fā)表,LED特點(diǎn),實(shí)際照度,前景

　　1、前言

　　2009年11月15日國務(wù)院決定，到2020年我國單位國內(nèi)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(biāo)列入《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》。在這個(gè)大背景下，節(jié)能減排，發(fā)展城市綠色照明已成為社會(huì)各界和廣大市民的普遍共識(shí)。各地為了完成節(jié)能減排的任務(wù)，往往首先考慮到降低城市照明設(shè)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(shì)。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(duì)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(xué)界還是路燈管理養(yǎng)護(hù)單位都持保留意見。

　　2、LED路燈的特點(diǎn)

　　① LED路燈發(fā)出的光具有單向性，沒有光的漫射，通過對(duì)LED路燈進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)，將LED路燈的光照射到所需照明的區(qū)域，進(jìn)一步提高光照效率，以達(dá)到節(jié)能目的。

　　② 目前先進(jìn)LED大功率光源效率可高達(dá)100lm/W左右，而且還有很大的發(fā)展空間，理論值達(dá)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(qiáng)。

　　③ 高壓鈉燈1000小時(shí)平均光衰5%左右，LED路燈的光衰相對(duì)高壓鈉燈更小，1000小時(shí)的光衰大約3%。因此，LED路燈在使用功率的設(shè)計(jì)上可以比高壓鈉燈低。

　　④ LED路燈有自動(dòng)控制節(jié)能裝置,能實(shí)現(xiàn)在滿足不同時(shí)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(shí)現(xiàn)電腦調(diào)光，分時(shí)間段控制，光線控制，溫度控制，遠(yuǎn)程控制，自動(dòng)巡檢等人性化功能。

　　⑤ LED是低壓器件，驅(qū)動(dòng)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(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所(例如：路燈照明、廠礦照明、汽車照明、民用照明等)。

　　⑥ 每個(gè)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(shí)以上。

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

　　3、LED路燈實(shí)測(cè)照度

　　2012年我們?cè)谑袇^(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(duì)LED路燈的照度進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。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(shí)測(cè)結(jié)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(shí)測(cè)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(dāng)，滿足道路照度要求。但同時(shí)在LED路燈的運(yùn)行中我們也發(fā)現(xiàn)了許多問題。

　　4、LED路燈在實(shí)際應(yīng)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(shí)際使用過程中我們發(fā)現(xiàn)LED路燈的很多特點(diǎn)并沒有標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)的需要。但在實(shí)測(cè)過程中，尤其是對(duì)行駛中的車輛，按照道路設(shè)計(jì)時(shí)速行駛時(shí)，駕駛員難以辨識(shí)出前方60-100米處的障礙物，LED路燈難以達(dá)到測(cè)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(yīng)。尤其對(duì)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(shí)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(duì)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(jí)別上LED燈并沒有節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

　　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(huì)造成一條道路上出現(xiàn)色溫交錯(cuò)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(shí)間內(nèi)更新了幾代LED產(chǎn)品。雖然很多LED產(chǎn)品標(biāo)稱使用壽命長達(dá)10年，但對(duì)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(huì)因換代而停產(chǎn)，對(duì)于后期養(yǎng)護(hù)單位在養(yǎng)護(hù)過程中無法保證在路燈運(yùn)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(shù)含量較低。LED燈具技術(shù)含量較高，損壞后一般的電工無法當(dāng)場(chǎng)維修，且燈具內(nèi)部集成化程度高，需要將整個(gè)燈具更換掉，維修難度比較大。

　　⑦ LED路燈的很多特性如響應(yīng)時(shí)間短，顏色豐富，無法應(yīng)用到城市道路照明中。首先城市照明設(shè)施運(yùn)行時(shí)間較長，一般需要8-10個(gè)小時(shí)，因此并不需要迅速的響應(yīng)時(shí)間;其次城市照明設(shè)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(huì)使駕駛員產(chǎn)生視覺疲勞。目前LED路燈價(jià)格遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)路燈產(chǎn)品。由于LED路燈燈具售價(jià)較高，建設(shè)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(biāo)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(jìn)行市場(chǎng)化運(yùn)作，但是大功率LED路燈并沒有節(jié)能優(yōu)勢(shì)，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(hù)、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(shè)計(jì)時(shí)速較低的小街小巷中使用功率相對(duì)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(shí)速低于30KM/h的車輛為主，對(duì)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(shì)，所以我們初步以合同能源化管理的方式對(duì)小街小巷路燈改造進(jìn)行測(cè)算。

　　我們對(duì)溫州市主城區(qū)149條小街小巷進(jìn)行測(cè)算，這149條道路中照明燈具分為4個(gè)規(guī)格，分別為45W、70W、110W、150W路燈產(chǎn)品。燈具數(shù)量共計(jì)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(gè))總功率(W)年照明時(shí)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(jié)果改造前合計(jì)年用電量(度)改造后合計(jì)年用電量(度)年合計(jì)節(jié)電量(度)峰谷平均電價(jià)(元/度)年節(jié)省電費(fèi)(元)折合年節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤(噸)折合年減排二氧化碳(噸)

　　14233256930587302670.93679148295728

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

　　如上表計(jì)算所得，按照日工作10小時(shí)，年工作365天進(jìn)行測(cè)算，預(yù)計(jì)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(jià)0.93元/度計(jì)算，折合年可節(jié)省照明電費(fèi)約679148元。同時(shí)可以產(chǎn)生的社會(huì)效益包括節(jié)煤295噸/年，減排二氧化碳728噸/年。

　　6、總結(jié)：

　　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(shè)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(dāng)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(jí)偏低，照明要求相對(duì)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(shè)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(shè)，公園游步道的路燈建設(shè)等方面采用優(yōu)質(zhì)的LED路燈產(chǎn)品，為LED路燈的發(fā)展和應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低能耗的目標(biāo)。