LED道路照明与传统道路[1]

　　引言

　　路灯是城市照明的重要组成，传统的路灯常采 用高压钠灯，而高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费。因此，开发高效、节能、寿命长、 显色指数高、环保的新型路灯对城市照明节能具有 十分重要的意义。近年来LED 路灯在国内发展迅 速，市场规模不断扩大，但前期投资成本要比传统路 灯高出很多，本文提出了以BOT 投资方式来建设 LED 路灯照明。

　　1 LED 路灯的特点

　　大功率LED 路灯的光源采用低压直流供电、由 GaN 基功率型蓝光LED 与黄色荧光粉合成的高效 白光二极管，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响 应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于城 市道路照明。

　　2 LED 路灯的优点

　　(1)LED 路灯本身的特性———光的单向性，没 有光的漫射，保证光照效率;

　　(2)LED 路灯有独特的二次光学设计，将LED 路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高了光 照效率，以达到节能目的;

　　(3)LED 的光源效率目前已达90～110 lm/W， 而且还有很大的发展空间，理论值达250 lm/W。而 高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因 此，总体光效LED 路灯比高压钠灯强;

　　(4)LED 路灯的光显色性比高压钠灯高许多， 高压钠灯显色指数只有23 左右，而LED 路灯显色 指数达到75 以上，从视觉心理角度考虑，达到同等 亮度，LED 路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低 20%以上(参照英国道路照明标准);

　　(5)LED 路灯的光衰小，一年的光衰不到7%， 使用10 年仍达到道路使用照度要求，而高压钠灯光 衰大，一年左右就下降30%以上，因此LED 路灯在 使用功率的设计上可以比高压钠灯低;

　　(6)LED 路灯有自动控制节能装置，能实现在 满足不同时段照明要求情况下最大可能地降低功 率，节省电能;

　　(7)LED 是低压器件，驱动单颗LED 的电压为 安全电压，系列产品单颗LED 的功率都为1W，所以 它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用 于公共场所(如路灯照明、厂矿照明、汽车照明、民用 照明等);

　　(8)每个单元LED 小片体积小，所以可以制备 成各种形状的器件，并且适合于易变的环境;

　　(9)寿命长：能使用5 万小时以上;

　　(10)光效高：采用≥100 lm 以上的芯片，相对 于传统高压钠灯能节能75%以上;

　　(11)安装简便：直接将路灯灯头安装于灯杆或 者将光源嵌套原有灯壳;

　　(12)质量可靠：电路电源全部采用高质量元器 件，每颗LED 都有单独的过流保护，无需担心损坏。 综合上述原理，大功率LED 路灯的节能效果显 著，代替高压钠灯可节电60%以上。相对于传统路 灯，LED 路灯维护成本极低，经过比较，不到6 年即 可收回全部投入成本。

　　3 LED 路灯的缺点

　　(1)单个LED 功率低。为了获得大功率，需要 多个同时使用;

　　(2)光斑。由于白光LED 本身制造工艺上的缺 陷以及与反射杯或透镜的配合误差，容易造成“黄 圈”问题;

　　(3)散热。路灯都是用大功率的LED，大功率的 LED 是需要设置合适的散热装置来保证LED 的正 常使用，其成本的80%是用在散热器上。现在市场 销售的LED 路灯最大的是250W，价格很高;

　　(4)电源寿命得不到保证。

　　4 技术指标

　　目前，LED 照明技术日趋成熟，大功率LED 光 源功效已经达到100 lm/W 以上，这使得城市路灯 照明节能改造成为可能。LED 路灯，特别是大功率 LED 路灯，正以迅猛的速度冲击传统的路灯市 场。

　　(1)LED 发光效率≥80 lm/W 。LED 路灯使 用的LED 光源发光效率不能低于此值;

　　(2)透镜透过率≥93%，耐温- 38～+90℃。 主要用于LED 路灯的透镜，光斑为矩形，材料是 PMMA 光学材料，也可以是硼砂玻璃，可以保证透 镜的使用寿命;

　　(3)路面照度均匀度比平均照度≥0.4。光斑比值 1：2 ;

　　(4)符合道路照度要求。实际1/2 中心光斑达 到25LUX，1/4 中心光强达到15LUX，16 米远的最 低光强4LUX，重叠光强约6LUX;

　　(5)输入电压：AC90V～280V/50Hz;

　　(6)功率消耗：实际功率消耗与整灯功率消耗比≥80%;

　　(7)功率因素≥0.9;

　　(8)适应湿度≤95%;

　　(9)灯具外表温度≤60℃。 尽管LED 路灯的发展速度迅猛，但LED 路灯的 标准却相对滞后，各地区对LED 路灯的标准在指标 上不尽相同。

　　5 LED 路灯与传统路灯使用之比较

　　如某城市城区道路需建设2km 的道路照明，路 灯高度为10m，路灯间隔为40m，两侧对称布置、所 需102 盏路灯。有两种方案可供选择，方案一是采用 高压钠灯作为光源，方案二是采用LED 路灯作为光 源。以250W 钠灯为标准，比较其成本。