【特约】浅谈LED路灯在城市道路照明中的应用

　　0 前言

　　城市道路照明是夜间人行和车行交通的安全保障，随着城市快速发展，虽然道路照明的要求越来越高，但并不是照明越亮越好，提出适合城市道路照明节能方案与技术还有很多工作要做。目前，我市区拥有路灯近2万基，光源大多以高压钠灯为主。该光源整体光效较低，在一定程度上造成电能的浪费。在保证道路照明水平的前提下，提高资源利用效率，以尽可能少的资源消耗是很有必要的。

　　随着半导体材料应用技术的高速发展，半导体照明备受关注并且逐步推广。以LED为光源的道路照明，逐渐引起了各城市道路照明管理部门的重视。

　　1 从LED路灯优缺点进行下对比

　　1.1 优点

　　(1)LED的定向发射光，无光漫反射，光效高达110～130lm/w，保证光照效率节约能源。

　　(2)寿命长，平均寿命5万小时，维护成本低。

　　(3)显色性佳，能很好的还原物体的实际色彩 。

　　(4)不含汞、钠等有害元素，无污染，绿色环保。

　　(5)不需高压，比使用市电电压的传统路灯更安全。

　　(6)可实现连续调光，配合数字控制，分时间段控制，光线控制更省电。

　　(7)不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰低，一年的光衰不到3%。

　　(8)LED 路灯的电源效率可达95%，高压钠灯电源效率仅为85%。

　　1.2 缺点

　　(1)灯具驱动电源寿命低。

　　(2)路面照明均匀性差，斑马线现象严重。

　　(3)散热难解决，发热太厉害，光衰严重，寿命不可靠。

　　(4)色温太高，高眩光，穿透性弱，在常年多雾地区不适用。

　　1.3 结论

　　由于大功率LED 灯具散热、驱动电源寿命制约，建议LED 路灯在我市只适用于灯杆在16m以下的次干道，主干路仍然宜采用低色温的高压钠灯。根据业内专家计算，结合道路照明状况及国家照明标准，LED 灯代替高压钠灯方案如下：(1)84W 的LED 灯可代替150W 的高压钠灯;(2)140W 的LED 灯可代替250W 的高压钠灯;(3)224W 的LED 灯可代替400W 的高压钠灯。

　　2 从经济角度看

　　现就以我市某路为例，140W的LED路灯和250W 路灯高压钠灯传统路灯的购置、安装维护、耗能成本进行比较分析。

　　2.1 灯具购置成本

　　传统的250W高压钠灯路灯的市场采购价为1 000 元左右，而140W 的LED路灯的采购价为2 400左右。

　　2.2 电缆敷设成本

　　道路全长1.75 km 的道路安装路灯，路灯间35m/基。路灯单侧布置计算，道路共安装路灯50基。

　　(1)传统路灯用250 W 高压钠灯(镇流器等电器损耗功率约为10%，自带电容补偿功率因数为0.85)，供电电源设置在中间，那么此传统路灯回路的工作电流I=50×250×(1+10%)/1.732×380×0.85=24.6A，(同时要满足线路的电压降小于10%)。它需要敷设的电缆为VV-5×16 mm²的铜芯电缆，此电缆单价为65 元/m，则其电缆成本为65 元/m×1 750m=113 750 元。

　　(2)LED 路灯回路的工作电流 I=50×140/1.732×380×0.85=12.5A，它需敷设的电缆为 VV-5×6 mm²的铜芯电缆，此电缆单价为 25 元/m，则其电缆成本为25 元/m×1 750 m=43 750 元。

　　电缆成本对比：高压钠灯113 750 元÷50=2 275元/基。

　　LED 路灯43 750 元÷50=875 元/基。

　　2.3 运行耗电成本

　　以全年平均每天亮灯10h，市政公共用电电费单价为1.2元/度计算。

　　耗电量对比：高压钠灯250 W×(1+10%)×10 h/天×365 天=1 003.75 度。

　　电费为：1 003.75 度×1.2 元/度=1 204.5 元/年。

　　LED 路灯120 W×10 h/天×365 天=438 度。

　　电费为：438 度×1.2 元/度=525.6 元/年。

　　2.4维护保养成本

　　(1)高压钠灯光源由于电网实际工作电压相对于标准电压存在很大的波动使光源，实际使用寿命不到6 000 h(大约1.5 年)，镇流器的平均使用寿命大约3 年。

　　(2)LED 的路灯寿命长、功率低，LED 可连续使用50 000 h，使用寿命长达10 年以上，不需要更换光源。电器配件平均使用寿命3 年，以3 年时间为周期计算。

　　1)维护保养费用对比

　　高压钠灯：[40 元(灯管)×2 支+50 元/套(电器)]/3 年=43.3 元/年;

　　LED 路灯：60 元/套(电器)/3 年=20 元/年。

　　2)合计费用(每基)对比高压钠灯：1 000+2 275+1 204.5+43.3=4 522.8元;

　　LED 路灯：2 400+875+525.6+20=3 820.6 元。

　　2.5 结论

　　从以上对比可以看出，LED 路灯替代传统路灯在灯具采购成本中多支出了1 400 元，但安装时电缆节省的成本就有1 400 元。因此，采用LED 路灯每年运行节省的运行费用就是收益。安装的道路越长节省的费用越多，而且LED 路灯安装所需的费用也远低于安装传统路灯的费用。

　　3 对于已建照明道路传统灯具的改造方案

　　EMC 英文全称为 Energy Management Contrac-ting，即合同能源管理，是用节省的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。EMC 的优势：一是政府不用资金投入即可完成传统灯具更换为LED 灯节能技术改造，所谓“零投入”;二是 EMC承担技术风险和经济风险，灯具改造支付给 EMC 的款项全部来自能源节约所带来的项目效益，政府“零风险”;三是合同结束后，节能设备和后续全部节能效益还可以进行新的工程建设。

　　该能源管理模式目前在我市义县、北镇市等地区试运行，相信在未来三年内优势会突显出来。

　　4 结语

　　LED 照明技术是应对能源危机最节能环保的新光源，合同能源管理模式是节能减排最合适的市场运作机制。因此，对于老城区道路照明灯具进行LED路灯改造是可行的。

　　综合以上论述，对于我市的新旧道路，可以在次干道及支路上广泛推广LED 路灯照明。

编辑：Cedar