对LED路灯在发展过程中利弊的研判[1]

　　当前，随着LED照明技术的不断发展，主要是以其功率的增加，效率的提高，成本的下降，越来越多的被各类照明工程所采用。LED不但在装饰性照明领域，在功能性照明领域也已占有一席之地。如信号灯、汽车尾灯、防水防爆型电筒，包括一部分室内照明及道路照明。LED作为一种固体照明光源，以其长寿命、高光效、多光色及一次配光定向照射功能，可在安全低电压下工作，也可连续开关闪断，能轻松实现0~100%调光功能等诸多优势，成为新一代光源的发展趋势。

　　近一段时期以来，在节能减排的口号的感召下，各地纷纷上马LED道路照明项目。但是，在这一功能性要求较高的领域里，LED却遇很大的阻力，显然LED路灯在目前的发展中暴露出它的一些不足。我们不难看到各地LED道路照明项目大多独立实施，良莠不齐，存在着反复试验，反复浪费的状况。如能在行业内实现信息共享，并出台一些切实可行的暂行标准，必将对LED路灯的健康、快速发展起到推动作用。以下，笔者以一个LED路灯的实际项目为例，结合LED本身特点，对LED路灯在发展过程的利弊作一研判，望能起到抛砖引玉的作用。

　　LED的基本优势分析

　　作为新兴光源，LED正处于飞速发展的阶段，目前大功率白光LED的光效已有100lm/W；而且通过对其发光机理的研究，可以推算出LED的辐射光效可达350lm/W，还具有很大的发展空间。LED的特点之一是定向发光，在实际应用中尽可能使灯具中的LED分别把光线直接射向被照面的各个区域，配合灯具反射器的辅助配光，得到符合各种需求的精确光分布，因此LED路灯灯具配光设计精准到位是其能否替代传统路灯的关键。

　　LED无明显的失效机理，理论寿命可达10万小时。在泛光照明应用中，通常约定LED输出光通量衰减到初始值的70%时即为寿命终点，照此现有LED寿命也有5万小时。可大幅减少维护工作，节约运行成本。

　　作为半导体光源，LED响应迅速，能在连续开关闪断状态工作，轻松实现0~100%调光，可与控制系统整合，按需要调整光输出。

　　案例分析
　　1、08年6月中旬，在上海某一长3.1KM的道路两侧机非隔离带安装了313盏LED路灯。
　　光源功率：
　　主干道：27*5W=135W，
　　非机动车道：16*5W=80W，
　　灯具配光：采用三次配光设计：1、LED芯片输出光方向性强，有良好的一次配光设计；2、每个LED的安装位置及投光方向单独设置，在此款灯具里是随反射器的曲面而分布的；3、利用反射器作为最终的辅助手段。

　　灯杆：
　　杆高：10m；（光源对路面距离）
    挑臂：1m;（双挑）
    杆距：28m；（对称排列）
　　路幅：32m;
　　4个月后实测数据：
　　平均照度:18lux
　　均匀度:0.4
　　车道均匀度：0.35
　　实际效果见图片。

　　对比传统钠灯及金属卤化物灯路灯，LED除节约可观电能外还有如下明显优势。

　　1、虽然传统光源有更高的光效：钠灯110lm/W，金卤灯80lm/W。但这类光源应用在道路灯具中时，只有40%的光是直接照射到路面，其它光是通过灯具反射器再投射出灯具。而此类灯具的反射器效率仅为50%~60%，灯具效率一般仅有70%。反射器设计难度大，无法真正满足配光需求，普遍存在在直接照射方向照度过大，而在两灯光线交叉处照度过小的问题。

　　反观LED路灯，3次配光设计使大部分光是直接投射到路面，灯具整体光效达50lm/W。

　　2、LED光源输出白光显色性达65，色温适中：5000K~6000K,相比钠灯，光色更为自然。按“中间视觉”理论，白光LED具有较高的中间视觉等效光效，即在中间视觉条件下的亮度提高约40%，而此时“黄光”高压钠灯的等效光效要降低约30%。虽然中间视觉理论依据人眼感官，现在还处于争议中并无确切的标准，但LED的高显色性无疑有助于司机及行人识别目标，在同样的路面亮度下提供更好的通行条件。

　　3、钠灯与金卤灯均为高压气体放电灯，因故熄灭后热启动时间长达5～8分钟；LED灯具则可工作在连续开关闪断的状态下。

　　4、LED灯具可实现0~100%连续调光，可根据环境光照及交通状况灵活调整光输出，在保证照明质量的同时降低不必要的功耗。采用传统钠灯及金卤灯的路灯，一般只能实现小范围的调光控制，应用中不可避免的受到其最低工作电压要求的局限性。

　　5、LED灯具寿命长，在良好的散热条件下可达50,000小时，光衰小，有效降低维护工作，减少运行成本。

　　但在实际运行中，我们发现LED路灯的应用在现阶段仍然存在一些制约因素，正是这些原因在一定程度上阻碍了LED在道路照明方面的发展。

　　1、 配光设计问题：LED路灯的配光设计，是LED路灯的难点之一。路灯的配光有其特点，首先为平衡良好的均匀度和经济性，灯具的配光应较宽，灯杆的间距应尽可能的宽，而不只是打亮灯具下方的区域，同时又必须严格控制炫光，和考虑环境系数。

　　2、LED光输出方向性好，在提供更高配光效率可能的同时也对灯具配光部件的设计及制造提出了更高要求，为获得合理的配光，我们可以采用多种光学手段进行设计，透镜，反射碗，棱镜等，但是光学设计难度相当大。