职称论文发表LED路灯的实际应用

　　摘要：近年来，国内LED照明应用发展迅速，很多厂家相继推出了大功率LED路灯，并作为节能产品越来越多的应用于道路照明中，本文对大功率LED路灯的特点与应用谈谈几点看法。

　　关键词：职称论文发表,LED特点,实际照度,前景

　　1、前言

　　2009年11月15日国务院决定，到2020年我国单位国内生产总值(gdp)二氧化碳的排放量比2005年下降40%-45%作为约束性指标列入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》。在这个大背景下，节能减排，发展城市绿色照明已成为社会各界和广大市民的普遍共识。各地为了完成节能减排的任务，往往首先考虑到降低城市照明设施的能耗。因此推广节能绿色照明产品已成为城市照明发展的新趋势。尤其最近几年LED照明产品发展迅速，LED照明产品的照度值和节能性的理论数据非常突出，各地政府开始大力推广使用LED照明产品。但是对于LED照明产品是否能够在城市照明中大量普及的问题上，无论是学界还是路灯管理养护单位都持保留意见。

　　2、LED路灯的特点

　　① LED路灯发出的光具有单向性，没有光的漫射，通过对LED路灯进行二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高光照效率，以达到节能目的。

　　② 目前先进LED大功率光源效率可高达100lm/W左右，而且还有很大的发展空间，理论值达250lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因此，理论上光效LED路灯比高压钠灯强。

　　③ 高压钠灯1000小时平均光衰5%左右，LED路灯的光衰相对高压钠灯更小，1000小时的光衰大约3%。因此，LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低。

　　④ 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的降低功率，节省电能。智能LED路灯可实现电脑调光，分时间段控制，光线控制，温度控制，远程控制，自动巡检等人性化功能。

　　⑤ 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功率都为1瓦，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(例如：路灯照明、厂矿照明、汽车照明、民用照明等)。

　　⑥ 每个单元LED小片只有很小体积，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。

　　⑦ LED光源理论寿命较长，能使用5万小时以上。

　　⑧ 采用≥100LM以上芯片的LED路灯，相对于传统高压钠灯能理论上节能40%左右。

　　3、LED路灯实测照度

　　2012年我们在市区府东路、上江路、雁荡西路、丰源路等几条道路路灯改造中尝试采用LED路灯产品，并对LED路灯的照度进行了现场实测。其中府东路采用182W LED路灯代替原有的400W高压钠灯;上江路采用2*80W LED路灯代替原有250W+150W高压钠灯。府东路与上江路LED路灯照度实测结果见下表。

　　府东路

　　4m4m4m4m

　　3.5m16.5222935

　　3.5m21.5263337

　　3.5m26.530.535.340.5

　　平均照度29.4LX均匀度0.56

　　上江路

　　4m4m4m4m

　　4m16107.55

　　4m2818106.5

　　4m37.524117

　　平均照度15.1LX均匀度0.35

　　实测数据显示LED路灯的照度与改造前高压钠灯的照度水平相当，满足道路照度要求。但同时在LED路灯的运行中我们也发现了许多问题。

　　4、LED路灯在实际应用中存在的问题

　　LED路灯的理论数据比较突出，然而在实际使用过程中我们发现LED路灯的很多特点并没有标称的那么明显。

　　① 虽然LED路灯的理论数据已经满足照明标准的需要。但在实测过程中，尤其是对行驶中的车辆，按照道路设计时速行驶时，驾驶员难以辨识出前方60-100米处的障碍物，LED路灯难以达到测试要求。

　　② LED路灯的色温过高，LED光源照射下的物体颜色明显失真。LED灯光经水泥路面反射后过于苍白耀眼，让人难以适应。尤其对驾驶员，容易产生不适感，无法和现有的暖黄光源相比。

　　③ 不同功率的LED路灯实际节能效果相差比较大。低功率的LED灯具有比较好的节能效果。节能能效果最好的LED灯集中在5W-10W，而与250W高压钠灯同等照明效果的LED路灯的能耗水平是与250W钠灯相同的。与400W高压钠灯同等照明效果的LED路灯能耗要高于400W高压钠灯。对于城市道路照明来说，250W和400W高压钠灯是普遍使用的光源，在这一级别上LED灯并没有节能优势。

　　④ LED路灯的色温不稳定，即使同一批次的LED光源产品的色温也存在一定偏差。这就会造成一条道路上出现色温交错的现象，容易使驾驶员造成视觉疲劳。

　　⑤ LED路灯更新速度比较快，有些LED产品在短短几年时间内更新了几代LED产品。虽然很多LED产品标称使用寿命长达10年，但对于更新速度这么快的LED产品，很多产品2-3年可能就会因换代而停产，对于后期养护单位在养护过程中无法保证在路灯运行数年后任然能采购到相同的灯具，增加了维养成本。

　　⑥ LED灯具集成化程度较高，不同于传统的钠灯，各电器元件如灯泡、整流器等损坏后可直接更换，且技术含量较低。LED灯具技术含量较高，损坏后一般的电工无法当场维修，且灯具内部集成化程度高，需要将整个灯具更换掉，维修难度比较大。

　　⑦ LED路灯的很多特性如响应时间短，颜色丰富，无法应用到城市道路照明中。首先城市照明设施运行时间较长，一般需要8-10个小时，因此并不需要迅速的响应时间;其次城市照明设施需要稳定的色温，大概在3200K左右，并不需要颜色变化，而且变化的颜色会使驾驶员产生视觉疲劳。目前LED路灯价格远高于传统路灯产品。由于LED路灯灯具售价较高，建设初期的成本相较传统路灯光源要高出很多。此外虽然LED路灯标称寿命比较高，但由于LED路灯是高度集成的电气化产品，维修成本比较高，虽然目前很多地方政府在尝试采用合同能源化管理进行市场化运作，但是大功率LED路灯并没有节能优势，合同能源化管理往往有始无终。

　　5、LED路灯在路灯节能改造中的前景

　　大功率LED路灯在成本、维护、能耗、色温等方面任然无法全面替代高压钠灯，因此我们尝试在一些路幅较窄、照明要求不高、设计时速较低的小街小巷中使用功率相对较低的LED路灯以替代原有的高压钠灯。小街小巷主要以行人和时速低于30KM/h的车辆为主，对于照明要求不如主、次干道那么高，可以采用功率较低的LED路灯代替传统光源，功率较低的LED路灯在节能上具有一定的优势，所以我们初步以合同能源化管理的方式对小街小巷路灯改造进行测算。

　　我们对温州市主城区149条小街小巷进行测算，这149条道路中照明灯具分为4个规格，分别为45W、70W、110W、150W路灯产品。灯具数量共计2867盏，其中45W路灯559盏，70W路灯503盏，110W路灯132盏， 150W路灯1673盏。

　　光源规格光源功率(W)电源效率系统功率(W)数量(个)总功率(W)年照明时长(h)年耗电量 (度)

　　改造前45W节能灯4514555925155365091816

　　70W高压钠灯700.8385503427553650156056

　　110W高压钠灯1100.8313313217556365064079

　　150W高压钠灯1500.83182167330448636501111374

　　改造后20W LED玉米灯180.92055911180365040807

　　30W LED玉米灯300.93350316599365060586

　　60W LED路灯560.9621328184365029872

　　90W LED路灯840.99216731539163650561793

　　改造结果改造前合计年用电量(度)改造后合计年用电量(度)年合计节电量(度)峰谷平均电价(元/度)年节省电费(元)折合年节省标准煤(吨)折合年减排二氧化碳(吨)

　　14233256930587302670.93679148295728

　　现使用20W LED光源对45W传统节能灯进行替换， 30W LED路灯光源对70W传统路灯光源进行替换，60W LED路灯对110W传统路灯进行替换，90W LED路灯对150W传统路灯进行替换，详细数据如上表所示。

　　如上表计算所得，按照日工作10小时，年工作365天进行测算，预计改造后年可节省道路照明耗电730267度，照明改造节能率约为47.7%，按照峰谷平均电价0.93元/度计算，折合年可节省照明电费约679148元。同时可以产生的社会效益包括节煤295吨/年，减排二氧化碳728吨/年。

　　6、总结：

　　总体来说虽然LED路灯拥有广阔的发展前景，也符合我国节能减排的总体方针。但是就目前情况LED路灯还无法完全取代传统路灯。毕竟路灯设施首要满足的是道路照明的需求，其最终目的是为了保障车辆和行人的出行安全。当然部分照明效果好、功率较低的LED路灯已经能满足使用要求。在一些照度等级偏低，照明要求相对不高的地方，我们可以率先尝试使用这类节能效果比较好的LED路灯产品。路灯建设和管理单位可以在小街小巷的路灯改造，商业步行街的路灯建设，公园游步道的路灯建设等方面采用优质的LED路灯产品，为LED路灯的发展和应用积累经验，同时实现节能减排，降低能耗的目标。