LED路燈改造方案

LED路燈節(jié)臺(tái)匕介紹 二O一二年五月背景隨著世界能源危機(jī)的加劇， 各國(guó)都在尋求解決能 條道路是源危機(jī)的辦法尋求新能源和可再生能源的利用； 另一條是尋求新的節(jié)能技術(shù)， 降低能源的消耗， 提高能源的利用效率。在過(guò)去的一百多年中，照明光源經(jīng)歷了三個(gè)重要的階段：白熾燈、熒光燈、 高強(qiáng)度氣體放電燈（HID），如今在照明界具有廣闊發(fā)展前景的 LED光源被稱(chēng)為第 四代光源。LED乍為新興的一種光源，具有壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高、功耗低、啟動(dòng) 時(shí)間短、顯色指數(shù)高、工作溫度低、結(jié)構(gòu)牢固、不怕震動(dòng)、方向性好、工作電壓 低、無(wú)紫外輻射、重量輕等顯著特點(diǎn)，是世界上最有發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮庠?。?且LED光源可實(shí)現(xiàn)無(wú)汞化生產(chǎn) ，對(duì)環(huán)境保護(hù)同樣具有重要意義。用半導(dǎo)體 LED作為光源的固態(tài)照明燈，將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的照明燈而進(jìn)入各種應(yīng)用領(lǐng)域。目前，照明消耗約占整個(gè)電力消耗的 20%，大大降低照明用電是節(jié)省能源的 重要途徑。LEDE以其固用的優(yōu)越性吸引著世界的目光。美國(guó)，日本等國(guó)家及臺(tái) 灣地區(qū)對(duì)LED照明效益進(jìn)行了預(yù)測(cè)，美國(guó) 55%勺白熾燈、日光燈被 LED取代，每年 可節(jié)省350億美元電費(fèi)，每年可減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本 100%的白熾 燈換成LED可減少1-2座核電站發(fā)電量，每年可節(jié)省10億公升以上原油消耗。臺(tái) 灣地區(qū)25%勺白熾燈及 100%3光燈被LED取代，每年可節(jié)省110億度電。LED照明燈 還將會(huì)形成 500億美元的巨大產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。 近年來(lái)國(guó)際上著名的照明公司如飛利 浦、歐司朗、GE等都相繼推出 LED半導(dǎo)體照明計(jì)劃，設(shè)立國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，投 入巨資開(kāi)發(fā)研究。爭(zhēng)先占領(lǐng) LED照明領(lǐng)域的最前沿。我國(guó)有資料顯示， 每年用于照明的電力接近 2500億度，其中若能有三分之 一采用LED照明，每年就可以節(jié)約 800億度電，基本上相當(dāng)于一個(gè)三峽電站的年 發(fā)電量， 對(duì)緩解我國(guó)日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)， 電力緊缺將起到巨大的積極作用。會(huì)”， 出臺(tái)了國(guó)家半導(dǎo)體照明工程計(jì) 劃,建立二、 道路照明設(shè)計(jì)一般要求

為此，我國(guó)專(zhuān)項(xiàng)成立了“國(guó)家半導(dǎo)體照明委員LED產(chǎn)業(yè)化基地，推動(dòng)我國(guó) LED產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。按照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，機(jī)動(dòng)車(chē)交通道路照明應(yīng)以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均勻度和縱向均勻度（或路面照度均勻度）、眩光限制、環(huán)境比和誘導(dǎo)性為評(píng)價(jià)指標(biāo)。人行道路及小區(qū)照明應(yīng)以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度為評(píng)價(jià)指

標(biāo)。表為幾種常規(guī)路燈布置方式的相關(guān)指標(biāo)安裝高度 間距布置方式 燈具仰角 道路寬度 地面照度 照度均勻度H（m） S(m)10-15雙向2車(chē)道616-18單側(cè)布置雙向4車(chē)道33-3612雙向4車(chē)道820-25雙側(cè)父錯(cuò)布10-15雙向6車(chē)道25-3010置雙向8車(chē)道25-3010雙向4車(chē)道820-25雙側(cè)對(duì)稱(chēng)布10-15雙向6車(chē)道25-30置10雙向8車(chē)道1025-30

8/10>0.410/15>0.410/15>0.420/30>0.420/30>0.410/15>0.420/30>0.420/30>0.4常規(guī)照明的五種基本布置方式如下圖所示 :^5-1.2第規(guī)照明燈貝希黃的方科 1慕本方式（日）單側(cè)布直 ；｛b）取惻交毎布書(shū):｛門(mén)取側(cè)對(duì)稱(chēng)布買(mǎi) ;2）中心對(duì)符布醫(yī)（即橫向想常布置L対尺的懸挑飯度不宜超過(guò)安裝高阻的 1燉?好貝的仲甫不宜 Ml5*2、対具的布蚩方式 .安裝高度和何距可按煎 31衛(wèi)經(jīng)討篡后則定一三、LED路燈在道路照明方面的優(yōu)勢(shì)用大功率LED丁用作道路照明，與傳統(tǒng)高壓鈉燈相比有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)：1. 發(fā)光機(jī)制不同，由于 LED是一種半導(dǎo)體器件，其有效壽命可達(dá) 50000小時(shí)（即 經(jīng)過(guò)50000小時(shí)后，光衰小于 30%）,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈉燈以及金鹵燈（它們的壽 命大概在12000-15000小時(shí)）。由于LED是半導(dǎo)體材料，無(wú)燈絲及其它附加材料，因此它的抗震性好。3. LED光源照明燈的顯色指數(shù)可達(dá)到 80以上，比較接近于自然光，人眼在此情況下更易辨別事物，有利于的行車(chē)安全；而高壓鈉燈的顯色指數(shù)只有 20-30。4?傳統(tǒng)的氣體放電燈如高壓鈉燈在啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)預(yù)熱過(guò)程，既浪費(fèi)能源又不利 于智能化控制；LED路燈由于在光源方面有本質(zhì)上的區(qū)別，不存在“啟動(dòng)時(shí) 間”的問(wèn)題，加電可立即正常工作，能夠非常方便的實(shí)現(xiàn)智能化節(jié)能控制。5.由于傳統(tǒng)的路燈光源都是采用汞蒸汽的機(jī)制來(lái)發(fā)光，因此，廢舊光源的處理 也是目前全世界亟待解決的問(wèn)題，同時(shí)，傳統(tǒng)光源的發(fā)光機(jī)制決定了它會(huì)發(fā) 出對(duì)人體有害的紫外線。 LED光源是固態(tài)照明，沒(méi)有有害物質(zhì)如汞等元素， 也不會(huì)發(fā)出紫外線，因此，是環(huán)保的光源。6?在光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)，傳統(tǒng)的路燈光源是全向發(fā)光，有一半的光線是需通過(guò)反射器 反射出來(lái)的，而反射器是要吸收部分光線的，因此光線損失比較大。由于 LED是單向 發(fā)光，光線的利用率比傳統(tǒng)的路燈高。傳統(tǒng)路燈的配光曲線是由反射器決定的，因此具有一定的局限性，而LED光7?源是一種分布式光源，可以通過(guò)各個(gè)電光源的設(shè)計(jì)，使燈具光源呈理想的蝙 蝠翼形，通過(guò)合理控制光的分布，使路面光斑呈矩形，在有效的照射范圍內(nèi)， 獲得較高的 照度均勻度。8.更完善的自動(dòng)控制（選配） ：可根據(jù)不同時(shí)間段的需要設(shè)定不同的亮度，更 加提高節(jié)能的效果。如晚上 7時(shí)亮?xí)r是200V，到了半夜12點(diǎn)人少時(shí)，亮度 自動(dòng)調(diào)節(jié)為 100W其中還可以省電 60W現(xiàn)在的道明照明設(shè)計(jì)中，燈距一般是燈高的 3倍，而燈高一般等同于道路的 路寬，根據(jù)幾何三角關(guān)系可以計(jì)算出照明燈具的配光角度應(yīng)當(dāng)為 C0/180方向約 140度，C90/270方向約80度。依照現(xiàn)在的交通照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，道路方向路燈間距一般是 3倍于燈高，由于常規(guī)光源的配光曲線的關(guān)系造成有些光源無(wú)法照明的黑暗地帶。 這不僅造成能源的浪費(fèi)，也給夜間行駛帶來(lái)很大的不便，產(chǎn)生安全隱患通過(guò)特殊光形設(shè)計(jì)的 LED應(yīng)用在路燈燈具上，可以使燈具的發(fā)光角度發(fā)生 偏移，提升了路邊的照明利用率；根據(jù)矩形的長(zhǎng)寬比可以產(chǎn)生長(zhǎng)寬比為 2:1的光斑，這樣相鄰的光斑之間則不會(huì)出現(xiàn)陰影， 可以在路面上形成一條明亮的照度均 勻的光帶，因而更符合現(xiàn)在的交通道路的照明設(shè)計(jì)，不需要提高燈桿高度即可滿(mǎn)足足夠?qū)挼恼丈浞秶?，而且還提高了燈具的照明效率，降低了道路的照明功率密度，從而真正達(dá)到節(jié)能及綠色環(huán)保。四、采用LED路燈的實(shí)際測(cè)試指標(biāo)1、以某系列LED路燈為例，在不同布燈方式下，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下表 :安裝高度間距地面平均布置方式道路寬度燈具型號(hào)照度均勻度H(m)S(m)照度雙側(cè)布燈 雙向8車(chē)道 12 200W 30 24 0.7從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可知，用 LED路燈代替高壓鈉燈，照明效果完全可以達(dá)到 《城市 道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。同時(shí)，由于 LED路燈的配光曲線是理想的蝙蝠翼形， 使得道路路面照度均勻度大于普通的高壓鈉燈，起到了很好的誘導(dǎo)作用。2、采用200wLED路燈的模擬1■單向2車(chē)道單側(cè)布置帶人行道：渲染效果圖9.00n7.000.00維護(hù)系數(shù):0.80比例1:244評(píng)估范圍列表1評(píng)估區(qū)域道路1計(jì)算得岀的實(shí)際值:按等級(jí)設(shè)定的數(shù)長(zhǎng)It:28.000m.^K:7.000m值:己滿(mǎn)足床淸足］網(wǎng)格70x5點(diǎn)（所有的光度妄求均己得到滿(mǎn)足。）從屬的宙道環(huán)境因耒：適路1.平均照廈（lx）U0選擇的贖度等級(jí)CE2250.7M2OM0.42評(píng)估區(qū)域人行道 1長(zhǎng)度「28.000g寬度2.000m網(wǎng)10x3點(diǎn)從屆的街道環(huán)境因素 :入行道1.迭擇的照度等級(jí)：CE5計(jì)算得岀的實(shí)際值按等級(jí)設(shè)定的數(shù)值已滿(mǎn)足/未滿(mǎn)足.

（所有的光度藝求均已得到滿(mǎn)足。）平均照度[lx]U01740.4>7.5>0.40.00I--------1110.0028.00m單位為L(zhǎng)ux,比例1:244網(wǎng)ft：10x5點(diǎn)平均照度最小照度最大照度最小照度/平均照最小照度/最大照[IX][IX][lx]度度2517400.6810.4262.標(biāo)準(zhǔn)雙向4車(chē)道雙側(cè)對(duì)稱(chēng)布置：渲染效果圖o1015202530354D維護(hù)系數(shù):o.eo評(píng)怙范圉列表評(píng)估區(qū)域道路1&道路2長(zhǎng)屢30.000m,寬度14200m網(wǎng)格10x10點(diǎn)從屬的街道環(huán)境因素:道路1,分隔島1.選擇的道路2.照度等級(jí)；CE1計(jì)算得出的實(shí)際值?按等級(jí)（所有的光度要求均己得到滿(mǎn)足。 ）設(shè)定的數(shù)值: 已滿(mǎn)足f未滿(mǎn)足：平均照度[lx]33330

14.20m0,00比例1:258U00,6吉04五、LED路燈與傳統(tǒng)路燈產(chǎn)品性能對(duì)比分析攻目配刪韻差辭5000和*(±7%)turn孰RM50)陰炸恬）不畸 聯(lián)鶴（餓）容駅吸塵）很快歸Si隸錐滬瞬 QFSM性觥f六、采用LED路燈的節(jié)能減排社會(huì)效益在滿(mǎn)足道路照明較高標(biāo)準(zhǔn)情況下 路燈節(jié)能減排對(duì)比表1、單個(gè)光源理想光效2、每瓦直接到達(dá)路面的光通量

LED路燈憂(yōu)旁璉（ME）fiK(50000h)K(±20%)職翊勵(lì)）IO90Mjf(RA>75>硼7￡(R*4I口不僮無(wú)小般卿薄）S9高傳統(tǒng)路燈 LED路燈110lm/W 100lm/W40咕接到達(dá)路80^直接到達(dá)路面，面，441m801m3、經(jīng)反射到達(dá)路面的光通量4、實(shí)際到達(dá)路面的光通量5、按中間視覺(jué)的效果，LED應(yīng)乘2.5系數(shù)，折算有效視覺(jué)光通量6、按產(chǎn)生5000Lm照明效果，所需消耗電功 率7、節(jié)能效果，按百分比計(jì)算&次干道照明布置，常規(guī)路燈品種9、每天點(diǎn)燈10小時(shí)，計(jì)算年用電量（ KWh10、每盞10年節(jié)電（KWh/節(jié)費(fèi)（元）11、每盞燈10年折合節(jié)煤/減排：耗煤：0.396Kg/KWh排放：CO0.175Kg/KWh七、節(jié)能效益分析

60^經(jīng)反射后再到達(dá)20%^反射后再到達(dá)路路面，反射器反面，反射器反射效率射效率40%40%110X0.6X0.4=100X0.2X0.4=8Lm26.4Lm44+26.4=70.4Lm80+8=88Lm70.4Lm88X2.5=220LmP=5000/70.4?71P=5000/220~22.7WW0%節(jié)能68%標(biāo)稱(chēng)250Vy實(shí)際消標(biāo)稱(chēng)120V，實(shí)際消耗功耗功率280W率135W1022KWh492.75KWh05292.5KWh/5292.5元0節(jié)煤2095.83Kg減排CO926.2Kg1）雙向6車(chē)道照明推薦方案雙側(cè)對(duì)稱(chēng)布燈，以17長(zhǎng)道路，燈桿間距30米，燈桿高度12米，雙向共布198盞路燈，采用200WLE路燈（實(shí)際消耗功率227w）代替原有的400W高壓鈉燈（實(shí)際消耗445w）,每天按10小時(shí)點(diǎn)亮計(jì)算：萬(wàn)案200wLED路燈備注項(xiàng)目400w高壓鈉燈年用電量（萬(wàn)度）180.391.8年用電費(fèi)用（萬(wàn)元）72.1236.72年燈管維護(hù)費(fèi)用（萬(wàn)11.1LED路燈在使用階段每一年0元）可以節(jié)省約35.5萬(wàn)元年使用費(fèi)用合計(jì)（萬(wàn)83.2236.72元）5年各種費(fèi)用合計(jì)416.1使用5年，總共可以節(jié)省183.6（萬(wàn)元） 約177.5萬(wàn)元由于在滿(mǎn)足路燈地面照度的要求下， LED路燈比傳統(tǒng)路燈節(jié)電 60%以上，因 此對(duì)路燈電纜以及路燈變壓器的負(fù)荷要求也相應(yīng)降低， 如為新建道路，投資效益比原有路燈改造會(huì)更為顯著，主要體現(xiàn)在電纜費(fèi)用及變壓器投資費(fèi)用可大大降 低。綜合以上分析，我們可以得出如下結(jié)論：按一個(gè)城市5萬(wàn)盞路燈計(jì)算，用 LED路燈改造傳統(tǒng)路燈， 10年可節(jié)約3億元電費(fèi)，平均每年可節(jié)約3000萬(wàn)電費(fèi)，如果在建設(shè)階段采用 LED路燈，節(jié)省投 資費(fèi)用則更為可觀。目前，照明耗電量約占整個(gè)社會(huì)用電量的 20%如果用LED代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源， 可降低照