LED路燈改造與方案

1、LED路 燈 節(jié) 能 改 造 方紹二O 一二年五月隨著世界能源危機的加劇,各國都在尋求解決能源危機的方法.一條道路是 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, 提升能源的利用效率.在過去的一百多年中,照明光源經(jīng)歷了三個重要的階段：白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈HID,如今在照明界具有廣闊開展前景的 LED光源被稱為 第四代光源.LED作為新興的一種光源,具有壽命長、發(fā)光效率高、功耗低、啟 動時間短、顯色指數(shù)高、工作溫度低、結(jié)構(gòu)牢固、不怕震動、方向性好、工作電 壓低、無紫外輻射、重量輕等顯著特點,是世界上最有開展?jié)摿Φ男乱淮庠?而且LED光源可實現(xiàn)無汞化生產(chǎn),

2、對環(huán)境保護同樣具有重要意義.用半導(dǎo)體 LED 作為光源的固態(tài)照明燈,將會逐漸取代傳統(tǒng)的照明燈而進入各種應(yīng)用領(lǐng)域.目前,照明消耗約占整個電力消耗的20%大大降低照明用電是節(jié)省能源的 重要途徑.LED正以其固用的優(yōu)越性吸引著世界的目光.美國,日本等國家及臺 灣地區(qū)對LED照明效益進行了預(yù)測,美國55%勺白熾燈、日光燈被LEDR代,每年 可節(jié)省350億美元電費,每年可減少7.55億噸二氧化碳排放量.日本100%勺白熾 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.臺灣地區(qū)25%勺白熾燈及100%日光燈被LEDB代,每年可節(jié)省110億度電.LED照 明燈還將會形成500億

3、美元的巨大產(chǎn)業(yè)市場. 近年來國際上著名的照明公司如飛 利浦、歐司朗、GE等者防形8推出LE葉導(dǎo)體照明方案,設(shè)立國家級重點實驗室, 投入巨資開發(fā)研究.爭先占領(lǐng)LED照明領(lǐng)域的最前沿.我國有資料顯示,每年用于照明的電力接近2500億度,其中假設(shè)能有三分之 一采用LED照明,每年就可以節(jié)約800億度電,根本上相當(dāng)于一個三峽電站的 年發(fā)電量,對緩解我國日益嚴(yán)峻的能源危機,電力緊缺將起到巨大的積極作用. 為此,我國專項成立了 “國家半導(dǎo)體照明委員會,出臺了國家半導(dǎo)體照明工程 方案,建立LED產(chǎn)業(yè)化基地,推動我國LED產(chǎn)業(yè)的健康開展.二、 道路照明設(shè)計一般要求根據(jù)?城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?的要求,機動車交通

4、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)性為評價指標(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價指 標(biāo).卜表為幾種常規(guī)路燈布置方式的相關(guān)指標(biāo)布置方式燈具仰角道路寬度安,麥高度Hm間距S(m)地面照度照度均勻度單側(cè)布置10-15雙向2車道616-188/10>0.4雙向4車道1233-3610/15>0.4雙側(cè)交錯布10-15雙向4車道820-2510/15>0.4置雙向6車道1025-3020/30>0.4雙向8車道1025-3020/30>0.4雙側(cè)對稱布 置10-15雙

5、向4車道820-2510/15>0.4雙向6車道1025-3020/30>0.4雙向8車道1025-3020/30>0.4常規(guī)照明的五種根本布置方式如下列圖所示:(b)(c)(d)(e)率l之常根胸明燈屬布弦的五種根本方式fa'屋值布酋 b雙例交錯布置:9發(fā)仞對群布哲d中央對稱布苦便:林方三髭石由1,盯國的總排長度不三國過安裝高度的1再,燈具的抑危不宜趨阻15-!,燈具的布方貳一裝旃高度和間膈可接費工L2量HIT后確定一三、LED路燈在道路照明方面的優(yōu)勢用大功率LED燈用作道路照明,與傳統(tǒng)高壓鈉燈相比有著無可比較的優(yōu)點：1 .發(fā)光機制不同,由于LED是一種半導(dǎo)體器件,

6、具有效壽命可達50000小時即 經(jīng)過50000小時后,光衰小于30%,遠遠高于鈉燈以及金鹵燈它們的壽 命大概在12000-15000小時.2 .由于LED是半導(dǎo)體材料,無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)可到達80以上,比較接近于自然光,人眼在此情 況下更易區(qū)分事物,有利于的行車平安；而高壓鈉燈的顯色指數(shù)只有20-30.LED路燈由于在光源方面有本質(zhì)上的區(qū)別,不存在“啟動時4 .傳統(tǒng)的氣體放電燈如高壓鈉燈在啟動時有一個預(yù)熱過程,既浪費能源又不利 于智能化限制；問的問題,加電可立即正常工作,能夠非常方便的實現(xiàn)智能化節(jié)能限制.5,由于傳統(tǒng)的路燈光源都是采用汞蒸

7、汽的機制來發(fā)光,因此,廢舊光源的處理 也是目前全世界亟待解決的問題,同時,傳統(tǒng)光源的發(fā)光機制決定了它會發(fā) 出對人體有害的紫外線.LED光源是固態(tài)照明,沒有有害物質(zhì)如汞等元素,也不會發(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反射器 反射出來的,而反射器是要吸收局部光線的,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.7 .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 源是一種分布式光源,可以通過各個電光源的設(shè)計,使燈具光源呈理想的蝙 蝠翼形,通過合理限制光的分布,使路面光斑呈矩形,在有效

8、的照射范圍內(nèi), 獲得較高的 照度均勻度.8 .更完善的自動限制選配：可根據(jù)不同時間段的需要設(shè)定不同的亮度,更加 提升節(jié)能的效果.如晚上 7時亮?xí)r是200W,到了半夜12點人少時,亮度自動調(diào)節(jié)為100W,其中還可以省電60W.現(xiàn)在的道明照明設(shè)計中,燈距一般是燈高的3倍,而燈高一般等同于道路的過特殊光光角度發(fā)生提升了路邊的照明利為 2:1的光斑,這心相鄰的光斑之間那么不會出現(xiàn)附H亮的照度均勻的光,因而更符合現(xiàn)在懈額1道路的照明浚7不需F高度即可滿足足夠:的照射范圍,而且還提出勒具的照明效率,降,道路度,從用具止到達節(jié)能及綠色環(huán)保采用特殊光學(xué)設(shè)計的 LED路燈形成的照明光帶,照度均勻,無陰影四、采用

9、LED路燈的實際測試指標(biāo)1、以某系列LED路燈為例,在不同布燈方式下,實測數(shù)據(jù)如下表:布置方式道路寬度安裝高度H(m)燈具型號間距S(m)地向平均照度照度均勻度雙側(cè)布燈雙向8車道12200W30240.7從實測數(shù)據(jù)可知,用 LED路燈代替高壓鈉燈,照明效果完全可以到達?城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?的要求.同時,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200w LED路燈的模擬1.單向2車道單側(cè)布置帶人行道：渲染效果圖端步不做UEO1訐恬區(qū)虱道路I長屋20 0叩e,寬慢7 000 e網(wǎng)格：恒*5熹附屬的街道露陰西索道跪, 送棒的

10、照舊等能CE2什舁得出網(wǎng)實除唱. 振學(xué)級嗖定的然1目 己滿國來滿足：比軻(木百笆變唐壽求塢已浮制滿F.)平均黃度固U025073 20,口 d2譯住區(qū)演人行話i餐信:2B.flDr m意強2 (100加阿格：1口心點所君的光度要求均已將到淌星, )干均幡度U17> 7,5乩展的嘴道牙堤因塞人行道I 連排的郭嚏等紙：上6 計第得出節(jié)夷同他 寺衿般-發(fā)烹的里值 已滿足J卡滿足0.0028. 00 Jh單位卷bjx,比例1 : 244阿格；10五5點最小黑度;平均照 度 0.601最N照度;最大照 度 0.426平均照度 lx 25最小解廢 網(wǎng) 17最大照度lx402.標(biāo)準(zhǔn)雙向4車道雙側(cè)對稱布

11、置:渲染效果圖燃護系瓢0,30比例1：25S評估重01列表1評估區(qū)域道路1艮道路2長度 30.000 m,寬度 14.200 m網(wǎng)格：句“口點附屬的街道環(huán)境因素:道路1.分隔島1 ,道路2選擇的理度等級：CE1所有的光度要求均已得到滿足.平均躺度|1乂U0計算得出的實際值：33口上技等級設(shè)定的數(shù)信：300.4已滿足床滿足：JZ五、LED路燈與傳統(tǒng)路燈產(chǎn)品性能比照分析齦賴LEDSirf頗KHMi電期震馳走?福,£1(O使用輛Q(500h)fiK(WOOh)工作蚯落困7土腐登土叫蟠fifft很重1吩曲壯極快粼有交流痛打無直婚的s(mjiom)5(RA<5C)ff (RA>75

12、)切切大木置碰妣區(qū)光餌»無不良瞅病黑建i艘?103000)海,60Cmse容*魁7*( tW4)皿儂潢般據(jù)t播量麗好頑眄破即神隔含督1無鑼加商SIR嚴(yán)留睹般小外解tr&u£1»(!£高£tt六、采用LED路燈的節(jié)能減排社會效益在滿足道路照明較高標(biāo)準(zhǔn)情況下路燈節(jié)能減排比照表傳統(tǒng)路燈LED路燈1、單個光源理想光效110lm/W100lm/W2、每瓦直接到達路面的光逋量40%ft接到達路面,44lm80%a接到達路面,80lm3、經(jīng)反射到達路面的光逋量60%反射后再到達路面,反射器反射效率40%110X0.6X0.4 =26.4Lm20%S反

13、射后再到達路面,反射器反射效率40%100X0.2X0.4= 8Lm4、實際到達路面的光逋量44+26.4=70.4Lm80+8=88Lm5、按中間視覺的效果,LED應(yīng)乘2.5系數(shù),折算后效視覺光通量70.4Lm88X2.5= 220Lm6、按產(chǎn)生5000Lm照明效果,所需消耗電功率P=5000/70.4 -71WP=5000/220 =22.7W7、節(jié)能效果,按百分比計算0%節(jié)能68%8、次干道照明布置,常規(guī)路燈品種標(biāo)稱250W,實際消耗功率280W標(biāo)稱120W,實際消耗功率135W9、每天點燈10小時,計算年用電量KWh1022KWh492.75KWh10、每盞10年節(jié)電KWh /節(jié)費元0

14、5292.5KWh/5292.5 元11、每盞燈10年折合節(jié)煤/減排：耗煤：0.396Kg/KWh排放：CO20.175Kg/KWh0節(jié)煤 2095.83Kg減排 CO2 926.2Kg七、節(jié)能效益分析1雙向6車道照明推薦方案雙側(cè)對稱布燈,以17長道路,燈桿間距30米,燈桿高度12米,雙向共布198盞路燈,采用200WLED路燈實際消耗功率227w代替原有的400W高壓鈉燈實際消耗445w,每天按10小時點亮計算：工程400w高壓鈉燈200WLED 路燈備注年用電量萬度180.391.8年用電費用萬元72.1236.72LED路燈在使用階段每一年可以節(jié)省約35.5萬元年燈管維護費用萬元11.1

15、0年使用費用合計萬元83.2236.725年各種費用合計萬元416. 1183.6使用5年,總共可以節(jié)省約177.5萬元由于在滿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, 因此對路燈電纜以及路燈變壓器的負荷要求也相應(yīng)降低,如為新建道路,投資效益比原有路燈改造會更為顯著,主要表達在電纜費用及變壓器投資費用可大大降 低.綜合以上分析,我們可以得出如下結(jié)論：按一個城市5萬盞路燈計算,用LED路燈改造傳統(tǒng)路燈,10年可節(jié)約3億 元電費,平均每年可節(jié)約3000萬電費,如果在建設(shè)階段采用LED路燈,節(jié)省投 資費用那么更為可觀.目前,照明耗電量約占整個社會用電量的 20%如果用LED代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源,可降低照明用電5