LED路燈改造方案

1、LED 路 燈 節(jié) 能 改 造 方 案紹二 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辦法。 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 高能源的利用效率。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發(fā)展前景的 LED光源被稱為第 四代光源。LED乍為新興的一種光源，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，是世界上最有發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮庠?。?且L

2、ED光源可實現(xiàn)無汞化生產(chǎn)，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LED取代，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%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。 臺灣地區(qū)25%勺白熾燈及100%3光燈被LED取代，每年可節(jié)省11

3、0億度電。LED 照明燈還將會形成 500億美元的巨大產(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等都相繼推出LED半導(dǎo)體照明計劃，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，基本上相當于一個三峽電站的年發(fā)電 量，對緩解我國日益嚴峻的能源危機，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)體照明工程計劃 , 建立LED產(chǎn)業(yè)化基地，推動我國LED產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。二、道路照明設(shè)計一般

4、要求 按照城市道路照明設(shè)計標準 的要求， 機動車交通道路照明應(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)性為評價指標。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。下表為幾種常規(guī)路燈布置方式的相關(guān)指標.間地面照照度均勻S（m）H（m）16-18 雙車 8/100.4610-15單側(cè)布10/150.433-36車雙1210/150.420-25 雙車 8 雙側(cè)交錯 20/300.410-1525-30 雙車 1020/300.425-30 車雙 100.410/1520-25 雙車 8雙側(cè)對稱布

5、>0.4 20/30 25-306雙向車道10-1510 置 >20/300.425-30雙向8車道10常規(guī)照明的五種基本布置方式如下圖所示：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擬的優(yōu)點：1. 發(fā)光機制不同，由于LED是一種半導(dǎo)體器件，其有效壽命可達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。以上，比較接近于自然光，人眼在此情 80光源照明燈的顯色指數(shù)可達到LED3.

6、 況下更易辨別事物，有利于的行車安全；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時有一個預(yù)熱過程，既浪費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“啟動時間” 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)能控制。5. 由于傳統(tǒng)的路燈光源都是采用汞蒸汽的機制來發(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

7、反射出來的，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。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. 更完善的自動控制（選配）：可根據(jù)不同時間段的需要設(shè)定不同的亮度，更 加提高節(jié)能的效果。如晚上7時亮時是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路寬

8、， 根據(jù)幾何三角關(guān)系可以計算出照明燈具的配光角度應(yīng)當為C0/180方向約140 度,C90/270方向約80度。.示意圖依照現(xiàn)在的交通照設(shè)計標準，道路方向路燈間距一般是 源的配光曲線的關(guān)系造成有些光源無法照明的黑暗地帶。也給夜間行駛帶來很大的不便，產(chǎn)生安全隱患。3倍于燈高，由于常規(guī)光 這不僅造成能源的浪費,常規(guī)路燈容易形成部分黑暗地帶、陰影。應(yīng)用在路燈燈具上，可以使燈具的發(fā)光角度發(fā)生通過特殊光形設(shè)計的LED的光根據(jù)矩形的長寬比可以產(chǎn)生長寬比為 2:1偏 移，提升了路邊的照明利用率；可以在路面上形成一條明亮的照度均斑，這樣相 鄰的光斑之間則不會出現(xiàn)陰影，不需要提高燈桿高度即可滿因而更符合現(xiàn)在的交

9、 通道路的照明設(shè)計，勻的光帶，降低了道路的照明功率密而且還提高了燈具的照 明效率，足足夠?qū)挼恼丈浞秶?，從而真正達到節(jié)能及綠色環(huán)保。度.LED路燈形成的照明光帶，照度均勻，無陰影采用特殊光學設(shè)計的四、采用LED路燈的實際測試指標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:間地面平照度均勻置 燈具型號 照度S(m) H(m)0.7301224200W車道8雙側(cè)布燈雙向城市LED路燈代替高壓鈉燈，照明效果完全可以達到從 實測數(shù)據(jù)可知，用路燈的配光曲線是理想的蝙蝠翼形，LED的要求。道路照明設(shè)計標準同時，由于 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 20

10、0w LED路燈的模擬采用車道單側(cè)布置帶人行道：21.單向染效果圖渲.2.標準雙向4車道 雙側(cè)對稱布置: 渲染效果圖五、LED路燈與傳統(tǒng)路燈產(chǎn)品性能對比分析,0028.00 m維薩系叛u.GJ比例1訐估施倒列表1評店邑域道路1KJf-2R mr rr, J? - 7 onn m TO- w x5 點從屬的術(shù)道環(huán)境因喬:道略1. 迭擇的晤皮等級；CE2一所有的光廈吏農(nóng)肉已胃到淸足"）計章潯出的冥際值 撓尊馥殺定的漿值. 已満足/禾滿足：平均照虞=20<-.©, m2護估咳域人亓道12e.OOQi m, KJH； 2.000 n 阿輅T匚點（所有的光庫旻松己謁封滿丘。）干

11、均歸度（kJ174> 7.6從厲的術(shù)道環(huán)境醫(yī)耒-人行道1. 選揮的取度睪紙.CE5計算得岀的褰醞值 按等鎮(zhèn)設(shè)走鞘數(shù)值 己清定床溝足；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準情況下 路燈節(jié)能減排對比表LED路燈傳統(tǒng)路燈100lm/W 110lm/W、單個光源理想光效180%40直接到達路面，直接到達路每瓦直接到達路面的光通量2801m44lm面，、經(jīng)反射到 達路面的 光通量34、 實際到達 路面的光 通量5、按 中間視覺 的效果，折 算有效視 覺光通量 6按產(chǎn)生 5000Lm率 7、節(jié)能效 果，按百分 比計算8 次干道照 明布置，常 規(guī)路燈品 種9、每天 點燈10、每 盞

12、10、每盞 燈110.175Kg/KWh4060經(jīng)反射后再20經(jīng)反射后再到達達路面反射器面，反射器反射效射效40110X 0.6 X 0.4100 X 0.2 X 0.48Lm 26.4Lm44+26.4=70.4Lm80+8=88LmL匝 2.系數(shù) 70.4Lm88X 2.5220Lm照明效果，所需消耗電 P=5000/70.4 7P=5000/22022.7W節(jié) 68% 0%標250實際標120實際消耗耗功280W135W1022KWh492.75KWhKW、時，計算年用電量5292.5KWh/5292.年節(jié)電KW節(jié)費（元 01年折合節(jié)減排節(jié)2095.83Kg 0排放C減C926.2Kg2

13、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200WLE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:每年5項目年用電量萬®)年用電費用萬X)00129172.3 20.71836nn年燈管維護費用萬X)年使用費用合計種'LED年 可 以 節(jié) 省 約萬 元） 各 年5使 用183.6.1416 （萬元）約備萬35.萬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

14、新建道路，投資效益比原有路燈改造會更為顯著，主要體現(xiàn)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 用則更為可觀。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50%以上，在當今社會提倡的節(jié)能降耗4%的目標中發(fā)揮巨大的作用。 按照我國火力發(fā)電396克/KWh的標準煤耗計算，每盞LED路燈 10年節(jié)電5694KWh 可節(jié)約電煤2254.8公斤。按照我國火力發(fā)電每KWh排放175.4g二氧化碳和8g二氧化硫計算，每盞LED 路燈10年可減少二氧化碳排放998.7公斤