LED路燈改造方案

LED路燈節(jié)臺匕介紹 二O一二年五月背景隨著世界能源危機的加劇， 各國都在尋求解決能 條道路是源危機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， 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、結構牢固、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LED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用領域。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。LEDE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110億度電。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半導體照明計劃，設立國家級重點實驗室，投 入巨資開發(fā)研究。爭先占領 LED照明領域的最前沿。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。會”， 出臺了國家半導體照明工程計 劃,建立二、 道路照明設計一般要求

為此，我國專項成立了“國家半導體照明委員LED產(chǎn)業(yè)化基地，推動我國 LED產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。按照《城市道路照明設計標準》的要求，機動車交通道路照明應以路面平均亮度（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)境比和誘導性為評價指標。人行道路及小區(qū)照明應以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度為評價指

標。表為幾種常規(guī)路燈布置方式的相關指標安裝高度 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車道616-18單側布置雙向4車道33-3612雙向4車道820-25雙側父錯布10-15雙向6車道25-3010置雙向8車道25-3010雙向4車道820-25雙側對稱布10-15雙向6車道25-30置10雙向8車道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）單側布直 ；｛b）取惻交毎布書:｛門取側對稱布買 ;2）中心對符布醫(yī)（即橫向想常布置L対尺的懸挑飯度不宜超過安裝高阻的 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可比擬的優(yōu)點：1. 發(fā)光機制不同，由于 LED是一種半導體器件，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）。由于LED是半導體材料，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)可達到 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 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。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，可以通過各個電光源的設計，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定不同的亮度，更 加提高節(jié)能的效果。如晚上 7時亮時是200V，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，根據(jù)幾何三角關系可以計算出照明燈具的配光角度應當為 C0/180方向約 140度，C90/270方向約80度。依照現(xiàn)在的交通照設計標準，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系造成有些光源無法照明的黑暗地帶。 這不僅造成能源的浪費，也給夜間行駛帶來很大的不便，產(chǎn)生安全隱患通過特殊光形設計的 LED應用在路燈燈具上，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)矩形的長寬比可以產(chǎn)生長寬比為 2:1的光斑，這樣相鄰的光斑之間則不會出現(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計，不需要提高燈桿高度即可滿足足夠?qū)挼恼丈浞秶疫€提高了燈具的照明效率，降低了道路的照明功率密度，從而真正達到節(jié)能及綠色環(huán)保。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 :安裝高度間距地面平均布置方式道路寬度燈具型號照度均勻度H(m)S(m)照度雙側布燈 雙向8車道 12 200W 30 24 0.7從實測數(shù)據(jù)可知，用 LED路燈代替高壓鈉燈，照明效果完全可以達到 《城市 道路照明設計標準》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，起到了很好的誘導作用。2、采用200wLED路燈的模擬1■單向2車道單側布置帶人行道：渲染效果圖9.00n7.000.00維護系數(shù):0.80比例1:244評估范圍列表1評估區(qū)域道路1計算得岀的實際值:按等級設定的數(shù)長It:28.000m.^K:7.000m值:己滿足床淸足］網(wǎng)格70x5點（所有的光度妄求均己得到滿足。）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CE2250.7M2OM0.42評估區(qū)域人行道 1長度「28.000g寬度2.000m網(wǎng)10x3點從屆的街道環(huán)境因素 :入行道1.迭擇的照度等級：CE5計算得岀的實際值按等級設定的數(shù)值已滿足/未滿足.

（所有的光度藝求均已得到滿足。）平均照度[lx]U01740.4>7.5>0.40.00I--------1110.0028.00m單位為Lux,比例1:244網(wǎng)ft：10x5點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.標準雙向4車道雙側對稱布置：渲染效果圖o1015202530354D維護系數(shù):o.eo評怙范圉列表評估區(qū)域道路1&道路2長屢30.000m,寬度14200m網(wǎng)格10x10點從屬的街道環(huán)境因素:道路1,分隔島1.選擇的道路2.照度等級；CE1計算得出的實際值?按等級（所有的光度要求均己得到滿足。 ）設定的數(shù)值: 已滿足f未滿足：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1、單個光源理想光效2、每瓦直接到達路面的光通量

LED路燈憂旁璉（ME）fiK(50000h)K(±20%)職翊勵）IO90Mjf(RA>75>硼7￡(R*4I口不僮無小般卿?。㏒9高傳統(tǒng)路燈 LED路燈110lm/W 100lm/W40咕接到達路80^直接到達路面，面，441m801m3、經(jīng)反射到達路面的光通量4、實際到達路面的光通量5、按中間視覺的效果，LED應乘2.5系數(shù)，折算有效視覺光通量6、按產(chǎn)生5000Lm照明效果，所需消耗電功 率7、節(jié)能效果，按百分比計算&次干道照明布置，常規(guī)路燈品種9、每天點燈10小時，計算年用電量（ KWh10、每盞10年節(jié)電（KWh/節(jié)費（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20%^反射后再到達路路面，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%標稱250Vy實際消標稱120V，實際消耗功耗功率280W率135W1022KWh492.75KWh05292.5KWh/5292.5元0節(jié)煤2095.83Kg減排CO926.2Kg1）雙向6車道照明推薦方案雙側對稱布燈，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：萬案200wLED路燈備注項目400w高壓鈉燈年用電量（萬度）180.391.8年用電費用（萬元）72.1236.72年燈管維護費用（萬11.1LED路燈在使用階段每一年0元）可以節(jié)省約35.5萬元年使用費用合計（萬83.2236.72元）5年各種費用合計416.1使用5年，總共可以節(jié)省183.6（萬元） 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