LED路燈改造方案

LED路燈節(jié)能改造方案介紹o一二年五月一、背景隨著世界能源危機(jī)的加劇，各國都在尋求解決能源危機(jī)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(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(diǎn)，是世界上最有發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮庠础６襆ED光源可實(shí)現(xiàn)無汞化生產(chǎn)，對環(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，將會逐漸取代傳統(tǒng)的照明燈而進(jìn)入各種應(yīng)用領(lǐng)域。U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)越性吸引著世界的光。美國，日本等國家及臺灣地區(qū)對LED照明效益進(jìn)行了預(yù)測，美國彷％的白熾燈、日光燈被LED取代，每年可節(jié)省巧0億美元電費(fèi)，每年可減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100%的口熾燈換成LED,可減少1“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%的白熾燈及100%日光燈被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(dǎo)體照明汁劃，設(shè)立國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(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(jī)，電力緊缺將起到巨大的積極作用。為此，我國專項(xiàng)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(jì)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。道路照明設(shè)計(jì)一般要求按照《城市道路照明設(shè)訃標(biāo)準(zhǔn)》的要求，機(jī)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(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價(jià)指標(biāo)。下表為兒種常規(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裝高度、TT間距地面照度照度均勻度單側(cè)布置1045雙向2車諂616488/10人0.4雙向4車道1233“3610/15>0.4雙側(cè)交錯布1045雙向4車道8202510/15>0.4雙向6車道10253020/30>0.4雙向8車道10253020/30>0.4雙側(cè)對稱布1045雙向4車逍8202510/15>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)照明的五種基本布置方式如下圖所不:.11__[1.)rm一□一一L~i(a)(b)(c)(d)(e)H5.1.2常規(guī)照明燈具布雖的五種基本方式(a庫側(cè)有呂；(b)取彳固交錯布國(()雙側(cè)對稱布母(d)中心對稱布呂(◎橫庖懸歌右置燈具的懸挑氏度不宜迄過安裝高度的1/4f燈具的仰舸個蟲超辿15°2、燈目的布置方戲.安爵舄度和間距可按表5.1.2仔計(jì)宵后確定.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(diǎn):

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（即經(jīng)過刃000小時后，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1200045000小時）。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。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，有利于的行車安全；而高壓鈉燈的顯色指數(shù)只有2S30。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(fèi)能源乂不利于智能化控制;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(shí)現(xiàn)智能化節(jié)能控制。由于傳統(tǒng)的路燈光源都是采用汞蒸汽的機(jī)制來發(fā)光，因此，廢舊光源的處理也是口前全世界亟待解決的問題，同時，傳統(tǒng)光源的發(fā)光機(jī)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。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光源是一種分布式光源，可以通過各個電光源的設(shè)計(jì)，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，在有效的照射范圉內(nèi)，獲得較高的向約80度。U更加浪費(fèi)，也給夜間行駛帶來很大的不便，產(chǎn)生安全隱患。通■,「?提■■■:A-'<^■^1發(fā)光角度發(fā)生偏移,為xi、x：I為2:1的光斑,這樣相'3"?-、-^的照度均勻的光帶，1?r-?■--■..'“*?-Ljrp■■LvJYmuE-Im-unlDSb.■■uVu*-、*.一—,'■..4.、—?■■1?,5n?IS*?-_r1■■rSW.'*1.■度即可滿足足蜘的夠?qū)挼腡L1最,%爭yy.!\??瑟二:法:空s普""-明功率密度，從而真.正達(dá)到節(jié)能及綠色環(huán)保。采用特殊光學(xué)設(shè)計(jì)的LED路燈形成的照明光帶，照度均勻，無陰影四?采用LED路燈的實(shí)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(shí)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)地面平均照度照度均勻度雙側(cè)布燈雙向8車道12200W30240.7從實(shí)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(dá)到《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。同時，山于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車道單側(cè)布置帶人行道：渲染效果圖3015Z0Z530□5<30lx9.00Ji7.000.0028.00m0.00維護(hù)系致08D比例1:244（所有的文寸I要求均已得到滿足。）平均照度[tk]計(jì)宴得出的買際佰按學(xué)級設(shè)定的數(shù)值:己滿足廉滿足：（所有的文寸I要求均已得到滿足。）平均照度[tk]計(jì)宴得出的買際佰按學(xué)級設(shè)定的數(shù)值:己滿足廉滿足：25>20IX07>0.4Z長廈28.COOE.%H:7.COOm網(wǎng)格：10x5點(diǎn)從焉的柱謹(jǐn)壞境因素適路1透擇的卿X爭級CE2〔所有的光虞要茨均已得到滿足。）平均境度血〕〔所有的光虞要茨均已得到滿足。）平均境度血〕17.4>75U30.4>0.4評估區(qū)域人行適I28000m.:2000m:1葉網(wǎng)格3點(diǎn)八、、從屬的齒道環(huán)境因耒入行適1逢搖的照度等級：CE5計(jì)算得出的實(shí)際低按竽級設(shè)正的數(shù)但已滿足/未滿足：7.00m0.000.0028.00m單位舄Lux.m1:24410x5點(diǎn)最大照度最小照度j平均照爰小照度/最丈照[IX]度度400.6810.426最大照度最小照度j平均照爰小照度/最丈照[IX]度度400.6810.426渲染效果圖051015202530354014.20jr五.LED路燈與傳統(tǒng)路燈產(chǎn)品性能對比分析

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)能減排對比表傳統(tǒng)路燈LED路燈1、單個光源理想光效1101m/WlOOlm/W2、每瓦直接到達(dá)路面的光通量40%直接到達(dá)路面，441m80站直接到達(dá)路面，801m

3、經(jīng)反射到達(dá)路面的光通量60%經(jīng)反射后再到達(dá)路面，反射器反射效率40%,110x0.6x0.4=264Lm20%經(jīng)反射后再到達(dá)路面，反射器反射效率40%,100x0.2x0.4=8Lm4、實(shí)際到達(dá)路面的光通量44+26.4=70.4Lm80+8=88Lm5、按中間視覺的效果，LED應(yīng)乘2.了系數(shù)，折算有效視覺光通量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=5000/220A22.AV7、節(jié)能效果，按百分比計(jì)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(shí)際消耗功率280W標(biāo)稱120W,實(shí)際消耗功率13了W9、每天點(diǎn)燈10小時，計(jì)算年用電量（KWh）1022KWh492.75KWh10、每盞10年節(jié)電（KWh）/節(jié)費(fèi)（兀）05292.5K\W5292.5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CO2926.2Kg「匕、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(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小時點(diǎn)亮計(jì)算：年用電量（萬度）180391.8年用電費(fèi)用（萬元）72.1236.72LED路燈在使用階段每一年可以節(jié)省約35?了萬元年燈管維護(hù)費(fèi)用（萬元）11.10年使用費(fèi)用合計(jì)（萬元）83.2236.725年各種費(fèi)用合計(jì)（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(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更為顯著，主要體現(xiàn)在電纜費(fèi)用及變莊器投資費(fèi)用可大大降低。綜合以上分析，我們可以得出如下結(jié)論：按一個城市亍萬盞路燈計(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。U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，可降低照明用電了0%以上，在當(dāng)今社會提倡的節(jié)能降耗4%的口標(biāo)