主干道LED路燈改造可行性報(bào)告

主干道LED路燈改造可行性報(bào)告當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，能源緊張的矛盾日益顯現(xiàn)，國(guó)家將貫徹節(jié)能優(yōu)先政策，并將“照明器具”列入節(jié)能重點(diǎn)領(lǐng)域，在“十一五”期間，大力推進(jìn)綠色節(jié)能照明工程，LED路燈就是LED技術(shù)（即半導(dǎo)體綠色照明技術(shù)）的重要節(jié)能應(yīng)用。LED為固體發(fā)光,按固體發(fā)光物理學(xué)原理，LED的發(fā)光效率達(dá)90％以上，因此，LED被譽(yù)為21世紀(jì)新光源，即將成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈之后的第四代光源。近幾年，隨著LED的發(fā)光效率增長(zhǎng)100倍，成本下降10倍，其在照明領(lǐng)域的發(fā)展前景，吸引全球照明大廠家都先后加入LED光源及市場(chǎng)開發(fā)中。極具發(fā)展與應(yīng)用前景的是白光LED,用做固體照明器件的經(jīng)濟(jì)性顯著，且有利環(huán)保（無(wú)重金屬污染、無(wú)氣體污染、無(wú)熱輻射污染），正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈，白光LED世界年增長(zhǎng)率在20％以上，美、日、歐及中國(guó)臺(tái)灣省均推出了半導(dǎo)體照明計(jì)劃。我國(guó)2001年863計(jì)劃立項(xiàng)，2003年6月緊急啟動(dòng)了“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”。2、當(dāng)前LED路燈光源與其他光源的技術(shù)性能對(duì)比：描述LED路燈金鹵燈路燈鈉燈路燈供電電網(wǎng)AC100?240V電網(wǎng)AC220V電網(wǎng)AC220V發(fā)光源LED燈（半導(dǎo)體照明）型號(hào)：ZKFY100W金屬鹵素?zé)簦▽俟?jié)能燈）高壓鈉燈功率100W（節(jié)能＞80%）500W（節(jié)能＞30%）500W發(fā)熱冷光源中等發(fā)熱嚴(yán)重光色（色溫）3000?10000（太陽(yáng)色至亮白光）4000?8000（白色）2700?5000（黃色）光源照度衰減小于10%大于30%大于40%發(fā)光源壽命40，000小時(shí)（10年）5，000小時(shí)（一年多）3，000小時(shí)（一年）無(wú)功損耗極小有有垂直地面路燈中心照度（10米高度）22lux以上22lux以上22lux以上照度均勻度0.43，優(yōu)>0.35，良>0.40，優(yōu)照射范圍（均勻度）半徑12米以上半徑12米以上半徑12米以上眩光限制截光型，最大光強(qiáng)方向小于60°，極好截光型，最大光強(qiáng)方向大于60°，不好截光型，最大光強(qiáng)方向大于60°，不好穿透性穿霧性極，好穿霧性，差穿霧性，差高壓鎮(zhèn)流器等配件無(wú)，不怕破壞有，燈桿底，怕破壞有，燈桿底，怕破壞環(huán)境保護(hù)無(wú)閃爍、冷光源發(fā)熱，外殼容易發(fā)黃發(fā)熱，外殼容易發(fā)黃防火等級(jí)94V-094V-094V-0燈殼反光罩不需（節(jié)約成本）需需安裝方便LED路燈推出與未來(lái)趨勢(shì)分析1、LED—新光源的革命由于LED是一種壽命長(zhǎng)、功耗低、無(wú)輻射的節(jié)能環(huán)保型光源，大多專家預(yù)測(cè)21世紀(jì)將是以固體發(fā)光材料為核心的，即以LED為代表的新型光源、綠色照明的世紀(jì)。今后，隨著發(fā)光二極管發(fā)光效率的提高，LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)大幅度的提高，再結(jié)合相應(yīng)控制技術(shù)的進(jìn)步，相信在不久的將來(lái)，LED光源會(huì)逐步取代傳統(tǒng)的照明光源，而掀起一次照明領(lǐng)域新的革命。中國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)工程日前正式啟動(dòng)。2003年7月18日，科技部高新司司長(zhǎng)李健在接受記者采訪時(shí)稱：與人類生活、生產(chǎn)息息相關(guān)的照明領(lǐng)域，正在孕育著巨大變革。隨著第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵的突破和藍(lán)、綠、白光發(fā)光二極管的問(wèn)世，繼半導(dǎo)體技術(shù)引發(fā)微電子革命之后，又在孕育一場(chǎng)新的產(chǎn)業(yè)革命——照明革命，其標(biāo)志是半導(dǎo)體燈將逐步替代白熾燈和熒光燈。半導(dǎo)體燈采用發(fā)光二極管（LED）作為新光源，同樣亮度下，耗電僅為普通白熾燈的1／10，而壽命卻可以延長(zhǎng)10倍。由于半導(dǎo)體照明（亦稱固態(tài)照明）具有節(jié)能、長(zhǎng)壽命、免維護(hù)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，如同晶體管替代電子管一樣，半導(dǎo)體燈替代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈，也是大勢(shì)所趨。一場(chǎng)搶占半導(dǎo)體照明新興產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)，已經(jīng)在全球打響。美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，到2010年前后，美國(guó)將有55％的白熾燈和熒光燈被半導(dǎo)體LED燈替代，每年可節(jié)電350億美元。日本提出，2006年就要用半導(dǎo)體燈大規(guī)模替代傳統(tǒng)白熾燈。據(jù)測(cè)算，5年后僅在美國(guó)，半導(dǎo)體照明就可能形成一個(gè)500億美元的大產(chǎn)業(yè)?？萍疾坑嘘P(guān)領(lǐng)導(dǎo)提出：我們要以2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010年上海世博會(huì)為契機(jī)，推動(dòng)半導(dǎo)體燈在城市景觀照明的應(yīng)用。半導(dǎo)體照明包括普通照明和特種照明，考慮到性能價(jià)格比，宜先從特種照明做起?！耙怨?jié)約為主”的指導(dǎo)思想，聯(lián)合科技部、國(guó)家發(fā)改委及信息產(chǎn)業(yè)部、交通部等產(chǎn)業(yè)部門，從國(guó)家層面制訂國(guó)家半導(dǎo)體照明總體計(jì)劃。一個(gè)三峽電站照亮了半個(gè)中國(guó)，如果中國(guó)三分之一用上LED半導(dǎo)體照明，那么每年節(jié)省的電力就相當(dāng)于一座三峽電站。如果中國(guó)的路燈用上LED半導(dǎo)體照明，那么每年節(jié)省的電力也相當(dāng)于半座三峽電站。2、LED發(fā)光原理及特點(diǎn)：LED(LightEmittingDiode)，又稱發(fā)光二極管，它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。當(dāng)兩端加上正向電壓，直接發(fā)出紅、黃、綠、青、橙、紫、白色的光。發(fā)光二極管主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成。其發(fā)光過(guò)程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。微小的半導(dǎo)體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹脂物中，當(dāng)電子經(jīng)過(guò)該晶片時(shí)，帶負(fù)電的電子移動(dòng)到帶正電的空穴區(qū)域并與之復(fù)合，電子和空穴消失的同時(shí)產(chǎn)生光子。電子和空穴之間的能量(帶隙)越大，產(chǎn)生的光子的能量就越高。光子的能量反過(guò)來(lái)與光的顏色對(duì)應(yīng)，可見光的頻譜范圍內(nèi)，藍(lán)色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。LED發(fā)光效率高，白熾燈、鹵鎢燈光效為12-24流明/瓦，熒光燈50?70流明/瓦，鈉燈90?140流明/瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經(jīng)改良后將達(dá)到達(dá)50?200流明/瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無(wú)需過(guò)濾可直接發(fā)出有色可見光。LED的能耗低，單管功率只有0.03?0.06W，且驅(qū)動(dòng)電壓低（1.5?3.5V）,電流小（15?20mA）,在形成同等照明效果的情況下，它的耗電量只有白熾燈的十分之一、熒光燈的三分之一，節(jié)能效果非常明顯。LED屬于低壓供電，絕緣要求不高，不需要變壓器、鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器等附件，明顯節(jié)省投資。LED結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于固體光源，不需要充氣，不需要玻璃外殼，也不存在氣體密封等問(wèn)題，而且耐沖擊，耐震動(dòng)，不易破碎。LED是冷光源，可控性好，響應(yīng)時(shí)間快，可反復(fù)頻繁亮滅，不會(huì)疲倦。LED光源的色彩純正、豐富，勝過(guò)彩色金鹵燈，還可演變?nèi)我馍?，其裝飾性無(wú)與倫比。LED光源輕質(zhì)結(jié)構(gòu)（環(huán)氧樹脂封裝），體積小巧，能適應(yīng)多種幾何尺寸和不同的空間大小，對(duì)燈具強(qiáng)度和剛度的要求比其他電光源的要求低。LED光源的使用壽命長(zhǎng)，其壽命是白熾燈的100倍、熒光燈的20?30倍，免去了頻繁維修之苦。高節(jié)能：直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗，電光功率達(dá)90％以上，同樣照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80％以上。壽命長(zhǎng)：LED光源無(wú)燈絲、使用壽命可達(dá)4萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)。利環(huán)保：生產(chǎn)中無(wú)有害元素和重金屬、無(wú)輻射。3、LED電網(wǎng)路燈燈泡的結(jié)構(gòu)與特性：（1） 燈泡結(jié)構(gòu)：LED路燈燈泡系采用LED作為光源、傳統(tǒng)電網(wǎng)作為能源的國(guó)家專利產(chǎn)品，其LED具有使用壽命長(zhǎng)，霧穿透力強(qiáng)，節(jié)省85%以上電費(fèi)，五到十年免維護(hù)費(fèi)用。在安裝過(guò)程中，由于電耗低，所以降低變壓器功率、減少配電柜和電纜等投資，環(huán)保、安裝方便、在節(jié)約能源的城市，其高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)倍受青瞇。（2） 基本配件：2.1型號(hào)ZKFY100W2.2燈泡規(guī)格ZKFY100WLED路燈燈泡一個(gè)，超高亮進(jìn)口大功率LED組合2.3保修卡一年包換，兩年免費(fèi)保修

2.4合格證書一份2.5說(shuō)明書路燈說(shuō)明書份3）LED路燈照度：3.1適應(yīng)環(huán)境溫度-40°C至50°C3.2最佳環(huán)境溫度-5°C至20C3.3LED燈泡耗電量100W/盞3.4LED燈泡壽命（1）額定環(huán)境溫度下,每天工作低于12小時(shí),壽命可達(dá)40,000小時(shí)以上。3.5LED路燈平均照度22lux以上（在10米高度）3.6LED路燈照度均勻度>0.35（即中心區(qū)照射范圍10米以上）3.7眩光限制截光型，最大光強(qiáng)方向0°?65°3.8誘導(dǎo)性很好，可以給駕駛員提供有關(guān)道路前方走向、線型、坡度等視覺信息3.9LED照度衰減度工作10000小時(shí)后衰減不超8%3.10防火等級(jí)94V-04、LED路燈光源的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析：白熾燈的發(fā)光原理是電能將發(fā)光鎢絲進(jìn)行加熱而發(fā)光的，經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的加熱，鎢絲就會(huì)老化甚至燒斷，至此，白熾燈泡的壽命也就此告終了。各種節(jié)能燈和高壓鈉燈都是靠高壓和氣體而發(fā)光，由于本身材料和發(fā)熱，再加電網(wǎng)電壓的大波動(dòng)，導(dǎo)致它們的壽命只有一年或一年多，而發(fā)光二極管的發(fā)光機(jī)理是由二極管特殊的組成結(jié)構(gòu)決定的，二極管主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成，當(dāng)在電極上加上正向偏壓之后，使電子和空穴分別注入P區(qū)和N區(qū),當(dāng)非平衡少數(shù)載流子和多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)，就會(huì)以輻射光子的形式將多余的能量轉(zhuǎn)化為光能。其發(fā)光過(guò)程包括三個(gè)部分：正向偏壓下的載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。由此可見二極管主要是靠載流子的不斷移動(dòng)而發(fā)光的，不存在老化和燒斷的現(xiàn)象，其特殊的發(fā)光原理決定了它的發(fā)光壽命長(zhǎng)達(dá)5-10萬(wàn)個(gè)小時(shí)。超高亮度單色光的LED已經(jīng)在市場(chǎng)上取得了進(jìn)展。盡管它們與傳統(tǒng)的燈泡相比更加昂貴，但是它們的優(yōu)點(diǎn)完全可以抵消其較高的價(jià)格，據(jù)科學(xué)家們測(cè)定，LED通電發(fā)光時(shí)，有90%的電能可以轉(zhuǎn)化成光能，而白熾燈泡的轉(zhuǎn)化效率只有7-8%，由此可見，要達(dá)到同等的照明效果，LED燈比白熾燈節(jié)能是顯而易見的了.全球能源危機(jī)的時(shí)候，能源是一種寶貴的資源，所以節(jié)約能源是我們未來(lái)的面臨的問(wèn)題。LED做為一種新型的節(jié)能、環(huán)保的綠色光源產(chǎn)品，將它應(yīng)用到路燈上也是未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì),已被列入2003年十大前沿技術(shù)之一,2004年我公司正式開發(fā)出第一代LED路燈。LED光源這種新型照明光源必將會(huì)取代傳統(tǒng)照明光源，LED作為照明光源，就像晶體管取代電子管一樣，大勢(shì)所趨，不可阻擋。環(huán)境保護(hù)1、 環(huán)境保護(hù)的原則：按照國(guó)際GDP和國(guó)際FDA認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)。2、 環(huán)保概念：LED科技為最新高科技的節(jié)能環(huán)保材料，如可以全部照明采用LED光源，照明用電將節(jié)約80%以上，用電量少了，就可以少建電廠，減少二氧化碳、氮氧化物排放量和二氧化碳溫室效應(yīng)，提高我市空氣質(zhì)量，同時(shí)LED本身不含鉛、汞，無(wú)污染、無(wú)閃爍，安全、綠色環(huán)保，可以解決傳統(tǒng)照明汞污染等問(wèn)題。項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)1、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)：通過(guò)本文的LED技術(shù)分析，我們都會(huì)深感LED的優(yōu)勢(shì)，下面我們分析LED干道路燈燈泡（100W）的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)：（1）、100WLED路燈的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)：100WLED路燈與傳統(tǒng)路燈節(jié)能對(duì)照表項(xiàng)目\品名、光源備注LED路燈納燈LED燈燈具功率（W）250W100W

耗電量配電器（W）變壓器驅(qū)動(dòng)電源12.53綜合線損（5%\W）12.5.005.00國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：5%鎮(zhèn)流器\驅(qū)動(dòng)電源損耗（3%\W）0.400.09100KVA變壓器3%功率因數(shù)0.700.95燈具總功耗（W）325108.09每日使用時(shí)間（h）121212H/天每日功耗（W）3900（不恒定）1306.8（恒定）每日耗電量（度）3.91.3一度等于1千瓦時(shí)1年耗電量（度）1423.5474.5一年按365日計(jì)效率電省DEL75%電費(fèi)1年電費(fèi)支出1466.21488.7351.03元\Kwh燈具損壞與維護(hù)費(fèi)用燈具整燈壽命<10年>10年LED燈壽命〉50000小時(shí)單價(jià)400.002800.00配件壽命（發(fā)光體）<0.5年1年更換次數(shù)2單價(jià)100.00小計(jì)200.00人工費(fèi)工價(jià)20.001年更換次數(shù)2小計(jì)40.00平均1年維護(hù)支出240.00綜合效益評(píng)估1年電費(fèi)與損壞維護(hù)總支出1706.21488.735單支計(jì)算1年電費(fèi)與報(bào)廢維護(hù)總節(jié)約1217.48單支計(jì)算LED燈用量（pcs）1

LED燈投資額2800.00LED燈投資1年收益1217.48LED燈投資回收期（月）2210年凈收益（已減去LED燈投資額）9374.8（2）、60WLED路燈的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)：60WLED路燈與傳統(tǒng)路燈節(jié)能對(duì)照表項(xiàng)目\品名、光源備注LED路燈納燈LED燈燈具功率（W）150W60W耗電量配電器（W）變壓器驅(qū)動(dòng)電源12.53綜合線損（5%\W）12.5.005.00國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：5%鎮(zhèn)流器\驅(qū)動(dòng)電源損耗（3%\W）0.400.09100KVA變壓器3%功率因數(shù)0.700.95燈具總功耗（W）19563每日使用時(shí)間（h）121212H/天每日功耗（W）2340（不恒定）765（恒定）每日耗電量（度）2.340.765一度等于1千瓦時(shí)1年耗電量（度）854.1279.23一年按365日計(jì)效率電省DEL75%

電費(fèi)1年電費(fèi)支出879.72287.611.03元\Kwh燈具損壞與維護(hù)費(fèi)用燈具整燈壽命<10年>10年LED燈壽命〉50000小時(shí)單價(jià)300.002000.00配件壽命（發(fā)光體）<0.5年1年更換次數(shù)2單價(jià)100.00小計(jì)200.00人工費(fèi)工價(jià)20.001年更換次數(shù)2小計(jì)40.00平均1年維護(hù)支出240.00綜合效益評(píng)估1年電費(fèi)與損壞維護(hù)總支出1119.72287.61單支計(jì)算1年電費(fèi)與報(bào)廢維護(hù)總節(jié)約832.11單支計(jì)算LED燈用量（pcs）1LED燈投資額2000.00LED燈投資1年收益832.11LED燈投資回收期（月）2610年凈收益（已減去LED燈投資額）6321.12、投入成本與回報(bào)：從上表可容易看出，LED路燈在長(zhǎng)期的投資中可獲得良好的經(jīng)濟(jì)和節(jié)能效益,雖然前期投資較大，但在電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用方面，可大大減少，下面我們分別以1255盞主干道路燈和767盞次干道為例測(cè)算一次性投資與回報(bào)：1）1255盞主干道路燈描述LED路燈高壓鈉燈路燈1255盞路燈投資費(fèi)用351.4萬(wàn)元50.2萬(wàn)元

1255盞路燈第一年電費(fèi)（按1.03元計(jì)）61.3萬(wàn)元184萬(wàn)元1255盞路燈第一年更換維護(hù)費(fèi)0元60萬(wàn)元1255盞路燈一年后總費(fèi)用412.7萬(wàn)元244萬(wàn)元1255盞路燈第二年電費(fèi)61.3萬(wàn)元184萬(wàn)元1255盞路燈第二年維護(hù)費(fèi)0萬(wàn)元60萬(wàn)元1255盞路燈兩年后總費(fèi)用474萬(wàn)元488萬(wàn)元從上表格可容易看出，1255盞路燈的投資回收期為二年左右。2）767盞次干道路燈描述LED路燈高壓鈉燈路燈767盞路燈投資費(fèi)用153.4萬(wàn)元23萬(wàn)元7