LED路燈改造方案

1、LED路燈節(jié)能改造方案介專業(yè)資料紹二 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?。而?LED

2、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。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，日本等及地區(qū)對 LED照明效益進(jìn)行了預(yù)測，美國55% 的白熾燈、日光燈被 LED取代，每年可節(jié)專業(yè)資料省 350 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。地區(qū)25% 的白熾燈及 100% 日光燈被 LED取代，每年可節(jié)省

3、 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)體照明計(jì)劃，設(shè)立級重點(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 “ 半導(dǎo)體照明委員會 ”，出臺了半導(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。二、 道路照明設(shè)

4、計(jì)一般要求按照城市道路照明設(shè)計(jì)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)。下表為幾種常規(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裝高度間距地面照度照度均勻度H(m)S(m)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專業(yè)資料置雙向 6車道1025-30雙向 8車道1025-30雙向 4車道82

5、0-25雙側(cè)對稱布雙向 6車道25-3010-1510置雙向 8車道1025-30常規(guī)照明的五種基本布置方式如下圖所示：20/30 0.420/30 0.410/15 0.420/30 0.420/30 0.4三、 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(diǎn)：1. 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 50000 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 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

6、。3. 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 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(fèi)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“啟動時專業(yè)資料間”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。5. 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目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

7、紫外線，因此，是環(huán)保的光源。6 在光學(xué)系統(tǒng)，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。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(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，在有效的照射圍，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?xí)r是 200W ，到了半夜 12 點(diǎn)人少時，亮度自動調(diào)

8、節(jié)為 100W, 其中還可以省電 60W ?，F(xiàn)在的道明照明設(shè)計(jì)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(guān)系可以計(jì)算出照明燈具的配光角度應(yīng)當(dāng)為C0/180 方向約140 度， C90/270 方向約 80 度。專業(yè)資料示意圖依照現(xiàn)在的交通照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)， 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(guān)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(fèi)，也給夜間行駛帶來很大的不便，產(chǎn)生安全隱患。常規(guī)路燈容易形成部分黑暗地帶、陰影。通過特殊光形設(shè)計(jì)的LED 應(yīng)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

9、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(shè)計(jì)，不需要提高燈桿高度即可滿足足夠?qū)挼恼丈鋰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(dá)到節(jié)能及綠色環(huán)保。專業(yè)資料采用特殊光學(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：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(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

10、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，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：渲染效果圖專業(yè)資料專業(yè)資料2. 標(biāo)準(zhǔn)雙向 4 車道 雙側(cè)對稱布置：渲染效果圖專業(yè)資料五、 LED 路燈與傳統(tǒng)路燈產(chǎn)品性能對比分析專業(yè)資料六、 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110lm/W100lm/W40% 直接到達(dá)路80% 直接到達(dá)路面，2 、每瓦直接到達(dá)路面的光通量面

11、， 44lm80lm專業(yè)資料60% 經(jīng)反射后再20% 經(jīng)反射后再到達(dá)到達(dá)路面，反射器路面，反射器反射效率3、經(jīng)反射到達(dá)路面的光通量反射效率 40% ，40% ，110×0.6 ×0.4 100× 0.2 ×0.4 8Lm26.4Lm44+26.4=70.4L4、實(shí)際到達(dá)路面的光通量80+8=88Lmm5、按中間視覺的效果， LED 應(yīng)乘 2.5 系數(shù)，70.4Lm88 ×2.5 220Lm折算有效視覺光通量6、按產(chǎn)生 5000Lm 照明效果，所需消耗電P=5000/70.4 7P=5000/220 22.7功率1WW7、節(jié)能效果，按百分比計(jì)算0

12、%節(jié)能 68%8標(biāo)稱 250W ，實(shí)際標(biāo)稱 120W ，實(shí)際消耗、次干道照明布置，常規(guī)路燈品種消耗功率 280W功率 135W9、每天點(diǎn)燈 10小時，計(jì)算年用電量 （KWh ）1022KWh492.75KWh5292.5KWh/5292.510、每盞 10年節(jié)電（ KWh ）/ 節(jié)費(fèi)（元）0元11、每盞燈 10年折合節(jié)煤 / 減排：節(jié)煤 2095.83Kg耗煤： 0.396Kg/KWh排放： CO 20減排 CO 2 926.2Kg0.175Kg/KWh七、節(jié)能效益分析（1）雙向 6 車道照明推薦方案專業(yè)資料雙側(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

13、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：方案400w 高壓鈉燈200wLED 路燈備注項(xiàng)目年用電量（萬度）.391.8年用電費(fèi)用（萬元）72.1236.72年燈管維護(hù)費(fèi)用（萬11.10LED 路燈在使用階段每一元）年可以節(jié)省約 35.5 萬元年使用費(fèi)用合計(jì)（萬83.2236.72元）5 年各種費(fèi)用合計(jì)使用 5 年，總共可以節(jié)省4161183.6約 177.5 萬元（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)用及變壓器投資費(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 5 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)省投專業(yè)資料資費(fèi)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(dāng)今社會提倡的節(jié)能降耗4的目標(biāo)中發(fā)揮巨大的作用。按照我國火力發(fā)電396