LED道路照明光源關(guān)鍵技術(shù)課件

LED道路照明的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)清華大學(xué)深圳研究生院半導(dǎo)體照明實(shí)驗(yàn)室錢可元QianKeyuanLED道路照明的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)清華大學(xué)深圳研究生采用LED路燈的疑惑

LED的發(fā)光效率無(wú)法和高壓鈉燈相比；LED路燈光色不夠亮，穿透性不夠；

LED的照射過(guò)于集中，其照射的均勻度差；

LED路燈的長(zhǎng)期光衰嚴(yán)重，壽命不長(zhǎng)；LED路燈本身自重過(guò)重，不利于安裝，防風(fēng)；LED色溫太高，刺眼;而高壓鈉燈色溫低，舒適，穿霧能力強(qiáng)。LED路燈只適用于燈桿在8米以下的次干道。主干路宜采用低色溫的高壓鈉燈。LED路燈造價(jià)過(guò)高，無(wú)法普及；采用LED路燈的疑惑LED的發(fā)光效率無(wú)法和高壓鈉燈相比；城市道路照明的技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計(jì)依據(jù)城市道路照明的技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計(jì)依據(jù)城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30%的比例；以439億kwh，平均電價(jià)0.65元/kwh計(jì)算，一年開支285億元。

城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)應(yīng)該是：只求夠亮，不求最亮！城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30衡量道路照明的技術(shù)指標(biāo)?

亮度分布的均勻性：

亮度均勻的路面可以減少駕駛者眼睛由于不斷適應(yīng)明暗變化所起的疲勞感。

Uo（平均均勻度）＝Imin/Iav

U1（縱向均勻度）＝Imin/Imax

Imin－道路上最小亮度

Imax－道路上最大亮度

Iav－道路上平均亮度

衡量道路照明的技術(shù)指標(biāo)?

亮度分布的均勻性：

亮度均勻的路燈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)路燈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)7術(shù)語(yǔ)解釋

目前,快速路和主干道的照度規(guī)定值偏低,至少20lx以上。7術(shù)語(yǔ)解釋目前,快速路和主干道的照度規(guī)定值偏低,至少20l路燈現(xiàn)狀高壓鈉燈光效>100lm/W(120lm/W)主要用于主干道，快速路照明,照度25~50lx單盞110～400W均勻度0.35左右節(jié)能燈光效50~70lm/W，主要用于庭院照明路燈現(xiàn)狀高壓鈉燈道路照明光源的要求高光效；必須滿足總光通量的要求；長(zhǎng)壽命；要求能正常工作5年以上；有利于形成照度與亮度均勻分布的光場(chǎng)；耐候性；溫度、濕度、紫外輻射道路照明光源的要求高光效；傳統(tǒng)路燈的技術(shù)參數(shù)高壓鈉燈光效>100lm/W(120lm/W)主要用于主干道，快速路照明,照度25~50lx單盞110～400W均勻度0.35左右節(jié)能燈光效50~70lm/W，主要用于庭院照明傳統(tǒng)路燈的技術(shù)參數(shù)高壓鈉燈燈具系統(tǒng)的效率光源效率燈具效率電源光學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)域外的光照明利用系數(shù)要求照明區(qū)域燈具系統(tǒng)的效率光源效率燈具效率電光學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)域外的光照明利用系LED路燈的優(yōu)勢(shì)－光學(xué)方面的優(yōu)勢(shì)發(fā)光立體角??；傳統(tǒng)路燈發(fā)光的立體角為4π；近似點(diǎn)光源，便于二次光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；均勻度有望大大提高(0.7)；總的光效高；高壓鈉燈80-120lm/w照明效果比較的對(duì)象：高壓鈉燈。絕非白熾燈！LED路燈的優(yōu)勢(shì)－光學(xué)方面的優(yōu)勢(shì)發(fā)光立體角?。桓邏衡c燈80-路燈光源光通量的計(jì)算高壓鈉燈(120lm/W)道路等級(jí)快速路主干道次干道光源功率（W）400250150照射面積(m2)400350300路面長(zhǎng)度(m)403530照度（lux）301510區(qū)域內(nèi)光通量（lm）1200052503000光源總光通量（lm）480003000018000系統(tǒng)效率0.250.1750.167路燈光源光通量的計(jì)算高壓鈉燈(120lm/W)道路等級(jí)快速路路燈光源光通量的計(jì)算LED光源(100lm/W)道路等級(jí)快速路主干道次干道照射面積(m2)400350250區(qū)域內(nèi)光通量（lm）1200052503000系統(tǒng)效率0.70.70.7最少需要光通量（lm）1714375004286需要LED功率（W）1727543最理想的情況！路燈光源光通量的計(jì)算LED光源(100lm/W)道路等級(jí)快速LED路燈的光學(xué)設(shè)計(jì)LED路燈的光學(xué)設(shè)計(jì)1，傳統(tǒng)城市照明光源面臨的問(wèn)題顯色指數(shù)很低(約為30)在點(diǎn)亮?xí)r溫度很高，產(chǎn)生嚴(yán)重的眩光壽命較短，需要經(jīng)常進(jìn)行價(jià)格不菲的維護(hù)作業(yè)0510-5-10-1551015203025照度(lux)水平距離(米)傳統(tǒng)城市照明光源1，傳統(tǒng)城市照明光源面臨的問(wèn)題顯色指數(shù)很低(約為30)05LED路燈面臨的光學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題常規(guī)LED遠(yuǎn)場(chǎng)分布具有的朗伯型特征LED路燈面臨的光學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題常規(guī)LED遠(yuǎn)場(chǎng)分布具有的朗伯低端LED路燈存在的問(wèn)題基本沒(méi)有光學(xué)處理單元，照明效果極差，節(jié)能效果不顯著某一次干路(6車道，24米寬)的現(xiàn)有LED路燈實(shí)測(cè)：燈高10米，間距30米最高照度僅為14lux，最低照度僅為0.8lux，平均照度僅為4.8lux，均勻度僅為0.17。低端LED路燈存在的問(wèn)題基本沒(méi)有光學(xué)處理單元，照明效果極差，IESStreetlightDistributionPatternsThesepatternsarelargelybasedonthelightpatterncreatedbyexistingstreetlightingfixturesMostcustomerswillwanttokeepthesepatternsbecausepeopleareusedtothemTypeITypeIITypeIIITypeIVTypeVIESStreetlightDistributionP新型LED路燈系統(tǒng)新型LED路燈系統(tǒng)LED道路照明光源關(guān)鍵技術(shù)課件封裝后的照度分布理論模擬圖在35米長(zhǎng)10米寬的矩形區(qū)域上能達(dá)到70%以上的均勻度透鏡的效率達(dá)到了90%以上。封裝后的照度分布理論模擬圖在35米長(zhǎng)10米寬的矩形區(qū)域上能LED路燈工程實(shí)例廣東東莞莞龍路LED照明工程LED路燈工程實(shí)例廣東東莞莞龍路LED照明工程LED路燈工程實(shí)例廣東東莞石龍1萬(wàn)多盞大功率LED路燈改造工程LED路燈工程實(shí)例廣東東莞石龍1萬(wàn)多盞大功率LED路燈改造工5.新型LED路燈與現(xiàn)有路燈的比較常規(guī)路燈現(xiàn)有LED路燈新型LED路燈測(cè)試條件6車道，24米寬，燈高12米，間距35米。6車道，24米寬，燈高10米，間距30米。6車道，24米寬，燈高12米，間距35米。路燈本身消耗功率(W)

40072134實(shí)際耗電功率(W)

50085158穩(wěn)定平均照度(lux)

20.64.8(不滿足要求)21均勻度(Lmin/Lavg)

0.40.17(不滿足要求)

0.4

照明功耗密度(W/m2)(路面穩(wěn)定平均照度20lux)

1.160.435.新型LED路燈與現(xiàn)有路燈的比較常規(guī)路燈現(xiàn)有LED路燈新新型LED路燈與現(xiàn)有路燈的比較常規(guī)路燈現(xiàn)有LED路燈新型LED路燈測(cè)試條件6車道，24米寬，燈高12米，間距35米。6車道，24米寬，燈高10米，間距30米。6車道，24米寬，燈高12米，間距35米。照明功耗密度(W/m2)(按照路面穩(wěn)定平均照度30lux來(lái)推算)1.730.65采購(gòu)成本(元/盞)作為基準(zhǔn)在高壓鈉燈基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加約3600元

每年所需電費(fèi)(元)(計(jì)算依據(jù)：一天照明10小時(shí)，每年365天，電費(fèi)以1元/度計(jì))

1825－577新型LED路燈與現(xiàn)有路燈的比較常規(guī)路燈現(xiàn)有LED路燈新型LELED路燈光源的問(wèn)題探討LED路燈光源的問(wèn)題探討LED路燈行業(yè)現(xiàn)狀

1、傳統(tǒng)照明大企業(yè)觀望、試水；

2、眾多小企業(yè)百花齊放;

3、跳不出傳統(tǒng)燈具束縛

LED光源≠LED燈具;

LED路燈行業(yè)現(xiàn)狀1、傳統(tǒng)照明大企業(yè)觀望、試水；

推廣LED路燈的難點(diǎn)

LED路燈成本高，一次性投入較大;技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的滯后;專業(yè)部門的思維定勢(shì)一時(shí)難以扭轉(zhuǎn);還缺乏配套的扶持與鼓勵(lì)政策;人們對(duì)LED的認(rèn)識(shí)有個(gè)過(guò)程，包括部分專家；推廣LED路燈的難點(diǎn)LED路燈成本高，一次性投入較大;春潮涌動(dòng)

1、LED性價(jià)比不斷提高

2、節(jié)能、環(huán)保、綠色的大潮流不可逆轉(zhuǎn)。

3、關(guān)鍵技術(shù)日趨成熟，二次配光和散熱的研究已引起廠家更多的重視。

4、政府支持的大好前景。

春潮涌動(dòng)1、LED性價(jià)比不斷提高

2、節(jié)能、環(huán)保、綠色的大謝謝各位謝謝各位LED道路照明的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)清華大學(xué)深圳研究生院半導(dǎo)體照明實(shí)驗(yàn)室錢可元QianKeyuanLED道路照明的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)清華大學(xué)深圳研究生采用LED路燈的疑惑

LED的發(fā)光效率無(wú)法和高壓鈉燈相比；LED路燈光色不夠亮，穿透性不夠；

LED的照射過(guò)于集中，其照射的均勻度差；

LED路燈的長(zhǎng)期光衰嚴(yán)重，壽命不長(zhǎng)；LED路燈本身自重過(guò)重，不利于安裝，防風(fēng)；LED色溫太高，刺眼;而高壓鈉燈色溫低，舒適，穿霧能力強(qiáng)。LED路燈只適用于燈桿在8米以下的次干道。主干路宜采用低色溫的高壓鈉燈。LED路燈造價(jià)過(guò)高，無(wú)法普及；采用LED路燈的疑惑LED的發(fā)光效率無(wú)法和高壓鈉燈相比；城市道路照明的技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計(jì)依據(jù)城市道路照明的技術(shù)指標(biāo)與設(shè)計(jì)依據(jù)城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30%的比例；以439億kwh，平均電價(jià)0.65元/kwh計(jì)算，一年開支285億元。

城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)應(yīng)該是：只求夠亮，不求最亮！城市道路照明系統(tǒng)追求的目標(biāo)城市公共照明在我國(guó)照明耗電中占30衡量道路照明的技術(shù)指標(biāo)?

亮度分布的均勻性：

亮度均勻的路面可以減少駕駛者眼睛由于不斷適應(yīng)明暗變化所起的疲勞感。

Uo（平均均勻度）＝Imin/Iav

U1（縱向均勻度）＝Imin/Imax

Imin－道路上最小亮度

Imax－道路上最大亮度

Iav－道路上平均亮度

衡量道路照明的技術(shù)指標(biāo)?

亮度分布的均勻性：

亮度均勻的路燈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)路燈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)38術(shù)語(yǔ)解釋

目前,快速路和主干道的照度規(guī)定值偏低,至少20lx以上。7術(shù)語(yǔ)解釋目前,快速路和主干道的照度規(guī)定值偏低,至少20l路燈現(xiàn)狀高壓鈉燈光效>100lm/W(120lm/W)主要用于主干道，快速路照明,照度25~50lx單盞110～400W均勻度0.35左右節(jié)能燈光效50~70lm/W，主要用于庭院照明路燈現(xiàn)狀高壓鈉燈道路照明光源的要求高光效；必須滿足總光通量的要求；長(zhǎng)壽命；要求能正常工作5年以上；有利于形成照度與亮度均勻分布的光場(chǎng)；耐候性；溫度、濕度、紫外輻射道路照明光源的要求高光效；傳統(tǒng)路燈的技術(shù)參數(shù)高壓鈉燈光效>100lm/W(120lm/W)主要用于主干道，快速路照明,照度25~50lx單盞110～400W均勻度0.35左右節(jié)能燈光效50~70lm/W，主要用于庭院照明傳統(tǒng)路燈的技術(shù)參數(shù)高壓鈉燈燈具系統(tǒng)的效率光源效率燈具效率電源光學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)域外的光照明利用系數(shù)要求照明區(qū)域燈具系統(tǒng)的效率光源效率燈具效率電光學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)域外的光照明利用系LED路燈的優(yōu)勢(shì)－光學(xué)方面的優(yōu)勢(shì)發(fā)光立體角小；傳統(tǒng)路燈發(fā)光的立體角為4π；近似點(diǎn)光源，便于二次光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；均勻度有望大大提高(0.7)；總的光效高；高壓鈉燈80-120lm/w照明效果比較的對(duì)象：高壓鈉燈。絕非白熾燈！LED路燈的優(yōu)勢(shì)－光學(xué)方面的優(yōu)勢(shì)發(fā)光立體角?。桓邏衡c燈80-路燈光源光通量的計(jì)算高壓鈉燈(120lm/W)道路等級(jí)快速路主干道次干道光源功率（W）400250150照射面積(m2)400350300路面長(zhǎng)度(m)403530照度（lux）301510區(qū)域內(nèi)光通量（lm）1200052503000光源總光通量（lm）480003000018000系統(tǒng)效率0.250.1750.167路燈光源光通量的計(jì)算高壓鈉燈(120lm/W)道路等級(jí)快速路路燈光源光通量的計(jì)算LED光源(100lm/W)道路等級(jí)快速路主干道次干道照射面積(m2)400350250區(qū)域內(nèi)光通量（lm）1200052503000系統(tǒng)效率0.70.70.7最少需要光通量（lm）1714375004286需要LED功率（W）1727543最理想的情況！路燈光源光通量的計(jì)算LED光源(100lm/W)道路等級(jí)快速LED路燈的光學(xué)設(shè)計(jì)LED路燈的光學(xué)設(shè)計(jì)1，傳統(tǒng)城市照明光源面臨的問(wèn)題顯色指數(shù)很低(約為30)在點(diǎn)亮?xí)r溫度很高，產(chǎn)生嚴(yán)重的眩光壽命較短，需要經(jīng)常進(jìn)行價(jià)格不菲的維護(hù)作業(yè)0510-5-10-1551015203025照度(lux)水平距離(米)傳統(tǒng)城市照明光源1，傳統(tǒng)城市照明光源面臨的問(wèn)題顯色指數(shù)很低(約為30)05LED路燈面臨的光學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題常規(guī)LED遠(yuǎn)場(chǎng)分布具有的朗伯型特征LED路燈面臨的光學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題常規(guī)LED遠(yuǎn)場(chǎng)分布具有的朗伯低端LED路燈存在的問(wèn)題基本沒(méi)有光學(xué)處理單元，照明效果極差，節(jié)能效果不顯著某一次干路(6車道，24米寬)的現(xiàn)有LED路燈實(shí)測(cè)：燈高10米，間距30米最高照度僅為14lux，最低照度僅為0.8lux，平均照度僅為4.8lux，均勻度僅為0.17。低端LED路燈存在的問(wèn)題基本沒(méi)有光學(xué)處理單元，照明效果極差，IESStreetlightDistributionPatternsThesepatternsarelargelybasedonthelightpatterncreatedbyexistingstreetlightingfixturesMostcustomerswillwanttokeepthesepatternsbecausepeopleareusedtothemTypeITypeIITypeIIITypeIVTypeVIESStreetlightDistributionP新型LED路燈系統(tǒng)新型LED路燈系統(tǒng)LED道路照明光源關(guān)鍵技術(shù)課件封裝后的照度分布理論模擬圖在35米長(zhǎng)10米寬的矩形區(qū)域上能達(dá)到70%以上的均勻度透鏡的效率達(dá)到了90%以上。封裝后的照度分布理論模擬圖在35米長(zhǎng)10米寬的矩形區(qū)域上能LED路燈工程實(shí)例廣東東莞莞龍路LED照明工程LED路燈工程實(shí)例廣東東莞莞龍路LED照明工程LED路燈工程實(shí)例廣東東莞石龍1萬(wàn)多盞大功率LED路燈改造工程LED路燈工程實(shí)例廣東東莞石龍1萬(wàn)多盞大功率LED路燈改造工5.新型LED路燈與現(xiàn)有路燈的比較常規(guī)路燈現(xiàn)有LED路燈新型LED路燈測(cè)試條件6車道，24米寬，燈高12米，間距35米。6車道，24米寬，燈高10米，間距30米。6車道，24米寬，燈高12米，間距35米。路燈本身消耗功率(W)

40072134實(shí)際耗電功率(W)

50085158穩(wěn)定平均照度(lux)

20.64.8(不滿足要求)21均勻度(Lmin/Lavg)

0.40.17(不滿足要求)

0.4

照明功耗密度(W/m2)(路面穩(wěn)定平均照度20lux)

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