1、LED 路 燈 節 能紹O 一二年五月一、 背景隨著世界能源危機的加劇，各國都在尋求解決能源危機的辦法。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、發光效率高、功耗低、啟動時間短、顯色指數高、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，是世界上最有發展潛力的新一代光源。而且LED光源可實現無汞化生產 ，對環境

2、保護同樣具有重要意義。用半導體LED作為光源的固態照明燈，將會逐漸取代傳統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省能源的重要途徑。LED正以其固用的優越性吸引著世界的目光。美國，日本等國家及臺灣地區對LED照明效益進行了預測，美國 55%的白熾燈、日光燈被 LED取代，每年可節省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座核電站發電量，每年可節省10億公升以上原油消耗。臺灣地區25%的白熾燈及100%日光燈被LED取代，每年可節省110億度電。LED照明燈還將會形成500億美元的巨大

3、產業市場。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，每年就可以節約 800億度電，基本上相當于一個三峽電站的年發電量，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。為此，我國專項成立了 “國家半導體照明委員會”，出臺了國家半導體照明工程計劃，建立LED產業化基地，推動我國LED產業的健康發展。二、道路照明設計一般要求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

4、（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、環境比和誘導性為評價指標。人行道路及小區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下表對種常燃燈布置方式的相關指標布置方式燈具仰角道路震安裝高度斷H(m)JS(m)也面照度“度均勻度單儺置10-15雙向2道616-188/10 0.4雙向4道1233-3610/15 0.4雙傕錯置10-15雙向4首Q20-2510/15 0.4雙向6道81025-3020/300.4雙向8道1025-3020/30 0.4雙置10-15雙向4道820-2510/15 0.4雙向6道1025-3020/30 0.4雙向8道

5、1025-3020/30 0.4常麴明的五種基本布置方式如下圖所示:1,燈II的量排長度不過安裝高度的1/4.燈II的，口角不宜超N 燈II的布方公安裝高限和面電可按衰5.L遍計M后確定三、LED路燈在道路照明方面的例用大功率LED燈用作道路照明，與像燈相比有著無可匕咽點：.啜機制不同，由于LED是一種半騷器件，其有效壽命可達 50000小時即 經50000小晡，光衰小于 30%),遠硼以及金蝦(它M壽 命大概在 12000-15000小時。.由于LED是半缽材料，無燈級其它附加材料，因此它的抗震性好。. LED光源照明燈的他指數可達到 80以上，比螺近于自然光，人眼在此情況下更易辨別事物，有

6、利于的行車安全；而高壓鈉燈的顯色指數只有20-30。.傳統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上的區別，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智能化節能控制。.由于傳統的路燈光源都是采用汞蒸汽的機制來發光，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，傳統光源的發光機制決定了它會發 出對人體有害的紫外線。LED光源是固態照明，沒有有害物質如汞等元素，也不會發出紫外線，因此，是環保的光源。.在光學系統內，傳統的路燈光源是全向發光，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

7、分光線的，因此光線損失比較大。由于LED是單向發光，光線的利用率比傳統的路燈高。.傳統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， 獲得較高的照度均勻度。.更完善的自動控制（選配） ：可根據不同時間段的需要設定不同的亮度，更 加提高節能的效果。如晚上7時亮時是200W,到了半夜 12點人少時，亮度自動調節為100W,其中還可以省電 60W。現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，根據幾何三角關系可以計算出照

8、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。示意圖依照現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，產生安全隱患。常規路燈容易形成部分黑暗地帶、陰影。通過特殊光形設計的LED應用在路燈燈具上，可以使燈具的發光角度發生偏移，提升了路邊的照明利用率；根據矩形的長寬比可以產生長寬比為2:1的光斑，這樣相鄰的光斑之間則不會出現陰影，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寬的照射范

9、圍，而且還提高了燈具的照明效率，降低了道路的照明功率密度，從而真正達到節能及綠色環保。采用特殊光學設計的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，實測數據如下表:間距 地面平均安裝高度布置方式道路寬度一燈具型號照度照度均勻度雙側布燈雙向8車道H(m)S(m)12200W30240.7從實測數據可知， 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200w LED路燈的模

10、擬1.單向2車道單側布置帶人行道：道染效果圖300.0028.。0 it9. 00 n7*000.00SiPStt： 0.80拜估葩用列表比例1:2441 評估區域道路1長度 28 000 m,用土 7,000 mIN:10 xS A從屬的街道環境因素道路L 選擇的照度等級CE2計算得出的實際值 校等級設定的數值 已滿足床清足（所有的光度凄求均已得到清足.）平均瞭度lx|U0250.7 20事 0 4ZZ2評估區域人行道1長度28 000 m.寬度2 000 m阿格1。x3點從黑的街道環境因素人行道1 選擇的照度疇坦CE5計尊律出的實際值 按等級設定的數值已洎足床滿足：（所有的光度要求均已得到

11、高足。!平均辨度以JU017 40.4鼻 7 5 0,4，/0. 0028. 00 b單位熟Lux.比例1 :244網格1。x 5點最卜照度/平均服OL0.681最小照度/最大照Q.426平均照度 （lx） 25最小照度 1x1 17最大照度lx402.標準雙向4車道雙側對稱布置:道染效果圖比例1 258維護系數:0.80評估范圍列表評估區域道路1 &道路2 長度：30.000 m4 寬度：1420。m 網格10 x1。點從屬的街道環境因素道路分隔島1,選擇的照度等級：CE1道路2.（所有的光度要求均已得到滿足。）計算得出的實際值按等級設定的數值平均照度lx3J 30U00,804己滿足床滿足

12、:五、LED路燈與傳統路燈產品性能對比分析項目EW融熱性的叭圉e使用壽命工作班曲姚BW!舸出走嬸顯然脫冊不順光肪臬燈鞋里mm環蝸染 窕護郵 產黯積 產鼠量SE航至i3rtgfi（5000h）V（7%）松高購hi州帆a）有（攵施黝）5（R50）色趺低（黃）毗施（）金Fit 3oor）容與（脛）能2（19）含鉛料航累S蔓田潴燈ttl安全（啦）怵（ 50000h）寬（20%）雕無（直颯）（ 90%）（RA75）emcM）林良毗無南儲（eor）程由網）不合好（粉西賄）無小（外艇第）89性價比六、采用LED路燈的節能減排社會效益在滿足道路照明較高標準情況下 路燈節能減排對比表傳統路燈LED路燈1、單個光

13、源理想光效110lm/W100lm/W2、每瓦直接到達路面的光通量40%直接到達路面，44lm80%直接到達路 面，80lm3、空射到達路面的光通量60%繪肘后再到 達路面，反射器反射效率40% ,110X0.6X0.4 =26.4Lm20%捶射后再到達路 面，反射器反射效率 40%,100X0.2X0.4= 8Lm4、廢到達路面的光通量44+26.4=70.4Lm80+8=88Lm5、按中覷鮑效果，LED糜2.5系數，折算有效視覺通:6、按住5000Lm照明效果，所需消耗也7、靛效果，按百分比府8、次干道照明布置，常期路燈品種9、每天點燈10小時其年用量（KWh）70.4Lm88 X2.5

14、= 220LmP=5000/70.4 弋 71WP=5000/220 弋 22.7W0% 能 68%稱250W ,趟 稱120W,踴怖耗功率280W1022KWh率 135W492.75KWh5292.5KWh/5292.5 元10、每翻年他KWh） /費煤 2095.83Kg減排CO2926.2Kg11、每算10年折合集/減排:耗煤：0.396Kg/KWh 排放：CO20.175Kg/KWh七、能效益分析（1）雙向6道照明推薦方案雙郵布燈，以17道路，燈桿距30米，燈桿高度12米，雙向共布198路燈，采用200WLED路燈（踴消B摔 227w）代替原有的400W高陋燈（鬟港毛5年各種相合計 （萬元）416. 1183.6使用5年，戡可以替犯7.5萬元-10 -由于在滿足路燈地面照度的要求下，LED路燈比傳統路燈節電 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路燈改造傳統路燈，10年可節約3億 元電費，平均每年可節約3000萬電費，如果在建設階段采用LED路燈，節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% o如果用LED代替傳統光源，可降低照明用電 50%以上，在當今