LED路燈的先進(jìn)性與節(jié)能措施分析

劉曉賓 陳健

摘 要：節(jié)能LED路燈的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估表明, 與傳統(tǒng)路燈相比，LED路燈雖然成本較高，但環(huán)保、壽命長、省電、節(jié)能。LED路燈是路燈未來發(fā)展的方向,將會迎來更新、更大的發(fā)展機(jī)遇。本文介紹了LED路燈的先進(jìn)性，對其節(jié)能措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：LED路燈；先進(jìn)性；白光LED光源；節(jié)能措施

1.引言

道路照明目前最普遍采用的是高壓納燈,此種光源存在發(fā)熱量大、耗電量高、啟動時間長、顯色性差等缺點(diǎn),所以我們需要發(fā)展一種更節(jié)能、更新的道路照明光源，而高光效、大功率的LED正是近些年國內(nèi)外快速發(fā)展起來的一種新光源,它具有無污染、瞬時啟動、不易損壞耐震動、壽命長(30 000-50000 h)、光效高(≥90 lm/W(1W LED))等優(yōu)勢。由于白光LED是道路照明和普通照明的理想光源,所以在節(jié)能方面，LED路燈的發(fā)展有著非常重要的意義。近幾年來，我國LED路燈的發(fā)展也很迅速,建立了很多示范工程,并且取得了良好的效果。

2.國內(nèi)外LED路燈開發(fā)狀況

白光LED出現(xiàn)不久,日本就首先提出用于路燈。美國Mooncell公司在2003年開始了LED路燈的生產(chǎn)。在美國Cree公司建立的“LED City”示范工程數(shù)據(jù)證明, 與傳統(tǒng)路燈相比，LED耗電量僅為其30%。我國也正在積極的開發(fā)LED路燈,臺灣和香港也在積極的開發(fā)LED路燈,且取得了良好的效果。同時，我國還廣泛的實(shí)行校所企業(yè)聯(lián)合,建立了示范工程以及風(fēng)光轉(zhuǎn)換的LED路燈開發(fā)。

3. LED路燈的先進(jìn)性

與節(jié)能熒光燈和高壓鈉燈相比，LED路燈的節(jié)能效果非常明顯，雖然LED光源價格過高,一些穩(wěn)定性仍需提高，但是對于6-10m的高燈桿來說,當(dāng)前LED路燈輻照路面的照度均勻度、平均照度均已達(dá)到甚至超過了國家標(biāo)準(zhǔn),尤其是顯色和色溫指數(shù)的優(yōu)勢非常明顯。對于性能優(yōu)越的路燈來說,除了光源光通量需要高 (光效)以外, 道路的照明效率、電源效率及燈具效率也特別重要。相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明,雖然LED路燈的一次性投入費(fèi)用較高，但其確實(shí)節(jié)約維修費(fèi)和電纜,而且節(jié)能省電。隨著將來LED光效的逐漸提高,價格逐漸下降,其社會和經(jīng)濟(jì)效益就會逐漸明顯。

近年來，尤其是風(fēng)能和太陽能LED路燈開始受到了人們的廣泛關(guān)注,因?yàn)樗鼈兏庸?jié)能，是LED路燈未來重要的發(fā)展方向。此系統(tǒng)能夠?yàn)長ED燈-太陽能發(fā)電系統(tǒng)-風(fēng)車三者組合, LED燈和發(fā)電風(fēng)車組合,也能夠?yàn)長ED燈和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組合,此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“零能耗”照明。

4. LED路燈的節(jié)能措施

4.1 管理方面的節(jié)能措施

“亮一隔二”或“亮一隔一”的路燈照明方式會使照度均勻度不同程度的甚至嚴(yán)重的下降，會帶給社會治安、行人安全、交通等不利的影響。所以，我們要針對不同的燈桿布置方式，對關(guān)閉半數(shù)光源的方法小心采用。在機(jī)動車道較寬、照度要求高的主干路和快速路上，常規(guī)燈桿布燈時，能夠?qū)嚨纻?cè)同桿雙光源燈具的方案進(jìn)行考慮，兩個光源能為不等功率或等功率。使用此布燈方案時，上半夜要亮兩個光源，后半夜把其中一個關(guān)閉。此方式基本對照度均勻度無影響，對稱布置、交錯布置或單側(cè)布置時也都能夠使用此方案。

4.2道路照明設(shè)計(jì)要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行

當(dāng)前的道路照明設(shè)計(jì)中，很多道路的照度過高，既使道路兩側(cè)景觀照明的效果被削弱，也使得路燈照明的耗電被增加。所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況并根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的照度均勻度、照度值等進(jìn)行設(shè)計(jì)，對燈具光源進(jìn)行合理選擇，保證既能滿足路面照度均勻度的要求，又能滿足路面平均照度的要求，使燈具的使用系數(shù)得到最大限度的提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的。

4.3無線監(jiān)控路燈系統(tǒng)

使用“三遙”監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控照明的系統(tǒng)是由現(xiàn)場的路燈開關(guān)箱智能終端、無線通信系統(tǒng)及中央調(diào)度室的微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)會通過無線數(shù)傳信道自動對開/關(guān)燈進(jìn)行遙控，使用光控與時控相結(jié)合的控制措施，結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓庹罩岛腿粘鋈章鋾r間，同時可以對現(xiàn)場的工作功率、電流、電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行遙測，對電壓進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，并分析采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)而對路燈的運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷。

4.4采用新型LED路燈燈具

LED路燈及就是指半導(dǎo)體照明燈，由黃色熒光粉和GaN基功率型藍(lán)光LED合成、使用低壓直流供電的高效白光二極管，由于其為固態(tài)冷光源，所以有著耗電少、無污染、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。近些年，雖然LED路燈得到了快速的發(fā)展，但其仍然存在某些不足，白光LED自身在制造工藝上的缺陷，外加與透鏡或反射杯的配合誤差以及顯色、光衰、散熱指數(shù)低等就很容易導(dǎo)致光斑等問題。不過LED作為新興的一種光源，一定會隨著技術(shù)的進(jìn)步，被廣泛應(yīng)用。

4.5安裝節(jié)電器

我們都知道，受負(fù)荷影響，電網(wǎng)電壓在道路照明中的負(fù)荷低谷時電壓過高，負(fù)荷高峰時電壓過低。而臨近午夜時電網(wǎng)負(fù)荷為低谷，傍晚時電網(wǎng)電壓較低，但電網(wǎng)電壓過高。此類不合理的現(xiàn)象就導(dǎo)致了資金和能源嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象的出現(xiàn)，電壓的平方和電能的消耗在負(fù)荷不變的情況下成正比，安裝節(jié)電器就是為了調(diào)低電壓，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，把節(jié)電器安裝在供電點(diǎn)之后，將照明電壓穩(wěn)定或降低在220V上下，能夠有效的使燈泡的使用壽命延長，還能減少有功電費(fèi)。

4.6整合現(xiàn)有的變壓器

因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)道路照明時，變壓器均留有部分負(fù)載，所以在使用的過程中，可能會出現(xiàn)供電線路更改等狀況，導(dǎo)致部分變壓器效率低下、負(fù)載率低。在電費(fèi)中，變壓器空載的無功損耗占了的大比例，明顯浪費(fèi)。因此能夠把負(fù)荷并入相鄰變壓器，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，使無功損耗減少，使變壓器的利用率提高。根據(jù)千伏安/24元計(jì)算，停用一臺250kVA的變壓器后，一年就能夠節(jié)省72000元，數(shù)目非常可觀。

4.7探索新能源路燈

新能源路燈就是指，把風(fēng)能、太陽能及其它能源轉(zhuǎn)換為電能，以供路燈照明使用，其中最為典型的是風(fēng)光互補(bǔ)型路燈和太陽能路燈。風(fēng)光互補(bǔ)型路燈可以彌補(bǔ)獨(dú)立應(yīng)用光電和風(fēng)電時的不足，可以同時把光能與風(fēng)能蓄集轉(zhuǎn)換成電能使用。但是因?yàn)樾履茉绰窡舻木S修不便、蓄電池壽命受限制以及一次性投入較高等不利因素的影響，目前還未大規(guī)模的被推廣使用。太陽能路燈指的是，把光能通過太陽能蓄能面板收集起來，晚上把太陽能轉(zhuǎn)換成電能供電，但是太陽能路燈的電池技術(shù)尚不是很成熟，投資高，壽命短。

5.結(jié)束語

有效推廣節(jié)能LED道路照明,將會實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，使電纜的維護(hù)成本和鋪設(shè)費(fèi)用降低,使電費(fèi)支出減少。LED路燈是一種新興產(chǎn)業(yè),相關(guān)高新技術(shù)的快速發(fā)展會對節(jié)能LED路燈及LED光源的成本降低和質(zhì)量提高有利,使其早些被廣泛使用，盡早產(chǎn)業(yè)化。

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