LED路燈的先進性與節能措施分析

劉曉賓 陳健

摘 要：節能LED路燈的技術經濟評估表明, 與傳統路燈相比，LED路燈雖然成本較高，但環保、壽命長、省電、節能。LED路燈是路燈未來發展的方向,將會迎來更新、更大的發展機遇。本文介紹了LED路燈的先進性，對其節能措施進行了分析。

關鍵詞：LED路燈；先進性；白光LED光源；節能措施

1.引言

道路照明目前最普遍采用的是高壓納燈,此種光源存在發熱量大、耗電量高、啟動時間長、顯色性差等缺點,所以我們需要發展一種更節能、更新的道路照明光源，而高光效、大功率的LED正是近些年國內外快速發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,所以在節能方面，LED路燈的發展有著非常重要的意義。近幾年來，我國LED路燈的發展也很迅速,建立了很多示范工程,并且取得了良好的效果。

2.國內外LED路燈開發狀況

白光LED出現不久,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。在美國Cree公司建立的“LED City”示范工程數據證明, 與傳統路燈相比，LED耗電量僅為其30%。我國也正在積極的開發LED路燈,臺灣和香港也在積極的開發LED路燈,且取得了良好的效果。同時，我國還廣泛的實行校所企業聯合,建立了示范工程以及風光轉換的LED路燈開發。

3. LED路燈的先進性

與節能熒光燈和高壓鈉燈相比，LED路燈的節能效果非常明顯，雖然LED光源價格過高,一些穩定性仍需提高，但是對于6-10m的高燈桿來說,當前LED路燈輻照路面的照度均勻度、平均照度均已達到甚至超過了國家標準,尤其是顯色和色溫指數的優勢非常明顯。對于性能優越的路燈來說,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。相關實驗證明,雖然LED路燈的一次性投入費用較高，但其確實節約維修費和電纜,而且節能省電。隨著將來LED光效的逐漸提高,價格逐漸下降,其社會和經濟效益就會逐漸明顯。

近年來，尤其是風能和太陽能LED路燈開始受到了人們的廣泛關注,因為它們更加節能，是LED路燈未來重要的發展方向。此系統能夠為LED燈-太陽能發電系統-風車三者組合, LED燈和發電風車組合,也能夠為LED燈和太陽能光伏發電系統組合,此系統能夠實現“零能耗”照明。

4. LED路燈的節能措施

4.1 管理方面的節能措施

“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，對關閉半數光源的方法小心采用。在機動車道較寬、照度要求高的主干路和快速路上，常規燈桿布燈時，能夠對車道側同桿雙光源燈具的方案進行考慮，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、交錯布置或單側布置時也都能夠使用此方案。

4.2道路照明設計要根據標準進行

當前的道路照明設計中，很多道路的照度過高，既使道路兩側景觀照明的效果被削弱，也使得路燈照明的耗電被增加。所以在設計中應結合現場實際情況并根據《城市道路照明設計標準》中規定的照度均勻度、照度值等進行設計，對燈具光源進行合理選擇，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，使燈具的使用系數得到最大限度的提高，進而實現節約電能的目的。

4.3無線監控路燈系統

使用“三遙”監控系統，監控照明的系統是由現場的路燈開關箱智能終端、無線通信系統及中央調度室的微機網絡系統構成。系統會通過無線數傳信道自動對開/關燈進行遙控，使用光控與時控相結合的控制措施，結合當地的光照值和日出日落時間，同時可以對現場的工作功率、電流、電壓等數據進行遙測，對電壓進行智能調節，并分析采集到的數據，進而對路燈的運行狀況進行判斷。

4.4采用新型LED路燈燈具

LED路燈及就是指半導體照明燈，由黃色熒光粉和GaN基功率型藍光LED合成、使用低壓直流供電的高效白光二極管，由于其為固態冷光源，所以有著耗電少、無污染、環保等優點。近些年，雖然LED路燈得到了快速的發展，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、散熱指數低等就很容易導致光斑等問題。不過LED作為新興的一種光源，一定會隨著技術的進步，被廣泛應用。

4.5安裝節電器

我們都知道，受負荷影響，電網電壓在道路照明中的負荷低谷時電壓過高，負荷高峰時電壓過低。而臨近午夜時電網負荷為低谷，傍晚時電網電壓較低，但電網電壓過高。此類不合理的現象就導致了資金和能源嚴重浪費的現象的出現，電壓的平方和電能的消耗在負荷不變的情況下成正比，安裝節電器就是為了調低電壓，實現節能，把節電器安裝在供電點之后，將照明電壓穩定或降低在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。

4.6整合現有的變壓器

因為在設計道路照明時，變壓器均留有部分負載，所以在使用的過程中，可能會出現供電線路更改等狀況，導致部分變壓器效率低下、負載率低。在電費中，變壓器空載的無功損耗占了的大比例，明顯浪費。因此能夠把負荷并入相鄰變壓器，實現節能的目的，使無功損耗減少，使變壓器的利用率提高。根據千伏安/24元計算，停用一臺250kVA的變壓器后，一年就能夠節省72000元，數目非?？捎^。

4.7探索新能源路燈

新能源路燈就是指，把風能、太陽能及其它能源轉換為電能，以供路燈照明使用，其中最為典型的是風光互補型路燈和太陽能路燈。風光互補型路燈可以彌補獨立應用光電和風電時的不足，可以同時把光能與風能蓄集轉換成電能使用。但是因為新能源路燈的維修不便、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，晚上把太陽能轉換成電能供電，但是太陽能路燈的電池技術尚不是很成熟，投資高，壽命短。

5.結束語

有效推廣節能LED道路照明,將會實現節能減排的目的，使電纜的維護成本和鋪設費用降低,使電費支出減少。LED路燈是一種新興產業,相關高新技術的快速發展會對節能LED路燈及LED光源的成本降低和質量提高有利,使其早些被廣泛使用，盡早產業化。

參考文獻：

[1] 楊成銀,黃志輝,邱望標.太陽能LED照明系統的設計[J].光源與照明, 2007,(04).

[2] 劉行仁,郭光華,林秀華.InGaN藍光LED的發射光譜、色品質與正向電流的關系[J].照明工程學報,2004,(01).

[3] 孫明生.LED光源在路燈照明中的應用及展望[J].才智,2010,(13).

[4] 王樂,吳珂,俞益波,孫大明,黃志義.基于CFD的LED陣列自然對流散熱研究[J].光電子.激光, 2010,(12).