關于大功率LED在城市照明提升改造中的應用淺談

尤明星

（鹽城市路燈管理處 江蘇鹽城 224000）

2018年是鹽城市迎接國家衛生城市、創建國家文明城市的重要之年。該項目是市路燈管理處承擔的重點項目任務。項目實施有利于加強城市道路公共照明設施管理，提高城市品位。是創建國家衛生城市、文明城市不可或缺的重要內容，對改善市民出行條件和居住環境有著極為重要的作用。

1 城市道路照明現狀及存在的問題

大市區范圍內城市道路照明設施由市直、亭湖區、鹽都區、開發區和城南新區分區建設、分區管理、分區控制。由于建設主體的不同，存在的問題也各不相同，主要存在如下問題：

（1）部分道路照明設施不符合綠色照明要求，亮度、照度等不符合國家標準。

（2）部分城市道路照明工程未委托專業照明設計單位設計，導致光源與燈具不匹配、亮度、照度、配光曲線等不能滿足道路的實際需要。

（3）部分道路照明設施已達使用年限，燈具光衰較為嚴重，影響發光效果。

（4）部分道路配備的路燈光源電器功率偏小，發光照度不夠，光效差。

2 項目建設的必要性

通過對城市道路照明現狀和存在問題的分析，可以看出城市道路照明存在著交通隱患。項目建設的必要性主要體現在以下幾個方面：

2.1 完善城市基礎設施建設需要

實施鹽城市區主次干道路燈提升改造工程，消除路燈提升改造存在的隱患，提高現狀路燈的運行效率，是客觀實際的需要。路燈是城市的“眼睛”，是城市繁榮文明的象征，是城市物質文明與精神文明建設的一個窗口。路燈不僅反映著一個城市面貌，同時還反映著一個城市科學、技術、經濟、文化和政治上發達程度。項目的建設，完善城市基礎設施，極大的方便市民生活。

2.2 促進地區經濟發展的需要

隨著我市經濟的繁榮、社會的進步、城市的發展，對于各類市政基礎設施配套建設的要求也越來越高。一個城市需要一枚“徽章”，一個城市文明程度的象征：城市道路是最物化的外表，也是一座城市氣質的符號。城市的道路形象是城市整體形象最強有力的“形象代言”。城市道路是城市文明程度最物化的外表，也是一座城市氣質的符號。

2.3 促進節能減排工作的需要

目前，市區主次干道路燈采用高壓鈉燈，整燈光效達>60lm/W，顯指>45，色溫：2000K，被照射物不真實，壽命：2年。缺點是光源故障率高，出現故障就會整燈不亮，不便于更換與維護；滲水漏水現象比較常見，環境適應性差；封閉式外殼，無散熱系統，透氣性不好，燈具溫度高，光衰大；慢啟動，等待時間長等等。采用LED路燈的能耗較低，單管功率只有0.03～0.06W，且驅動電壓低（1.5～3.5V），電流小（15～20mA），在形成同等照明效果的情況下，它的耗電量只有傳統高壓鈉燈的1/2，節能效果非常明顯。本項目實施后，鹽城市區主次干道路燈采用LED路燈提升改造，其綜合節能率將超過50%以上，這對促進鹽城市的節能減排工作具有重要的現實意義。

3 大功率LED可行性調研

根據目前照明設施的實際情況調研論證，鹽城市城鄉建設局向市政府領導報告，市路燈管理處組織技術人員對市面上LED光源進行考察、論證。

3.1 LED路燈與常規路燈不同

LED路燈與常規路燈不同的是，LED光源采用低壓直流供電、由GaN基功率型藍光LED與黃色合成的高效白光，具有高效、安全、節能、環保、壽命長、響應速度快、顯色指數高等獨特優點，可廣泛應用于道路。外罩可用制作，耐高溫達135℃，耐低溫達-45℃。

3.2 大功率LED在城市照明主要優點

（1）本身的特性--光的單向性，沒有光的漫射，保證光照效率。

（2）LED路燈有獨特的二次光學設計，將LED路燈的光照射到所需照明的區域，進一步提高了光照效率，以達到節能目的。

（3）LED的已達110-130lm/W，而且還有很大的發展空間，理論值達360lm/W。而高壓鈉燈的發光效率是隨功率增加才有所增加，因此，總體光效LED路燈比高壓鈉燈強；（這個總體光效是理論上的，實際上250W以上高壓鈉燈的光效高于LED燈）。

（4）LED路燈的光顯色性比高壓鈉燈高許多，高壓鈉燈顯色指數只有23左右，而LED路燈顯色指數達到75以上，從視覺心理角度考慮，達到同等亮度，LED路燈的光照度平均可以比高壓鈉燈降低20%以上。

（5）LED路燈有自動控制節能裝置，能實現于滿足不同時段照明要求情況下最大可能的降低功率，節省電能。可實現電腦調光，分時間段控制，光線控制，溫度控制，自動巡檢等人性化功能。

（6）壽命長：能使用5萬h以上，提供三年的質量保證。不足之處就是電源的壽命得不到保證。

（7）安裝簡便：無需加埋電纜無需整流器等，直接將安裝于燈桿接上或者將光源嵌套原有燈殼。

（8）散熱控制出色：夏天溫度控制在45℃以下，并采用被動散熱方式，夏天的散熱保障不足。

（9）光色均勻：不加透鏡，不以提高亮度而犧牲均勻光色，從而保證無光圈光色均勻。

4 大功率LED效益分析

4.1 節能和環保效益顯著

LED照明具有長壽命、節能環保、色彩豐富、微型化等優點，將成為人類照明史上的又一次飛躍。

在光效方面，高壓鈉燈最高可達140lm/W，比目前商用大功率LED的光效100lm/W高，但LED的顯色指數（約80）要遠遠超過高壓鈉燈（約25），且在相同照度下，白光LED更有助于司機或行人識別目標，其道路照明效果和舒適度要遠高于高壓鈉燈。

在燈具效率方面，高壓鈉燈采用球面發光設計，綜合考慮反射器效率，高壓鈉燈的燈具效率一般僅有70%。但LED是定向出光，如采用恰當的配光設計，大部分光線會直接投射到路面，燈具效率能達85%以上。鹽城市采用LED路燈后，每年總節電為463.85萬kW·h，相當于每年減少使用標準煤570.07t，減少排放二氧化碳（CO2）4624.58t，減少排放二氧化硫（SO2）139.16t，減少排放氮氧化物（NOX）69.58t，減少排放碳粉塵1261.67t。

4.2 大幅度減少運行成本

（1）項目提升改造前高壓鈉燈功率3341.05kW，全年耗電量1386.54萬kW·h，改造后LED燈功率3329.38kW·h，全年耗電量1381.69萬kW·h，全年節約用電463.85萬kW·h，大大減少路燈運行電費。

（2）高壓鈉燈需經常更換光源配件，每根燈桿用于更換配件的材料采購成本和人工成本每年約200元。而LED路燈由于使用壽命長，維護費用年平均節約200萬元。

4.3 道路視覺效果明顯改善

采用LED路燈進行改造后，消除了原高壓鈉燈在使用中存在的耗電量大、視覺效果差（嚴重偏色、顯色性低）、維護費用高等缺點。為機動車駕駛人員和路人創造出良好的視覺環境，在保障交通安全、提高交通運輸效率、節約電費和維護費的同時，也美化、亮化了城市夜晚環境。

5 結語

總結了這次路燈照明提升的成功之處，一方面歸功于對改造方案的決策，切合我市實際情況，在原有燈具基礎之上，進行升級改造，對原有資源的進行回收利用；另一方面歸功于選擇了一線品牌廠家的高效光源模組及配套的驅動電源。大幅度降低了能耗，達到節能的效果。截至目前，我市在高速范圍內及城市快速路網總共使用LED大功率模組燈具23000余盞。