LED路燈照明優缺點及改造實例分析

摘要：城市路燈是城市組成元素中最重要的一部分，除了具有道路照明功能外，還能夠美化城市，改善城市環境。隨著經濟的發展，我國城市化步伐的不斷加快，人們對基礎設施的建設要求越來越高，除了考慮路燈的照明功能之外，還要考慮降低城市照明設施的能耗。因此推廣節能綠色照明產品已成為城市照明發展的新趨勢。

關鍵詞：LED路燈照明;節能;改造

一、LED路燈的特點

1.1 LED路燈的優點

1.1.1 LED路燈發出的光具有單向性，沒有光的漫射，通過對LED路燈進行二次光學設計，將LED路燈的光照射到所需照明的區域，進一步提高光照效率，以達到節能目的。

1.1.2 LED路的光源效率目前已達110-130lm/W，而且還有很大的發展空間，理論值達250lm/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，大功率LED路燈優點實際上250W以上高壓鈉燈的光效高于LED）。

1.1.3 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（參照英國道理照明標準）。

1.1.4 LED路燈的光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍達到道路使用照度要求，而高壓鈉燈光衰大，一年左右已經下降30%以上，因此，LED路燈在使用功率的設計上可以比高壓鈉燈低。

1.1.5 LED路燈有自動控制節能裝置，能實現在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。Spark 智能LED路燈可實現電腦調光，分時間段控制，光線控制，溫度控制，遠程控制，自動巡檢等人性化功能。

1.1.6 LED是低壓器件，驅動單顆LED的電壓為安全電壓，系列產品單顆LED功率都為1瓦，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。

1.1.7 壽命長：能使用5萬小時以上，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。

1.1.8 光效高：采用≥100LM以上的芯片，相對于傳統高壓鈉燈能節能75%以上。

1.1.9 LED不含有害金屬汞，不像高壓鈉燈或金屬鹵化物燈在報廢時對環境造成危害。

1.2 LED路燈的缺點

1.2.1 單個LED功率低。為了獲得大功率，需要多個并聯使用。

1.2.2 顯色指數低。在LED照射下顯示的顏色沒有白熾燈真實，這要從光譜分布上來分析，屬于技術問題。

1.2.3 光斑。由于白光LED本身制造工藝上缺陷加上與反射杯或透鏡的配合誤差，容易造成“黃圈”問題。

1.2.4 LED照射均勻度問題。如果不進行二次光學設計，LED照明產品的照射是比較集中，所以一定要進行二次光學設計，使其光強分布圖呈蝙蝠形。

1.2.5 LED的光衰問題。相比小功率LED，大功率LED路燈的光衰就會要好很多。但是小功率LED熱量散發很小。而大功率的LED是存在散熱沒有辦法解決的問題，而且發熱后亮度會明顯降低，所以功率不能做大。現在市場銷售的Spark LED路燈最大的是360W。

總體而言，目前LED照明技術日趨成熟，大功率LED光源功效已經達到100lm/W以上，這使得城市路燈照明節能改造成為可能。LED路燈，特別是大功率LED路燈，正以迅猛的速度沖擊傳統的路燈市場。

二、LED路燈在路燈節能改造實例

我們對溫州市主城區149條小街小巷進行測算，共計路燈1673盞。

光源規格

光源功率（W）

電源效率

系統功率（W）

數量（個）

總功率（W）

年照明時長（h）

年耗電量（度）

改造前

45W節能燈

45

1

45

559

25155

3650

91816

70W高壓鈉燈

70

0.83

85

503

42755

3650

156056

110W高壓鈉燈

110

0.83

133

132

17556

3650

64079

150W高壓鈉燈

150

0.83

182

1673

304486

3650

1111374

改造后

20W" LED玉米燈

18

0.9

20

559

11180

3650

40807

30W" LED玉米燈

30

0.9

33

503

16599

3650

60586

60W" LED路燈

56

0.9

62

132

8184

3650

29872

90W" LED路燈

84

0.9

92

1673

153916

3650

561793

改造

結果

改造前合計年用電量（度）

改造后合計年用電量（度）

年合計節電量（度）

峰谷平均電價（元/度）

年節省電費（元）

折合年節省標準煤（噸）

折合年減排二氧化碳（噸）

1423325

693058

730267

0.93

679148

295

728

如上表計算所得，按照日工作10小時，年工作365天進行測算，預計改造后年可節省道路照明耗電730267度，照明改造節能率約為47.7%，按照峰谷平均電價0.93元/度計算，折合年可節省照明電費約679148元。同時可以產生的社會效益包括節煤295噸/年，減排二氧化碳728噸/年。

三、LED路燈在實際應用中存在的問題

LED路燈的理論數據比較突出，然而在實際使用過程中我們發現LED路燈的很多特點并沒有標稱的那么明顯。

4.1 雖然LED路燈的理論數據已經滿足照明標準的需要。但在實測過程中，尤其是對行駛中的車輛，按照道路設計時速行駛時，駕駛員難以辨識出前方60-100米處的障礙物，LED路燈難以達到測試要求。

4.2 LED路燈的色溫過高，LED光源照射下的物體顏色明顯失真。LED燈光經水泥路面反射后過于蒼白耀眼，讓人難以適應。尤其對駕駛員，容易產生不適感，無法和現有的高壓鈉燈光源相比。

4.3 不同功率的LED路燈實際節能效果相差比較大。低功率的LED燈具有比較好的節能效果，而在大功率上的LED路燈相較高壓鈉燈而言，比如功率在250W、400W左右的，并沒有明顯的節能優勢。

4.4 LED路燈的色溫不穩定，即使同個廠家同一批次生產的LED路燈產品的色溫也存在一定偏差。這就會造成一條道路上出現色溫交錯的現象，容易造成駕駛員視覺疲勞。

4.5 LED燈具集成化程度較高，不同于傳統的高壓鈉燈技術含量較低，各電器元件如燈泡、整流器等損壞后可直接更換。LED燈具技術含量較高，燈具內部集成化程度高，其損壞之后一般的電工無法當場維修，需要將整個燈具更換掉，維修難度大而且成本高。

四、總結

總體而言，LED路燈屬于節能綠色產品，其在今后的路燈照明方面的發展應用具有巨大的潛力。但是就目前而言，LED路燈還無法完全取代傳統路燈。其部分優勢無法在城市道路照明中得到完全發揮，也存在部分明顯的缺陷。當然部分照明效果好、功率較低的LED路燈已經能滿足使用要求。我們可以在一些照度等級偏低，照明要求相對不高的道路上，使用這類節能效果比較好的LED路燈產品進行嘗試。建議路燈建設和管理單位嘗試考慮在小街小巷的路燈改造，商業步行街的路燈建設，公園游步道的路燈建設等方面采用優質的LED路燈產品，為LED路燈的發展和應用積累經驗，同時實現節能減排，降低能耗的目標。

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