LED路燈的應用研究

董 鵬

福州市民用建筑統建辦公室，福建 福州 350001

0 引言

當今社會不斷發展，各種資源都極其珍貴，尤其是現階段全國范圍內電力緊缺且日趨嚴重，全國很多地區都采取了限電政策。隨著我國電力用量的不斷增長，電力資源緊缺與用電量大的矛盾將更加突出。節能減排成為社會發展的必然，使用節電產品也必將成為日后發展的趨勢[1]。

1 LED路燈應用背景

在過去幾十年里，傳統路燈采用高壓鈉燈照明，高壓鈉燈發熱量大，極大地影響了路燈的使用壽命。LED路燈技術的發展推動了路燈照明燈具行業的發展革命，近乎顛覆了傳統路燈照明技術[2-3]。使用LED路燈照明，可以極大地降低路燈能耗。據不完全統計，LED路燈產品正常使用條件下的3年故障率為1%，而傳統高壓鈉燈產品正常使用條件下的3年故障率為20%。LED光源的色彩柔和、性能穩定、使用壽命長、節能效果顯著、抗震能力強、更換便捷等優勢，都是傳統燈源難以做到的。

目前，LED路燈技術已發展得相當成熟，之前難以攻克的技術瓶頸也基本攻克，價格進一步降低，在當今社會上的占有率進一步提高。在不久的將來，LED路燈的普及將會是大勢所趨。

2 LED路燈的特點及優勢

LED路燈以綠色、環保、節能著稱，相較于傳統光源有著得天獨厚的優勢，目前大批量LED路燈正在逐步取代傳統高壓鈉燈。以下重點介紹LED路燈較為突出的幾個應用優勢。

（1）節能、節材。LED路燈有著近乎完美的電光轉換率。經過各方實驗數據證明，同等光通量下，LED路燈比傳統路燈可有效節省能耗45%以上，高效率產品可以做到節能75%[4]。目前，無論是道路照明還是家庭照明，LED節能燈具的競爭優勢都是無可比擬的。同等條件下，普通120 W LED路燈和250 W高壓鈉燈二者照度接近，LED路燈功耗大幅降低，節能效果更好。按照城市主干道，燈桿雙側布置，間距25 m，每天開燈12 h，則每公里城市主干道每年可以節電將近45 000 kWh。具體計算公式如下：

并且，與傳統路燈相比，同等條件下，LED路燈供電線材、斷路器等使用費用也大幅降低，可見，其在節材方面的貢獻也相當突出。

（2）環保。LED光源是冷光源，沒有對眼睛視網膜有危害的紫外線、藍光，也沒有對視網膜有害的熱輻射，在使用過程中不會釋放有害物質，而且不含汞元素，是綠色照明光源。

（3）抗震能力強。LED光源使用環氧樹脂封裝，燈體緊密結合，不留空隙，在抗震方面有著較大的優勢。

（4）使用壽命長。LED光源的使用壽命長達1×105h，遠遠超過傳統路路燈光源，壽命是其5倍以上。

（5）適應性強。LED路燈可在-35～+65 ℃極端惡劣環境下穩定工作。

（6）光源穩定性好。近幾年，LED路燈在道路照明方面的穩定性遠遠超過傳統路燈光源，極少出現損壞現象。LED路燈的各種優良特性，使其深受大眾喜愛。

（7）價格逐步降低，維護成本低。隨著LED技術的飛速發展，LED路燈的各種短板也得到補充，且LED路燈的智能控制特性更凸顯其優勢[5]。在節能減排的背景下，全國都在推廣LED路燈產品，大量的訂單也進一步促進LED路燈廠家降低成本，從而使其價格更加親民。2020年，我國LED路燈平均價格已經下探至2 800元以下，相比初期已有很大改善。雖然LED路燈新裝成本比傳統路燈光源高出許多，但其節能效果及超低的維護成本使其優勢仍然顯著存在。LED路燈近5年價格走勢如圖1所示。

圖1 2016—2020年LED路燈行業平均價格走勢（單位：元/套）

3 LED路燈的發展現狀和前景

3.1 發展現狀

在LED技術出現之前，傳統的光源如高壓鈉燈在路燈照明方面有著舉足輕重的地位。隨著LED技術的出現及近年來的不斷發展，目前其取代傳統光源的趨勢勢不可擋。就現階段而言，LED燈具的市場空間還很大，而且隨著LED照明技術的不斷進步，LED燈具價格還會繼續下探，性價比會越來越高。

目前，國家正大力推進二、三線城市LED路燈普及工作。2019年，中國LED路燈市場規模繼續快速增長，達到200億元。2020年，國內LED路燈市場規模達到290億元。在智慧城市建設大背景下，預計未來5年內，我國LED路燈市場將迎來高峰期。近5年我國LED市場規模如圖2所示。

圖2 2016—2020年我國LED市場規模（單位：億元）

近5年，我國LED路燈的滲透率在不斷提升。2016年，我國LED路燈市場的滲透率為28.70%，2017年為29.90%，2018年為32.10%，2019年達到35.90%，到2020年，滲透率已經提高到40.1%，發展迅猛。未來，隨著智慧城市的進一步推進，以及LED路燈滲透率的提高，LED路燈發展空間巨大。預計到2025年，LED路燈滲透率將達到70%以上。近5年路燈滲透率如圖3所示。

圖3 2016—2020年我國路燈滲透率

3.2 發展前景

LED光源是新一代光源，具有高壽命、低熱量、高亮度等優點，被稱為綠色照明光源。在我國基礎設施建設大開發的背景下，LED路燈市場前景不可估量。近幾年，不斷涌現的中小LED企業使得市場競爭更加激烈。目前，全世界包括紐約、東京、倫敦等國際大都市也都在為LED技術做推廣。現階段，LED路燈在我國發展順暢，得益于國家政策的積極推動，再加上用量的不斷攀升，LED行業前景廣闊。

目前，全球LED產業的分布與競爭格局逐漸趨于穩定。一些發達國家的個別高科技企業掌握大量先進的LED照明技術，利用其技術優勢，試圖壟斷全球高端市場?？梢?，巨大的壓力也一直伴隨我國LED制造業。在我國，LED行業優勝劣汰，即便未來還有巨大的需求量，但很多中小企業仍會被淘汰。與發達國家相比，現階段我國在LED行業的發展還存在差距，政府及相關行業都要加大投入力度，持續提高研發能力，才能使中國制造引領全球。

4 結束語

LED燈具是當前各個領域照明的主流發展趨勢，在路燈領域，它的應用能在保證照度等基本要求的前提下節約能源，降低成本，適應國家節能減排的要求。LED作為新型照明燈具，有著良好的節電效果，其諸多優勢使之成為新一代節能產品的焦點，并成為城市照明的優勢之選。