LED路燈和高壓鈉燈在道路照明中的應(yīng)用

葉瑩臻

摘 要：在充分了解城市道路照明系統(tǒng)特征的基礎(chǔ)上，從節(jié)能、實用、維護(hù)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等多個角度對LED路燈和高壓鈉燈進(jìn)行分析，為建設(shè)城市良好的道路照明系統(tǒng)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：LED路燈；高壓鈉燈；道路照明；電力節(jié)能

中圖分類號：U491.53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0015-02

根據(jù)我國《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，城市快車道、主要交通干線、次干線和支線應(yīng)采用高壓鈉燈進(jìn)行道路照明，在城市道路照明系統(tǒng)中優(yōu)先使用高壓鈉燈。LED作為一種新型固態(tài)冷光源，以其環(huán)保無污染、耗電少、光效高、壽命長等優(yōu)勢，逐漸被應(yīng)用于社會多個領(lǐng)域的照明中，因此，LED路燈將成為道路照明節(jié)能改造的最佳選擇。由于LED在城市照明的推廣應(yīng)用方面仍存有爭議，需要進(jìn)一步對其進(jìn)行探索和試驗，要求多角度、多層次、多視線地對LED路燈的應(yīng)用開展客觀、科學(xué)的分析，進(jìn)而使城市照明系統(tǒng)實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源等多方效益。

1 LED路燈概述

LED是Light Emitting Diode的縮寫，翻譯為發(fā)光二極管，因而LED路燈屬于半導(dǎo)體照明燈。LED燈可有效應(yīng)用信號、顯示、背光源等多方面的技術(shù)。經(jīng)多年的實踐，LED技術(shù)應(yīng)用范圍逐步由原有的小功率背光照明轉(zhuǎn)向大功率功能性照明。

1.1 LED路燈的優(yōu)勢

LED路燈發(fā)射光具有單向性，光照效率較高，很少出現(xiàn)漫射現(xiàn)象；擁有典型的二次光學(xué)設(shè)計，節(jié)能效果好；顯色指數(shù)較高，可以滿足市中心、繁華地段、居住區(qū)等對色彩識別標(biāo)準(zhǔn)；功率因數(shù)能夠達(dá)到0.95，不必安裝電解電容；采用環(huán)氧樹脂封裝，具有較強的耐振動效果，適用于道路橋梁等的照明；由于不含重金屬汞，在報廢時不會對環(huán)境造成危害；發(fā)射光不會出現(xiàn)頻閃現(xiàn)象，可有效用于運動物體的照明；具有較好的啟動性能；輸入交流電電壓范圍較廣，可用于遠(yuǎn)距離路燈電纜電路，且極少出現(xiàn)自熄問題。

1.2 LED路燈的劣勢

LED路燈為定向發(fā)射光，峰值光強較高，給燈具的光學(xué)配光帶來相應(yīng)的技術(shù)難度；光源發(fā)光角度過小，燈下光線較為密集，其亮度和均勻度不能達(dá)到城市道路照明標(biāo)準(zhǔn)，不能用于主干線和次干線等道路照明；高功率LED路燈散熱問題未得到處理，使其光衰迅速，使用年限縮短，不能滿足道路長時間、高質(zhì)量照明的要求；LED路燈受IP防護(hù)等級、燈具散熱、電子元器件、雷電感應(yīng)等影響，使其有效使用壽命縮短；白光LED受制造工藝缺陷、反射杯和透鏡配合誤差的影響，易于引起“黃圈”現(xiàn)象；發(fā)射光中具有藍(lán)色光成分，舒適感較差。

2 高壓鈉燈概述

我們所用的高壓鈉燈，是一種具有高強度和高發(fā)光效率的氣體放電燈。經(jīng)過多年的實踐應(yīng)用，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于城市道路照明系統(tǒng)中。

2.1 高壓鈉燈的優(yōu)勢

發(fā)光效率一般為100～130 lm/W，功率越高，光效也就越好；壽命長，有效使用時間可長達(dá)12 000～24 000 h；城市主干線裝設(shè)低色溫的高壓鈉燈，可保持良好的視覺效果；在多霧、多塵和陰雨等天氣，發(fā)射光較強的穿透力可體現(xiàn)出其獨特優(yōu)勢。此外，高壓鈉燈還具有耗電少、不誘蟲等特點。

2.2 高壓鈉燈的劣勢

通常高壓鈉燈的顯色指數(shù)為20～30，色溫在1 726.8℃左右。由于顯色指數(shù)低，不適用于城市中心、商業(yè)繁華地段、居住區(qū)等的照明；顏色改進(jìn)型或者高顯色類型的高壓鈉燈都是在削弱光效基礎(chǔ)上研制而成的；功率因數(shù)普遍較低，應(yīng)安裝電解電容來提升功率因數(shù)；容易受到電壓波動性的影響，引起自熄現(xiàn)象；啟動、再啟動持續(xù)時間較久。

3 LED路燈和高壓鈉燈的應(yīng)用分析

3.1 節(jié)能效果

城市路燈照明系統(tǒng)在維持光照強度、均勻度的基礎(chǔ)上，應(yīng)該最大程度地實現(xiàn)電能節(jié)約。就發(fā)光效率而言，高壓鈉燈通常為90～130 lm/W，LED燈為50～90 lm/W，由此可見，高壓路燈的具體光效要比LED高；在平均照度方面，LED路燈由于自身特點的限制，能夠覆蓋路面的光通量低于高壓鈉燈，其利用率也比高壓鈉燈?。粡臒艟吲涔鈦碇v，裝設(shè)LED路燈所用的路燈數(shù)量要高出高壓鈉燈的1/5；從功率因素角度來講，高壓鈉燈功率因素約為0.42，設(shè)置電解電容后能夠達(dá)到0.85～0.90，而LED路燈的功率因數(shù)高達(dá)0.95，相比之下，高壓鈉燈體現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。

3.2 經(jīng)濟(jì)實用性

LED光源受自身均勻度和功率的影響，在相同的道路距離內(nèi)裝設(shè)的燈桿往往比高壓路燈多，再加上LED路燈價格較高，與高壓鈉燈相比，所具備的經(jīng)濟(jì)實用性較弱；在燈具設(shè)計和使用方面，應(yīng)用LED路燈降低箱式變壓器容量和路燈電力電纜長度并沒有達(dá)到預(yù)期的效果，因而LED路燈在成本節(jié)約方面的效果也不顯著。

3.3 運行維護(hù)

高壓鈉燈經(jīng)過多年的實踐應(yīng)用，生產(chǎn)工藝已趨于成熟，質(zhì)量和性能較為穩(wěn)定、可靠，能夠滿足不同場合的需求。高壓鈉燈需要運行維護(hù)的部位為電源和配套的電器設(shè)備，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，故障發(fā)生時便于維修，另外，所需維修費用也較少。而LED路燈出現(xiàn)運行故障時，在現(xiàn)場很難及時維修，需要整體更換。LED路燈與高壓鈉路燈相比，不僅在使用年限、穩(wěn)定性方面存在差距，其維修和更換也較為頻繁。

3.4 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

LED路燈技術(shù)發(fā)展迅速，對產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制訂還需要一些時間，因而當(dāng)前市場上LED路燈產(chǎn)品所具備的不同性能指標(biāo)都低于高壓鈉燈產(chǎn)品，根本原因是LED路燈在技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量方面參差不齊，阻礙著LED路燈產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。

4 LED路燈和高壓鈉燈的應(yīng)用趨勢

高壓鈉燈在道路照明中占主導(dǎo)地位，這種形勢將會一直持續(xù)，直至被光色好、顯色指數(shù)高、優(yōu)質(zhì)高效的新型綠色電光源來取代。目前，國內(nèi)外LED路燈使用還處在試驗階段，要達(dá)到大范圍的使用，仍然需要很長一段時間的技術(shù)研發(fā)和試驗。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過對LED路燈和高壓鈉燈在道路照明中的應(yīng)用進(jìn)行分析得知，LED路燈的應(yīng)用應(yīng)堅持客觀、科學(xué)的原則，在提升研制技術(shù)的基礎(chǔ)上，改善其性能指標(biāo)，加大扶持力度，不斷完善產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測體系，使其能夠切實取代高壓鈉燈光源，成為城市道路照明系統(tǒng)的主體光源。

參考文獻(xiàn)

[1]李悅銘.LED路燈與高壓鈉燈路燈的能效對比[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012（29）.

〔編輯：劉曉芳〕