關(guān)于大功率LED在城市照明提升改造中的應(yīng)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(guó)家衛(wèi)生城市、創(chuàng)建國(guó)家文明城市的重要之年。該項(xiàng)目是市路燈管理處承擔(dān)的重點(diǎn)項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目實(shí)施有利于加強(qiáng)城市道路公共照明設(shè)施管理，提高城市品位。是創(chuàng)建國(guó)家衛(wèi)生城市、文明城市不可或缺的重要內(nèi)容，對(duì)改善市民出行條件和居住環(huán)境有著極為重要的作用。

1 城市道路照明現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

大市區(qū)范圍內(nèi)城市道路照明設(shè)施由市直、亭湖區(qū)、鹽都區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)和城南新區(qū)分區(qū)建設(shè)、分區(qū)管理、分區(qū)控制。由于建設(shè)主體的不同，存在的問(wèn)題也各不相同，主要存在如下問(wèn)題：

（1）部分道路照明設(shè)施不符合綠色照明要求，亮度、照度等不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（2）部分城市道路照明工程未委托專業(yè)照明設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，導(dǎo)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(shí)際需要。

（3）部分道路照明設(shè)施已達(dá)使用年限，燈具光衰較為嚴(yán)重，影響發(fā)光效果。

（4）部分道路配備的路燈光源電器功率偏小，發(fā)光照度不夠，光效差。

2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性

通過(guò)對(duì)城市道路照明現(xiàn)狀和存在問(wèn)題的分析，可以看出城市道路照明存在著交通隱患。項(xiàng)目建設(shè)的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 完善城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要

實(shí)施鹽城市區(qū)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(xiàn)狀路燈的運(yùn)行效率，是客觀實(shí)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(zhì)文明與精神文明建設(shè)的一個(gè)窗口。路燈不僅反映著一個(gè)城市面貌，同時(shí)還反映著一個(gè)城市科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、文化和政治上發(fā)達(dá)程度。項(xiàng)目的建設(shè)，完善城市基礎(chǔ)設(shè)施，極大的方便市民生活。

2.2 促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要

隨著我市經(jīng)濟(jì)的繁榮、社會(huì)的進(jìn)步、城市的發(fā)展，對(duì)于各類市政基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè)的要求也越來(lái)越高。一個(gè)城市需要一枚“徽章”，一個(gè)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(zhì)的符號(hào)。城市的道路形象是城市整體形象最強(qiáng)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(zhì)的符號(hào)。

2.3 促進(jìn)節(jié)能減排工作的需要

目前，市區(qū)主次干道路燈采用高壓鈉燈，整燈光效達(dá)>60lm/W，顯指>45，色溫：2000K，被照射物不真實(shí)，壽命：2年。缺點(diǎn)是光源故障率高，出現(xiàn)故障就會(huì)整燈不亮，不便于更換與維護(hù)；滲水漏水現(xiàn)象比較常見(jiàn)，環(huán)境適應(yīng)性差；封閉式外殼，無(wú)散熱系統(tǒng)，透氣性不好，燈具溫度高，光衰大；慢啟動(dòng)，等待時(shí)間長(zhǎng)等等。采用LED路燈的能耗較低，單管功率只有0.03～0.06W，且驅(qū)動(dòng)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(tǒng)高壓鈉燈的1/2，節(jié)能效果非常明顯。本項(xiàng)目實(shí)施后，鹽城市區(qū)主次干道路燈采用LED路燈提升改造，其綜合節(jié)能率將超過(guò)50%以上，這對(duì)促進(jìn)鹽城市的節(jié)能減排工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 大功率LED可行性調(diào)研

根據(jù)目前照明設(shè)施的實(shí)際情況調(diào)研論證，鹽城市城鄉(xiāng)建設(shè)局向市政府領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告，市路燈管理處組織技術(shù)人員對(duì)市面上LED光源進(jìn)行考察、論證。

3.1 LED路燈與常規(guī)路燈不同

LED路燈與常規(guī)路燈不同的是，LED光源采用低壓直流供電、由GaN基功率型藍(lán)光LED與黃色合成的高效白光，具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于道路。外罩可用制作，耐高溫達(dá)135℃，耐低溫達(dá)-45℃。

3.2 大功率LED在城市照明主要優(yōu)點(diǎn)

（1）本身的特性--光的單向性，沒(méi)有光的漫射，保證光照效率。

（2）LED路燈有獨(dú)特的二次光學(xué)設(shè)計(jì)，將LED路燈的光照射到所需照明的區(qū)域，進(jìn)一步提高了光照效率，以達(dá)到節(jié)能目的。

（3）LED的已達(dá)110-130lm/W，而且還有很大的發(fā)展空間，理論值達(dá)360lm/W。而高壓鈉燈的發(fā)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(qiáng)；（這個(gè)總體光效是理論上的，實(shí)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(shù)只有23左右，而LED路燈顯色指數(shù)達(dá)到75以上，從視覺(jué)心理角度考慮，達(dá)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(dòng)控制節(jié)能裝置，能實(shí)現(xiàn)于滿足不同時(shí)段照明要求情況下最大可能的降低功率，節(jié)省電能?？蓪?shí)現(xiàn)電腦調(diào)光，分時(shí)間段控制，光線控制，溫度控制，自動(dòng)巡檢等人性化功能。

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

（7）安裝簡(jiǎn)便：無(wú)需加埋電纜無(wú)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(dòng)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(wú)光圈光色均勻。

4 大功率LED效益分析

4.1 節(jié)能和環(huán)保效益顯著

LED照明具有長(zhǎng)壽命、節(jié)能環(huán)保、色彩豐富、微型化等優(yōu)點(diǎn)，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(dá)140lm/W，比目前商用大功率LED的光效100lm/W高，但LED的顯色指數(shù)（約80）要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)高壓鈉燈（約25），且在相同照度下，白光LED更有助于司機(jī)或行人識(shí)別目標(biāo)，其道路照明效果和舒適度要遠(yuǎn)高于高壓鈉燈。

在燈具效率方面，高壓鈉燈采用球面發(fā)光設(shè)計(jì)，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(dāng)?shù)呐涔庠O(shè)計(jì)，大部分光線會(huì)直接投射到路面，燈具效率能達(dá)85%以上。鹽城市采用LED路燈后，每年總節(jié)電為463.85萬(wàn)kW·h，相當(dāng)于每年減少使用標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)行成本

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

（2）高壓鈉燈需經(jīng)常更換光源配件，每根燈桿用于更換配件的材料采購(gòu)成本和人工成本每年約200元。而LED路燈由于使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用年平均節(jié)約200萬(wàn)元。

4.3 道路視覺(jué)效果明顯改善

采用LED路燈進(jìn)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(jué)效果差（嚴(yán)重偏色、顯色性低）、維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。為機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)藛T和路人創(chuàng)造出良好的視覺(jué)環(huán)境，在保障交通安全、提高交通運(yùn)輸效率、節(jié)約電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)的同時(shí)，也美化、亮化了城市夜晚環(huán)境。

5 結(jié)語(yǔ)

總結(jié)了這次路燈照明提升的成功之處，一方面歸功于對(duì)改造方案的決策，切合我市實(shí)際情況，在原有燈具基礎(chǔ)之上，進(jìn)行升級(jí)改造，對(duì)原有資源的進(jìn)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(qū)動(dòng)電源。大幅度降低了能耗，達(dá)到節(jié)能的效果。截至目前，我市在高速范圍內(nèi)及城市快速路網(wǎng)總共使用LED大功率模組燈具23000余盞。