LED路燈的應用研究

董 鵬

福州市民用建筑統(tǒng)建辦公室，福建 福州 350001

0 引言

當今社會不斷發(fā)展，各種資源都極其珍貴，尤其是現(xiàn)階段全國范圍內電力緊缺且日趨嚴重，全國很多地區(qū)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(jié)能減排成為社會發(fā)展的必然，使用節(jié)電產品也必將成為日后發(fā)展的趨勢[1]。

1 LED路燈應用背景

在過去幾十年里，傳統(tǒng)路燈采用高壓鈉燈照明，高壓鈉燈發(fā)熱量大，極大地影響了路燈的使用壽命。LED路燈技術的發(fā)展推動了路燈照明燈具行業(yè)的發(fā)展革命，近乎顛覆了傳統(tǒng)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(tǒng)計，LED路燈產品正常使用條件下的3年故障率為1%，而傳統(tǒng)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(wěn)定、使用壽命長、節(jié)能效果顯著、抗震能力強、更換便捷等優(yōu)勢，都是傳統(tǒng)燈源難以做到的。

目前，LED路燈技術已發(fā)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(yōu)勢

LED路燈以綠色、環(huán)保、節(jié)能著稱，相較于傳統(tǒng)光源有著得天獨厚的優(yōu)勢，目前大批量LED路燈正在逐步取代傳統(tǒng)高壓鈉燈。以下重點介紹LED路燈較為突出的幾個應用優(yōu)勢。

（1）節(jié)能、節(jié)材。LED路燈有著近乎完美的電光轉換率。經過各方實驗數(shù)據證明，同等光通量下，LED路燈比傳統(tǒng)路燈可有效節(jié)省能耗45%以上，高效率產品可以做到節(jié)能75%[4]。目前，無論是道路照明還是家庭照明，LED節(jié)能燈具的競爭優(yōu)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(jié)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(jié)電將近45 000 kWh。具體計算公式如下：

并且，與傳統(tǒng)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(jié)材方面的貢獻也相當突出。

（2）環(huán)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(huán)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(yōu)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(tǒng)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(huán)境下穩(wěn)定工作。

（6）光源穩(wěn)定性好。近幾年，LED路燈在道路照明方面的穩(wěn)定性遠遠超過傳統(tǒng)路燈光源，極少出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。LED路燈的各種優(yōu)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(fā)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(yōu)勢[5]。在節(jié)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(tǒng)路燈光源高出許多，但其節(jié)能效果及超低的維護成本使其優(yōu)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(yè)平均價格走勢（單位：元/套）

3 LED路燈的發(fā)展現(xiàn)狀和前景

3.1 發(fā)展現(xiàn)狀

在LED技術出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)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(xiàn)及近年來的不斷發(fā)展，目前其取代傳統(tǒng)光源的趨勢勢不可擋。就現(xiàn)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(xù)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(guī)模繼續(xù)快速增長，達到200億元。2020年，國內LED路燈市場規(guī)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(guī)模如圖2所示。

圖2 2016—2020年我國LED市場規(guī)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(fā)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(fā)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(fā)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(yōu)點，被稱為綠色照明光源。在我國基礎設施建設大開發(fā)的背景下，LED路燈市場前景不可估量。近幾年，不斷涌現(xiàn)的中小LED企業(yè)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?，F(xiàn)階段，LED路燈在我國發(fā)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(yè)前景廣闊。

目前，全球LED產業(yè)的分布與競爭格局逐漸趨于穩(wěn)定。一些發(fā)達國家的個別高科技企業(yè)掌握大量先進的LED照明技術，利用其技術優(yōu)勢，試圖壟斷全球高端市場。可見，巨大的壓力也一直伴隨我國LED制造業(yè)。在我國，LED行業(yè)優(yōu)勝劣汰，即便未來還有巨大的需求量，但很多中小企業(yè)仍會被淘汰。與發(fā)達國家相比，現(xiàn)階段我國在LED行業(yè)的發(fā)展還存在差距，政府及相關行業(yè)都要加大投入力度，持續(xù)提高研發(fā)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(fā)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(jié)約能源，降低成本，適應國家節(jié)能減排的要求。LED作為新型照明燈具，有著良好的節(jié)電效果，其諸多優(yōu)勢使之成為新一代節(jié)能產品的焦點，并成為城市照明的優(yōu)勢之選。