LED路灯照明优缺点及改造实例分析

第一篇：LED路灯照明优缺点及改造实例分析

LED路灯照明优缺点及改造实例分析

摘要：城市路灯是城市组成元素中最重要的一部分，除了具有道路照明功能外，还能够美化城市，改善城市环境。随着经济的发展，我国城市化步伐的不断加快，人们对基础设施的建设要求越来越高，除了考虑路灯的照明功能之外，还要考虑降低城市照明设施的能耗。因此推广节能绿色照明产品已成为城市照明发展的新趋势。

关键词：LED路灯照明;节能;改造

一、LED路灯的特点

1.1 LED路灯的优点

1.1.1 LED路灯发出的光具有单向性，没有光的漫射，通过对LED路灯进行二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高光照效率，以达到节能目的。

1.1.2 LED路的光源效率目前已达110-130lm/W，而且还有很大的发展空间，理论值达250lm/W。而高压钠灯的发光效率是随功率增加才有所增加，因此，总体光效LED路灯比高压钠灯强（这个总体光效是理论上的，大功率LED路灯优点实际上250W以上高压钠灯的光效高于LED）。

1.1.3 LED路灯的光显色性比高压钠灯高许多，高压钠灯显色指数只有23左右，而LED路灯显色指数达到75以上，从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED路灯的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上（参照英国道理照明标准）。

1.1.4 LED路灯的光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍达到道路使用照度要求，而高压钠灯光衰大，一年左右已经下降30%以上，因此，LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低。

1.1.5 LED路灯有自动控制节能装置，能实现在满足不同时段照明要求情况下最大可能的降低功率，节省电能。Spark 智能LED路灯可实现电脑调光，分时间段控制，光线控制，温度控制，远程控制，自动巡检等人性化功能。

1.1.6 LED是低压器件，驱动单颗LED的电压为安全电压，系列产品单颗LED功率都为1瓦，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。

1.1.7 寿命长：能使用5万小时以上，提供三年的质量保证。不足之处就是电源的寿命得不到保证。

1.1.8 光效高：采用≥100LM以上的芯片，相对于传统高压钠灯能节能75%以上。

1.1.9 LED不含有害金属汞，不像高压钠灯或金属卤化物灯在报废时对环境造成危害。

1.2 LED路灯的缺点

1.2.1 单个LED功率低。为了获得大功率，需要多个并联使用。

1.2.2 显色指数低。在LED照射下显示的颜色没有白炽灯真实，这要从光谱分布上来分析，属于技术问题。

1.2.3 光斑。由于白光LED本身制造工艺上缺陷加上与反射杯或透镜的配合误差，容易造成“黄圈”问题。

1.2.4 LED照射均匀度问题。如果不进行二次光学设计，LED照明产品的照射是比较集中，所以一定要进行二次光学设计，使其光强分布图呈蝙蝠形。

1.2.5 LED的光衰问题。相比小功率LED，大功率LED路灯的光衰就会要好很多。但是小功率LED热量散发很小。而大功率的LED是存在散热没有办法解决的问题，而且发热后亮度会明显降低，所以功率不能做大。现在市场销售的Spark LED路灯最大的是360W。

总体而言，目前LED照明技术日趋成熟，大功率LED光源功效已经达到100lm/W以上，这使得城市路灯照明节能改造成为可能。LED路灯，特别是大功率LED路灯，正以迅猛的速度冲击传统的路灯市场。

二、LED路灯在路灯节能改造实例

我们对温州市主城区149条小街小巷进行测算，共计路灯1673盏。

光源规格

光源功率（W）

电源效率

系统功率（W）

数量（个）

总功率（W）

年照明时长（h）

年耗电量（度）

改造前

45W节能灯

559

25155

3650

91816

70W高压钠灯

0.83

503

42755

3650

156056

110W高压钠灯

0.83

133

132

17556

3650

64079

150W高压钠灯

150

0.83

182

1673

304486

3650

1111374

改造后

20W LED玉米灯

0.9

559

11180

3650

40807

30W LED玉米灯

0.9

503

16599

3650

60586

60W LED路灯

0.9

132

8184

3650

29872

90W LED路灯

0.9

1673

153916

3650

561793

改造

结果

改造前合计年用电量（度）

改造后合计年用电量（度）

年合计节电量（度）

峰谷平均电价（元/度）

年节省电费（元）

折合年节省标准煤（吨）

折合年减排二氧化碳（吨）

1423325

693058

730267

0.93

679148

295

728

如上表计算所得，按照日工作10小时，年工作365天进行测算，预计改造后年可节省道路照明耗电730267度，照明改造节能率约为47.7%，按照峰谷平均电价0.93元/度计算，折合年可节省照明电费约679148元。同时可以产生的社会效益包括节煤295吨/年，减排二氧化碳728吨/年。

三、LED路灯在实际应用中存在的问题

LED路灯的理论数据比较突出，然而在实际使用过程中我们发现LED路灯的很多特点并没有标称的那么明显。

4.1 虽然LED路灯的理论数据已经满足照明标准的需要。但在实测过程中，尤其是对行驶中的车辆，按照道路设计时速行驶时，驾驶员难以辨识出前方60-100米处的障碍物，LED路灯难以达到测试要求。

4.2 LED路灯的色温过高，LED光源照射下的物体颜色明显失真。LED灯光经水泥路面反射后过于苍白耀眼，让人难以适应。尤其对驾驶员，容易产生不适感，无法和现有的高压钠灯光源相比。

4.3 不同功率的LED路灯实际节能效果相差比较大。低功率的LED灯具有比较好的节能效果，而在大功率上的LED路灯相较高压钠灯而言，比如功率在250W、400W左右的，并没有明显的节能优势。

4.4 LED路灯的色温不稳定，即使同个厂家同一批次生产的LED路灯产品的色温也存在一定偏差。这就会造成一条道路上出现色温交错的现象，容易造成驾驶员视觉疲劳。

4.5 LED灯具集成化程度较高，不同于传统的高压钠灯技术含量较低，各电器元件如灯泡、整流器等损坏后可直接更换。LED灯具技术含量较高，灯具内部集成化程度高，其损坏之后一般的电工无法当场维修，需要将整个灯具更换掉，维修难度大而且成本高。

四、总结

总体而言，LED路灯属于节能绿色产品，其在今后的路灯照明方面的发展应用具有巨大的潜力。但是就目前而言，LED路灯还无法完全取代传统路灯。其部分优势无法在城市道路照明中得到完全发挥，也存在部分明显的缺陷。当然部分照明效果好、功率较低的LED路灯已经能满足使用要求。我们可以在一些照度等级偏低，照明要求相对不高的道路上，使用这类节能效果比较好的LED路灯产品进行尝试。建议路灯建设和管理单位尝试考虑在小街小巷的路灯改造，商业步行街的路灯建设，公园游步道的路灯建设等方面采用优质的LED路灯产品，为LED路灯的发展和应用积累经验，同时实现节能减排，降低能耗的目标。

参考文献：

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第二篇：城市道路智能LED路灯照明改造工程分析v1.1

城市道路智能LED路灯照明改造工程分析（初稿）

0 概述

“十二五”期间，我国就已经将智慧城市建设列为重点发展的项目之一，目前住建部、科技部在全国推进了三个批次、共计277个智慧城市试点工作。最新消息表示，我国正打算放开数据资源，全面推动智慧建设发展。

智慧城市是以物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术为基础，通过 感知、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，对于城市服务、公共安全、环保在内的各 种需求做出智能响应，实现城市管理与服务的自动化与智能化。其中，智能路灯有望成为智慧城市建设的重要突破口。未来在无线 WiFi、充电桩、数据监控、环保监测、灯杆屏等领域，都可以依托路灯和智能控制平台来实现。

智能路灯是应用先进、高效、可靠的电力线载波和无线 GPRS/CDMA 通信技术等，实现对路 灯的远程集中控制与管理。该系统具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、无线网络覆盖、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，采用城市道路智能照明系统后，运维成本年均将减少 56%。

国家统计局数据显示，从 2004 年至 2014 年，我国城市道路照明灯数量由 1053.15 万盏增加 到 2301.91 万盏，城市道路照明行业保持快速发展的态势。另外，近几年，我国照明用电量占全社会用电量的 14%左右。其中，道路及景观照明用电量约占照明用电量的 38%，成为用电量最大的照明领域。传统路灯一般以钠灯为主，能耗高且耗损大，而 LED 路灯可以降低耗电量，综合节能率可以达到 50%以上。经过智能改造后，智能 LED 路灯的综合节能率有望达到 70%以上。

截至去年，我国智慧城市建设数量已经达到了 386 个，智慧城市由概念探索逐渐步入实质建设阶段。随着智慧城市建设的加速推进，以及物联网、云计算等新一代信息技术的广泛应用，智能路灯建设将迎来快速发展机遇。预计到 2020年，我国 LED 智能路灯市场渗透率将提升至40% 左右。国家及地方政策优势

2016是“十三五”开局之年，国家发改委近期已向各省下达“十三五”节能减排任务，各地已开始进行任务的分解。部分省份已公布了相应的指标。比如北京确定“十三五”单位GDP（地区生产总值）能耗下降17%，与“十二五”一致。节能减排工作是地方工作的重中之重，国家和地方都出台了大量的政策法规引导节能减排低碳等新技术，而城市道路智能LED路灯照明改造可以大大降低城市能源消耗。

国家住房和城乡建设部，为推进“十二五”时期我国城市绿色照明工作，提高城市照明节能管理水平，于2011制定了《“十二五”城市绿色照明规划纲要》，《纲要》明确指出，推进高效照明节能产品的应用。城市照明高光效、长寿命光源的应用率不低于90%。在满足配光要求的前提下，高压钠灯和金属卤化物灯光源的道路照明灯具的效率不低于75%，半导体路灯灯具的系统效能不低于90lm/W。高压钠灯、金属卤化物灯等光源及配套镇流器的能效指标应满足相关标准能效限定值的要求，优先采用节能型电感镇流器、电子镇流器。照明线路的功率因数不应低于0.85。严禁在新建项目中使用高耗、低效照明设施和产品，用两年时间全面淘汰城市照明低效、高耗产品。

国家发展改革委在2014年出台了《节能低碳技术推广管理暂行办法》，目的是为加快节能低碳技术进步和推广普及，引导用能单位采用先进适用的节能低碳新技术、新装备、新工艺，促进能源资源节约集约利用，缓解资源环境压力，减少二氧化碳等温室气体排放。并编制了《国家重点节能低碳技术推广目录》（2015年本），多种LED照明技术被收录其中。

2015年11月4日，中共河北省委河北省人民政府《关于加快推进生态文明建设的实施意见》，着力构建绿色循环低碳产业体系，着力建设京津冀生态环境支撑区，着力健全生态文明制度体系，着力形成生态文明时尚文化，努力使生态文明建设与经济社会发展相适应，奋力建设经济强省。《意见》坚持节约保护为先。全面落实节约资源和保护环境基本国策，坚持资源节约与开发并举，把节约放在首位；坚持环境保护与经济发展并举，把保护放在首位；坚持生态自然恢复与人工修复并举，把自然恢复放在首位，以最小的资源消耗、最少的污染排放、最低的生态影响，支撑全省经济社会持续发展。中共河北省委《关于制定河北省国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》指出，强化科技支撑，推广节能减排新技术、新产品、新设备、新工艺。污染治理和生态修复实现重大突破，空气质量明显好转，生产方式和生活方式绿色、低碳水平上升，PM2.5浓度较2013年下降40%，污染严重的城市力争退出全国空气质量后10位，森林覆盖率提高到35%，天蓝、地绿、水清、村美的美丽河北基本展现。LED照明技术优势

LED作为路灯主要有以下优点或特点：发光效率高，灯具反射损失低，节省能源70%;配合数字控制亮度功能，更省电；不需高压，安全性高；配合软件可由远程自动遥控亮度；事故、多雾、雨天等特殊情况下提供超高亮度及显色性高的照明光源；安装维护简便；模块安装、无多余配线；不会造成光污染或浪费；长寿命，意味着不需要经常进行更换，从而减少了交通中断的潜在性，降低了为此支付的维修费用。有人计算过，采用LED路灯除了在单灯成本及最初安装的造价比高压钠灯高外，在铺设成本、耗电成本及寿命方面均大大优于高压钠灯。

LED路灯与目前普通的高压钠灯路灯相比优势如下：

（1）节能：目前白光LED的发光效率约为80lm/W,较传统高压钠灯可以节电50%~60%,随着LED效率的快速提升，半导体路灯在节能方面显示出了巨大的潜力。

（2）低维护成本：以目前的技术水平和测试结果推算，大功率LED光源可以正常使用10年不用更换，而传统高压钠灯平均1年半就要更换一次，使用半导体光源可以大大降低维护成本。

（3）显色性佳：LED的显色指数高（75~80），人们的反应速度快，路面看起来更明亮，感觉更舒适，驾驶人员也感觉更安全。而高压钠灯光谱窄，显色性差（20~40），感觉昏暗。适合安装在市区、居民中心和商业中心。

（4）LED灯不含有害元素，如汞，钠。对环境没有公害，属于绿色制造技术。（5）LED灯启动迅速，启动电流小，对电网没有冲击。

（6）LED寿命高。LED 把光衰到达 70% 来作为寿命，平均可以达到 5 万 h；通电标准下高压钠灯的寿命为1万小时。经济和社会效益 以一个做了500多套LED路灯工程为例，在此为方便计算，我们以500盏计算。一个完善的道路照明系统由灯源，电缆线，以及供电系统来组成。其经济对比应包含采购成本、新装路灯电线电缆，变压器，配电箱费用、初期投入财务合计、维护费用、耗电费用五个方面来综合进行比较。

1）LED路灯与传统路灯的灯具采购成本比较 250瓦高压钠灯单价为800元/盏，500盏就是40万元。120瓦高压钠灯单价为2200元∕盏，500盏就是110万元。2）安装500盏新装路灯电线电缆，变压器，配电箱费用比较

a、安装500盏路灯电线电缆费用比较，每盏路灯间距35米，每根灯杆8米，故每盏路灯实际用线应为45米，500盏路灯用线22500米，加上到变压器的线路估2500米，合计上述用线25000米，LED路灯按VV5×8的电缆，价格为40元∕米，500盏路灯电线电缆费用：25000米×40元∕米=100万元。高压钠灯按VV5×16的电缆，价格为80元∕米，500盏路灯电线电缆费用：25000米×80元∕米=200万元

b、配电箱费用，500盏路灯按100盏一个陪电箱，LED路灯每个配电箱600元∕个，配电箱费用为：600元∕个×5=0.3万元。高压钠灯每个配电箱900元∕个，配电箱费用为： 900元∕个×5=0.45万元

c、500盏LED路灯实际总功率：138瓦×500盏=69000瓦，应使用100kVA变压器 10万元∕只×1只=10万元。500盏高压钠灯实际总功率：320瓦×500盏=160000瓦应使用200kVA变压器，13..5万元∕只×1只=13.5万元。

新装路灯电线电缆变压器配电箱费用合计，LED路灯为100万元+0.3万元+10万元=110.3万元。高压钠灯为200万元+0.45万元+13.5万元=213.95万元 3）初期投入财务合计

LED路灯为110万元+110.3万元=220.3万元 按目前年利率7%计算3年LED路灯初期投入费用利息为220.3万元×7%×3=46.263万元。高压钠灯为40万元万元+213.95万元=253.95万元按目前年利率7%计算3年高压钠灯初期投入费用利息为253.95万元×7%×3=53.3万元。4）维护费用

LED路灯的维护费用按30元∕盏∕年计算，500盏3年维护费用为500盏×30元∕盏∕年×3年=4..5万元。高压钠灯每年要进行换灯工作，其维护费用按300元∕盏∕年计算，（高压钠灯光源灯泡寿命为1年，需增加两次光源成本，一只250瓦高压钠灯金额为50元），500盏3年 维护费用为：500盏×300元∕盏∕年×2年+50元∕盏×500盏×2=35万元

5）耗电费用 3年的耗电成本（每天亮灯10个小时，LED路灯后半夜只亮一半的功率（78瓦），每度以0.65元计算）。500盏LED路灯3年总耗电量为：500盏×（0.138千瓦×4小时+0.078千瓦×6小时）×365天×3年=558450度电，则电费为：558450度电×0.65元=36.3万元。500盏高压钠灯3年总耗电量为：500盏×0.32千瓦×10小时×365天×3年=1752000度电，则电费为：1752000度电×0.65元=113.88万元

经济对比总结：新安装500盏路灯3年费用合计，LED路灯为110万元+110.3万元+46.263万元+36.3万元=302.9万元，高压钠灯为40万元+213.95万元+53.3万元+113.88万元=421.1万元。所以相对于高压钠灯采用LED路灯节省费用为421.1万元－302.9万元=118.2万元。此为三年所节省的费用，而LED的寿命在五万小时以上，也就是说还可以用十几年，那么在之后的LED使用寿命年限内！将可剩下来很可观电费与维护与维护费用！

社会效益及LED路灯后续发展。LED路灯绿色环保，无污染、无有害气体、节能。国家已经将“节能减排”定为我国的国策，各级政府也制定了“节能减排”的任务和指标。上述经济效益的分析只是目前的状态。LED行业的发展是非常迅速的，随着LED各项技术的突破，LED性价比将会有很大提高，综合费用特别是初期投入费用将会有很大的下降空间。

第三篇：LED照明的优缺点

LED照明设计(1)LED照明基础

导读: LED照明作为新一代照明受到了广泛的关注。仅仅依靠LED封装并不能制作出好的照明灯具。本文主要从电子电路、热分析、光学方面对LED照明进行介绍。

LED照明作为新一代照明受到了广泛的关注。仅仅依靠LED封装并不能制作出好的照明灯具。本文主要从电子电路、热分析、光学方面对LED照明进行介绍，首先介绍LED照明设计。

随着近年来人们对环境关注度的提高，LED照明作为新一代照明受到了广泛的关注。展会上，只要是与LED照明有关的展位都是人头攒动，同时，LED照明也更多的出现在我们的日常生活中。一般家庭能够消费的LED灯都是由各大照明制造商销售的灯泡型LED灯。另外，很多公司也都陆续研发出了荧光灯型的LED灯。在这种情况下，势必有更多的公司参与到LED照明行业中。

LED灯与白炽灯、荧光灯等传统光源有着不同的特性。仅仅依靠LED封装并不能制作出良好的照明灯具。为了设计出更好的LED照明灯具，必须对LED进行区别于传统光源的正确的光学设计。

本文围绕LED照明灯具的设计进行介绍。具体来说主要是从电子电路、热分析、光学方面进行说明。首先是LED照明概要及其与迄今为止的光源的区别。

LED 照明

用于照明的LED大多是白色。LED照明很大程度上依赖蓝光LED芯片的发明和发光效率的提高。

实现白光LED主要有两种方式。一种是使用LED芯片和荧光粉，另外一种是使用RGB 3色LED芯片。目前主要是采取第一种方式。

使用荧光粉一般都是在蓝色LED芯片上涂覆黄色荧光粉。从LED芯片中发出的蓝色光遇到荧光粉时，部分光转换为黄色光。这部分转换的黄色光和蓝色光参杂在一起，就变成了白色光。通过调整荧光粉的量可以控制白光LED的色温，因此发光颜色在制作时就已经决定，后期不能调整。

同时，混合蓝色光和黄色光的话，由于红色和绿色的成分不足，造成显色性不佳。这样，可以通过在蓝色LED芯片中参杂红色和绿色荧光粉或者是在紫外LED芯片中参杂RGB荧光粉，来提高其显色性。

使用RGB 3色LED芯片的优势在于RGB可以调整各种色度，所以不仅能够产生白光，还能产生其他各种颜色的光。但是，LED芯片使用量增大，成本也就会上升。

LED照明的优势及其与迄今为止的其他光源的区别

接下来就LED照明与白炽灯、荧光灯等传统光源的区别，从热、电、光的特性方面进行分析。

热的特性

虽然LED发热很少，但是由于LED照明中，需要使用多颗数瓦级的LED，所以就会产生很高的热量。虽然LED效率比较高，但是高效率仅支持在微小电流中的运行。大电流、高温状态下，效率较低。

另外，荧光粉型的LED，在转换波长的时候会损失能量，从而产生热量。持续高温就会导致LED芯片、荧光粉、封装树脂寿命降低。因此，为了使LED的“高效率”、“长寿命”的优势保持下去，就必须控制LED的结温。

电的特性

LED电源与白炽灯、荧光灯有很大的区别。白炽灯可以直接连接到220V的交流电上。荧光灯虽然有镇流器和转换开关，但也使用220V的交流电。而LED的电源则需要直流的恒定电流，所以需要将220V的交流转换为直流。电源的效率不高将直接影响到整个照明灯具的效率，因此提高电源效率对于提高LED照明效率来说显得尤为重要。

调节LED光的方法主要有两种。一种是改变恒定电流，一种是改变脉冲调制。LED是电子与空穴再结合时发光，光束依赖于电流。电流小的情况下，光束和电流基本是成正比的，但当LED电流增大，热量随之增大，导致发光效率变低，光束和电流就不成正比了。在改变脉冲占空比的方法中，由于Talbot-Plateau 效应（反复接受瞬间闪光后，人眼会感受到反复时间内的平均亮度），可以根据脉冲占空比改变亮度。

光特性

与白炽灯和荧光灯相比，1颗LED发出的光比较少，所以需要使用多颗LED。同时，由于LED的发光面积小，亮度高，人眼直视的话很容易眩晕。为了降低亮度，需要使用扩散板。但是，使用扩散板的话，光向各个方向发散，降低了光的效率。

LED、白炽灯、荧光灯的配光分布各不相同。所谓配光分布是指光源的方向以及各方向的发光强度。即使是相同光束的光源，如果配光分布不同，照度分布也会不同。有时也会出现本来想要照射的地方照度减小，其余部分反而照度增加的情况。

要减少光的浪费，控制配光分布，需要使用透镜和反光镜。LED本身就具有发光面积小、光的放射范围在半球内、配光分布旋转对称等优点，再加上透镜和反光镜，就能构成一个好的光源。

其他在光源属性中，还有光谱。LED的发光光谱集中在特定波长的一个很窄的范围，不放射红外线。因此，在不想使照射物变热的时候，使用LED较好。但是，LED自身会发热，所以需要注意防止其导热。另外还需要注意，荧光粉类型的LED，温度变化，色温也会随之变化。

总结：LED照明设计

LED照明灯具备受期待的原因就是节能、使用寿命长。确实，与白炽灯相比，目前的球泡型LED灯效率更高。但是荧光灯与LED照明灯具相比，还是荧光灯较高。这是因为，虽然单独的LED芯片比荧光灯效率高，但是由于发热降低了发光效率，交流电转换成直流电时，电源效率变低以及由于配光分布变换和使用扩散板导致光效降低，进而造成整个LED照明灯具的效率下降。

因此，为了实现LED的节能，长寿命，必须对热、电、光进行各种设计。单纯依靠LED封装并不能发挥LED的优势。

导读: 虽然白炽灯和荧光灯的能量损失大，但是大部分能量都是通过红外线直接放射出去，光源的发热少；而LED，除了作为可视光消耗的能量，其它能量都转换成了热。另外，由于LED封装面积小，通过对流和辐射的散热少，从而积累了大量的热。

LED照明作为新一代照明受到了广泛的关注。仅仅依靠LED封装并不能制作出好的照明灯具。本文主要从电子电路、热分析、光学等方面对如何运用LED特性的设计进行解说。近年来，随着电子产品的高密度、高集成度，热解决方案的重要性越来越高，LED照明也不例外，也需要热解决方案。虽然白炽灯和荧光灯的能量损失大，但是大部分能量都是通过红外线直接放射出去，光源的发热少；而LED，除了作为可视光消耗的能量，其它能量都转换成了热。另外，由于LED封装面积小，通过对流和辐射的散热少，从而积累了大量的热。

热解决方案是？

接下来来考虑怎么制定热解决方案。热解决方案简单的说就是解决因为热产生的各种问题。主要有：

1.因为热膨胀导致弯曲和龟裂

2.电子电路的运行障碍

3.材料品质恶化

除此之外，也会担心如果发热会不会损坏设备？为了避免这些问题，要尽量控制电子设备的温度，也就是说有效散热很重要，重点是考虑机器的使用环境和安装方法制定最佳的热解决方案。下面列举了由热导致的问题。后半部分以LED灯为例，就LED相关的解决方案进行解说。

由热导致的问题

1.因为热膨胀导致弯曲和龟裂

电子设备由多个零件构成，每个零件的材质都不一样，热胀冷缩的尺度也不一样。因此，当各种材质组合在一起的时候就有可能使材质发生弯曲，膨胀时，产品在连接处因为应力过多就会产生龟裂。

2.电子电路的运行障碍

一般来说，作为热源的半导体元件，有这样一个特性，即当电子设备中的半导体元件温度上升，电的阻抗就会变小。这样就容易陷入“温度上升－阻抗下降－电流增加－热增加－温度上升”的恶性循环，进而容易发生烧断的现象。

3.材料品质的恶化

一般说来，电子设备中使用的材料容易氧化，温度越高氧化越快，如果让这些材料反复经过高温氧化，就会缩短其寿命。同时，反复加热，材料多次膨胀，多次冷缩，会降低材料的强度，从而破坏了材料。

LED的热解决方案

下面以LED灯为例，具体讨论LED的热解决方案。

要避免电子设备的发热有多种方法。比如，加散热器，在热源周围安置能提供冷气的风扇。前者是通过增加散热面积，来增加散热的通道，后者是使热不在热源周围聚集。但是，正如图1 LED灯的概括图所示，LED封装时不能直接连接散热器，也没有安装风扇的位置。而且内部电源电路板也会产生热量，因此LED灯的散热问题可以说是一个非常棘手的问题。这样，如何有效使用LED安装材质和散热器就变得很重要。

那么如何有效利用LED安装材质和散热器呢？首先必须把握产生热的传热路径。LED元件产生的热通过封装的导线向电路板移动，然后再通过散热器放热。电源电路板产生的热也是如此，通过电路板周围的空气和填充材质，透过散热器向外部散热。

热解决方案中重要的是排除传热路径中阻碍传热的因素，比如可以考虑在传热路径中使用导热性能好的材质、扩大路径的断面面积（例如，粗的铜线比细的铜线更容易导热）、涂导热润滑剂使产品的连接部位不留空隙。

另外，即使通过这些提高了导热特性，但如果散热器不向外部散热，内部还是会聚集很多热。因此也必须提高散热器表面的放热特性。典型的方法就是在表面多安装几个散热片，扩大散热器的放热面积。

运用CAE工具，通过仿真验证热解决方案

CAE的运用

那么怎样验证热解决方法是否有效呢？一种是通过实验测量温度，但是一旦条件改变就要重新测量，效率比较低。因此需要使用CAE软件进行仿真。图2 运用ANSYS解析软件，在LED灯横向摆放时，对LED灯周围的热和空气的流动进行仿真。（ⅰ）（ⅱ）是整个灯的温度分布图，红色部分代表温度高，蓝色部分代表温度低。（ⅲ）（ⅳ）是灯与LED封装周边（盖子内部）的自然对流图，红色箭头部分表示对流速度快，蓝色部分表示对流速度慢。与实际情况相比，这个例子只是一个非常简单的模型，但从某种程度上却能验证产品的温度

分布和空气的自然对流。从整个灯的温度分布来看，虽说盖子的温度低，其他部位温度高，但是某种程度上还是处于一个均等的温度分布。这表面产生的热量大部分都转移到散热器上，而且传送路径中没有障碍。散热器可以起到一个散热的作用，但是如果散热特性不好，整个灯的温度就会上升，因此必须注意散热器的形状（安装散热片的大小、形状、个数等）。

仿真中需要解析对象的形状、产品特性、条件等各种信息，但是通过想要确认的信息可以区别简易解析模型和详细解析模型，从而有效把握想要验证的热解决方法的好坏。例如，本例是对整个电灯的简易建模，并不能把握LED封装内部详细的温度分布，但是如果对该部分进行详细的建模，就能够确认元件实际的温度。

反复实验，通过仿真修改部分信息就可以简单的进行操作，例如容易把握散热器中散热片的形状和个数对温度的影响。作为仿真用软件，可以直接使用CAD信息进行分析，可以在统一环境中对构造、导热、热流体等进行广泛的分析，而且可以进行各种组合分析。在设计中不仅要考虑热的问题，其他因素也必须考虑，组合分析的难易是熟练进行仿真的一个关键点，这些我们在后面进行论述。

本次仅就热的问题进行了探讨，但也存在即使解决了热的问题，却不能解决光、电的问题的情况。产品重在寿命长、无性能损坏、使用安全，因此我们的课题就是实现整体的最优化设计。下次我们将针对电路和光学设计的问题展开讨论。

第四篇：道路照明及LED路灯标准

道路照明及LED路灯相关标准

dzsc.com文章出处： 发布时间： 2010/12/13 | 1443 次阅读 | 5次推荐 | 0条留言

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摘要：LED路灯是LED在照明领域应用的一大亮点，但目前尚无涵盖LED特性的LED路灯标准。LED路灯必须满足现有道路照明标准的要求，现有灯具标准基本都适用LED路灯，可供参考使用。本文介绍了道路照明*价指标和道路照明标准，并给出了LED路灯相关标准。

LED路灯的示范工作已在许多国家展开，中国大陆成为一个先行者。在LED路灯的试点与示范中，所遇到的一个问题就是目前尚未制定出能够涵盖LED特性的LED路灯国家标准。

从LED路灯的相关标准来看，目前已有道路照明标准，并建立起比较完善的灯具标准体系。LED路灯必须能够满足道路照明标准要求。现有的灯具标准基本上都适用于LED路灯，可供LED路灯参考使用。有些省市制定的LED路灯地方标准，也可供LED路灯厂商参考。

1、道路照明的*价指标

由于道路照明的首要目的是为机动车驾驶员提供安全舒适的视觉条件，所以*价道路照明的所有质量指标，都是从驾驶员的角度来考虑的。道路照明的*价质量指标如下所述。

（1）路面平均亮度和平均照度

从驾驶员的视觉功能来考虑，驾驶员对于路面情况的判断很大程度上取决于路面的平均亮度和平均照度。由于人眼在夜晚处于中间视觉状态，对物体颜色差异的敏感性减弱，主要是依靠物体与背景之间的亮度来分辨，因此路面亮度和照度影响驾驶员的对比灵敏度和物体相对于路面的亮度对比度。这里必须强调的是，亮度和照度并非同一概念，二者的关系非常复杂，其复杂的原因是路面的材质对光线的反射不是均匀漫反射，也不是镜面的反射，而是与入射光线方向关系密切的一种复合反射。沥青路面的亮度是照度的15倍以上，水泥路面的亮度为照度的10倍以上。

（2）路面亮度和照度的均匀度

合适的路面亮度和照度均匀度对视觉功能和视觉舒适性都是非常重要的。如果路面亮度和照度的均匀度不能保证，视觉区域中过亮的路面就可能产生眩光，而太暗的路面区域则可能出现视觉暗区，使驾驶员无法辨认该区域中的障碍物，容易产生安全隐患。

（3）眩光限制

所谓眩光，就是因为在视觉范围内出现了非常高的亮度或者是亮度对比度。眩光分失能眩光和不舒适眩光两种类型，前者影响人体的正常视觉功能，但人眼不一定感觉到不舒适；后者恰相反，它不一定影响人眼的视觉功能，但让人眼感觉到不舒适。

（4）环境比（SR）

环境比（SR）也称作环境照明系数，它是用来*价道路与周边环境亮度状况的一个指标。环境比定义为“相邻两根路灯灯杆之间路边5m宽区域内的平均照度与道路内由路边算起5m宽区域的平均照度的比值”。在通常情况下，SR≥0.5。

驾驶员的视觉状态主要取决于路面的平均亮度，但道路周边环境较亮时，人眼的对比灵敏度将会下降，这就需要提高路面的平均亮度，而在较暗的环境下，由于驾驶员适应了较亮的道路区域，其视觉则难以接受周围黑暗区域中的物体。在此情况下，照明需要兼顾路边的相邻区域，并降低眩光。

（5）视觉诱导性

视觉诱导（或视觉引导）是为驾驶员和行人在道路最大允许速度下和一定距离内，快速认知前方道路走向而采取的措施。在夜晚未被照亮的道路，视觉引导被局限于汽车前照灯所照射的范围之内。为了提高视觉引导性，一般是沿着道路走向紧密地布置道路照明，以有助于道路使用者的安全与便利。对于一些弯道和交叉的道路来说，良好的视觉引导更为重要。

为了防止错误引导，在进行道路照明设计时，需要注意以下几点：

①在有中央隔离带和分隔车道的道路上，宜将灯杆布置在中央隔离带上，以利于视觉引导；

②在弯道处，灯杆应布置在弯道外侧，以有助于清楚地显示道路走向；

③在不同道路上采用颜色特性不同的光源进行照明，以清楚地指示出不同的道路，以提高引导性。

2、道路照明标准

对于道路照明，国际照明委员会（CIE）对机动车道、交叉道路及人行道等都制定了相应的标准，对每一个质量指标都做出了明确的要求。

目前我国所使用的道路标准是《CJJ45-2006城市道路照明设计标准》。该行业标准自从在2007年7月1日实施后，原标准《CJJ45-1991城市道路照明设计标准》则被废止。

2.1 道路照明标准

2.1.1 机动车道路照明标准

（1）CIE标准

CIE将机动车道路从低到高分为5级，即M5~M1，如表1所示。

CIE道路照明标准见表2。

表1 CIE机动车道路分级

表2 CIE对不同等级道路的照明标准

（2）我国的道路照明标准

相比CIE道路照明标准，目前我国的标准要求相对较低。我国现在将城市道路分为快速路、主干路、次干路、支路和居住区道路。

①快速路：城市中距离长、交通量大，对向车行道之间设有中间分车带；

②主干路：连接城市各主要分区的干路，采用机动车与非机动车分隔形式，例如三幅路或四幅路；

③次干路：与主干路结合组成路网、起集散交通作用的道路；

④支路：次干路与居住区道路之间的连接道路；

⑤居住区道路：居住区内的道路及主要供行人和非机动车通行的街巷。

在机动车道路照明中，主要分为快速路与主干路、次干路、支路三级，见表3。

表3 我国道路照明标准

注：1．表中所列的平均照度仅适用于沥青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相应降低约30%。

2、计算路面的维持平均亮度或维持平均照度时应根据光源种类、灯具防护等级和擦拭周期，按照标准的附录B确定维护系数。

3、表中各项数值仅适用于干燥路面。

4、表中对每一级道路的平均亮度和平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为低档值，右侧为高档值。

2.1.2 道路交汇区照明标准

对于道路交汇区域而言，无论对于机动车驾驶员，还是非机动车驾驶者，或者是行人，整个区域的照度都是很重要的。这时，一般将照度作为标准的要求指标。

由于在道路交汇区交通的复杂性提高，交通事故发生的可能性也相应较高，为达到降低交通事故率的目的，提高道路交汇区的照明标准要求是非常必要的。同时，为了防止眩光，交汇区的照明标准还针对眩光限制提出了要求。

不同类型道路形成的交汇区类型都有不同的平均照度要求，如表4所示。

表4 不同类型道路交汇区照明标准

注：表中对每一类道路交汇区的路面平均照度给出了两档标准值，“/”的左侧为低档照度值，右侧为高档照度值。

2.1.3 人行道照明标准

人行道照明主要是为行人提供一个安全的照明环境，使得行人在夜晚行走时能看清道路和周围情况以保证其安全，或者说能辨别路面存在的障碍物或者察觉可能逼近的危险。人行道照明对于均匀性的要求并不严格，但是对于路面最小照度有要求，具体要求如表5。同时，为了帮助行人看清道路上的障碍物，对于垂直照度也有相应的要求。

表5 不同人行道类型的照明标准

2.1.4 节能标准

道路照明除了要满足前面提到的照度、均匀度、眩光及环境比等性能指标的要求外，还必须要满足一定的节能指标。机动车交通道路照明应以照明功率密度（LPD）作为照明节能的*价指标，其值不应大于表6的规定。

表6 机动车交通道路的照明功率密度值

注：1．本表仅适用于高压钠灯，当采用金属卤化物灯时，应将表中对应的LPD值乘以1.3。

2．本表仅适用于设置连续照明的常规路段。

3．设计计算照度高于标准值时，LPD值不得相应增加。

2.2 光源、灯具及其附属装置

道路照明光源、灯具及附属设备的选择应符合下列要求：

（1）光源及灯具的性能指标应符合国家现行有关能效标准规定的节能*价要求。

（2）路灯长期暴露于室外，其防护等级一般不得低于IP54。

（3）对于四周无建筑物的道路、快速路和主干路，必须采用截光型灯具，从而使得道路的亮度高、均匀度好，而且几乎无眩光；对于一般的城市道路、次干路或者周围有建筑物的道路，须采用半截光型灯具；而支路或者周围场所明亮的情况，则应使用非截光型灯具。

所谓截光型灯具就是最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°~65°之间，90°和80°方向上的光强最大允许值分别为10cd/1000lm和30cd/1000lm的灯具。且不管光源光通量的大小，其在90°方向上的光强最大值不得超过1000cd。

所谓半截光型就是灯具的最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°~75°之间，90°和80°方向上的光强最大允许值分别为50cd/1000lm和100cd/1000lm的灯具。且不管光源光通量的大小，其在90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd。

而非截光型就是灯具的最大光强方向不受限制，90°方向上的光强最大值不得超过1000cd的灯具。

灯具的配光类型将直接影响道路的均匀度、眩光等。另外，灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4，灯具的仰角不宜超过15°。

（4）选择灯具时，在满足灯具相关标准以及光强分布和眩光限制要求的前提下，常规道路照明灯具效率不得低于70%，泛光灯效率不得低于65%。

（5）气体放电灯线路的功率因数不应小于0.85。

（6）除居住区和少数有特殊要求的道路以外，在深夜宜选择下列措施降低路面亮度（照度）：

1）采用双光源灯具，深夜时关闭一只光源；

2）采用能在深夜自动降低光源功率的装置；

3）关闭不超过半数的灯具，但不得关闭沿道路纵向相邻的两盏灯具。

（7）应选择合理的控制方式，并应采用可靠度高和一致性好的控制设备；

（8）应制定维护计划，宜定期进行灯具清扫、光源更换及其他设施的维护。

2.3 照明方式

根据不同道路和场所的特点，道路照明应当选择不同的照明布置。常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式。采用常规照明方式时，应根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择。

按照不同的照明布置方式、灯具配光类型、安装高度等情况，方可决定路灯间距，见表7。

表7 不同布置方式、灯具类型、安装高度对应的路灯间距

3、LED路灯标准

3.1 中国大陆的LED路灯及其相关标准

3.1.1 LED路灯地方标准

我国内地有不少颇具实力的企业都制定了LED路灯企业标准，目前有几个省市还出台了LED路灯地方标准，例如：

山东省地方标准DB37/1229-2009发光二极管路灯灯头通用技术条件；

广东省地方标准DB44/T609-2009 LED路灯；

福建省地方标准DB35/T813-2008道路照明用LED灯具。

3.1.2 LED路灯相关标准

目前中国大陆已经建立起比较完善的灯具标准体系，可供LED路灯参考使用的相关标准有：

GB7000.5-2005道路与街道照明灯具安全要求；

BG7000.1-2007灯具第一部分：一般要求与试验；

GB/T24827-2009道路照明灯具性能要求；

GB17743-2007电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限制和测量方法；

GB17625.1-2003电磁兼容限制谐波电流发射限制（设备每相输入电流≤16A）；

GB17625.2-2007电磁兼容限制对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁限制；

GB/T18595-2001一般照明用设备电磁兼容抗扰要求。

路面面积不同，灯杆高度不同，对路灯在空间光分布的要求也就有所不同，这就使得路灯的配光性能和配光测试显得尤其重要。对于灯具的光度测量已有相应的国家标准GB/T9468-2008灯具分布光度测量的一般要求，该标准是对先前标准GB/T9468-1988修改而成的。但是，对于灯具测量后得到的光分布结果如何进行*价，目前还没有对应的国家标准，致使对于灯具的好坏没有一个统一的*判尺度。

3.2 台湾地区的LED路灯标准

台湾地区于2006年10月修订公布了CNS10779道路照明标准，于2008年3月修订公布了CNS9118道路照明灯具标准，台湾工业技术研究院于2008年8月发布了《发光二极管道路照明灯具标准》（草案）。台湾的LED路灯标准草案已经应用于LED道路照明示范，不仅用其验证LED路灯产品的性能，同时对标准的修正提供重要的参考。

LED路灯标准草案的主要内容包含适用范围、测量条件、规格和试验方法。

（1）适用范围：

本规范适用于LED路灯，具体包含电源供应器、散热装置、光学设计及相关机械结构。

（2）测量条件

测量条件包含温度（25±2℃）、湿度（相对湿度为60±20%）、稳定状态（点亮60分钟后测试）、试验用电源（变动范围为±0.5%）及光强度测量注意事项。

（3）规格

主要内容包含绝缘电阻、绝缘耐压试验、枯化点灯、基本特性、电压变动率、温度循环、开关试验、耐久性试验、耐湿开关、突波保护、电磁、防尘防水、风洞试验和振动试验。

在基本特性款项中要求：“LED路灯的功率因子须在0.9以上，且其功率因子测试值须在标示值95%以上，总电路功率需在厂商标示值±110%以内，输入电流谐波失真不得超过表8的规定值，且电流总谐波失真不得大于33%”。

表8 谐波容许值

在配光特性款向中要求：“LED灯具光度分布必须符合表9的要求（光度角度示意图见图1），LED路灯的初始发光效率不得低于表10的规定”。

图1 光度角度示意图 表9 灯具光度特性单位：光度（cd）/灯具光通量（klm）

表10 灯具之初始发光效率

（4）试验方法

试验方法具体包含绝缘电阻试验、绝缘耐电压试验、枯化点灯、基本特性试验、配光试验、电压变动率试验、温度循环试验、开关试验、耐久性试验、耐湿开关试验、突波保护试验、电磁噪声试验、防尘防水试验、风洞试验和振动试验。

台湾地区的LED路灯标准草案，既参考了台湾已有的路灯相关标准，也参考了国际上IEC和美国能源部（DOE）能源之星及ASSIST等组织的LED灯具规范，是目前比较全面和实用的一个标准。

4、结束语

LED路灯是一种新型道路照明灯具，目前处于试用阶段，尚无一个统一的可以涵盖LED光源特性的LED路灯技术标准。但是，现有的灯具标准基本上都适用于LED灯具，可供LED路灯参考使用。为满足道路照明标准的要求，在一些地方标准和企业标准的基础上，结合LED路灯的应用情况，抓紧制定的LED路灯的国家标准，是一项迫切而重要的工作，也是业界的一个期待。

来源:北极光

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第五篇：LED路灯照明节能应用推广的可行性分析

LED路灯照明节能应用推广的可行性分析

中国绿色节能环保网 点击数：715 发布时间：2009年10月12日 来源：

一、节能减排工作的重要性和紧迫性

据国际权威人士预测,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。被称为第四代光源。LED发展历史仅几十年,但在照明领域的应用还是新技术,其发光效率在逐步提高,LED应用市场更加广泛,特别是在全球能源紧缺备受各国各界关注的背景下,LED绿色照明市场前景引起全球高度瞩目。被业界认为未来二十年它将替代白炽灯、荧光灯及钨丝灯成为最大最具潜力的市常节能减排是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措,是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择,对于调整经济结构、转变增长方式、提高人民生活质量、维护中华民族长远利益,具有极其重要而深远的意义。也是我国对国际社会应该承担的责任。我们要充分认识节能减排工作的重要性和紧迫性。照明在全球能源消费中占了20%。我国户外道路照明约占整个照明用电量的30%,节电新能源与节能降耗是全世界所追求的目标,是必然的朝阳产业。据统计,２００６年全球太阳能产值为１２４亿美元,２００８年将增长到２６０亿美元,到２０１０年预计为４２２亿美元,平均年增长３６％。ＬＥＤ半导体照明,具有节能(比传统节能灯节能８０％以上)特点,可全面替代现有的公用照明和家用照明,若全国80%照明使用LED产品,每年可节约三峡电站一年的发电量847亿度。市场规模将达到５万亿元之多。道路照明对LED而言是个崭新的大市场.数字革命时代迎来６大朝阳产业：基础创新与原理创新、软件产业、新能源产业、节能降耗产业、基础材料和新型元器件、电子制造专用设备。基础创新、原理创新仍将是经济发展的强大动力,通过基础创新,原理创新,将颠覆产业结构和产品结构。中国产业要想不亦步亦趋地跟着发达国家走,必须进行产业的基础创新、原理创新,大力发展基础产业。国际照明委员会主席弗朗西茨.汉斯伯杰在海峡两岸光电论坛暨产业对接会上称对LED用于道路照明的前景看好,认为中国走在了LED照明技术应用的前列。

节能减排是中国可持续发展的必然选择,节能减排是应对资源稀缺与环境承载能力有限的挑战的必然选择。近年来,我国的资源环境问题日益突出,节能减排形势十分严峻。在资源稀缺与环境承载能力有限的情况下,传统的高投入、高消耗、高排放、低效率的增长方式已经走到了尽头。不加快转变经济发展方式,资源难以支撑,环境难以容纳,社会难以承受,科学发展难以实现。节能减排是遵循人类社会发展规律和顺应当今世界发展潮流的战略举措。工业革命以来,世界各国尤其是西方国家经济的飞速发展是以大量消耗能源资源为代价的,并且造成了生态环境的日益恶化。有关研究表明,过去50年全球平均气温上升的原因,90%以上与人类使用石油等燃料产生的温室气体增加有关,由此引发了一系列生态危机。节约能源资源,保护生态环境,已成为世界人民的广泛共识。保护生态环境,发达国家应该承担更多的责任。发展中国家也要发挥后发优势,避免走发达国家“先污染、后治理”的老路。对于我国来讲,进一步加强节能减排工作,既是对人类社会发展规律认识的不断深化,也是积极应对全球气候变化的迫切需要,是树立负责任的大国形象、走新型工业化道路的战略选择。财政部、国家发展改革委从今年起在全国实施高效照明产品推广财政补贴政策。补贴采取间接补贴方式,由企业按中标协议供货价格减去财政补贴(大宗用户按中标协议供货价格30％、城乡居民按50％给予补贴)后的价格销售给用户,中央财政直接将财政应补贴的资金划拨推广企业。这是我国首次运用财政补贴手段支持涉及广大消费者的终端节能产品推广,也是财政补贴节能产品推广机制的创新。以全面推动节能减排环保事业的发展。目前,照明消耗占整个电力消耗的20%,因此大大降低照明用电是节省能源的重要途径。为了实现这一目标,业界有识之士以研究开发出许多节能照明器具。LED以高光效、长寿命、节电安全其固有的优越性,吸引着世界的目光,美国、日本、欧盟等国及台湾地区,针对新世纪绿色照明LED新光源,进行实用性研究并取得新成果。近年来,日本日亚化工、丰田和成、SONY、佳友电工都已有LED照明产品问世。世界著名照明电器公司飞利浦、欧司朗、GE等也投入大量人力、物力、财力进行LED照明产品的研究开发和生产。台湾目前LED产量仅次于日本列美国之前.二、LED路灯照明运用的优势分析

大功率LED新光源的问世,就是对上百年传统照明理论颠覆性的技术创新,它低能耗、长寿命、绿色环保的半导体照明技术将当之无愧地成为最具发展潜力的照明替代产品。

1、大功率LED路灯的寿命长

对这个大家十分关注的焦点问题,正如许多国内外专家和公司的产品宣传画册所描述的5-10万小时,并持乐观态度,其实,大功率LED路灯的寿命取决于以下几点：

(1)LED光源的芯片质量,光衰减值。

(2)LED的封装质量.一致性及可靠性。

(3)LED作为冷光源,但LED半导体本身会产生热。LED的散热,保证LED的良好工作条件。

(4)电源、恒流驱动的寿命质量保证。

2、节能效率高

照明工程是个系统工程,不管是明视照明还是气氛照明都是通过电能转换成光,再通过灯具投影,使某一个局部的被照面达到一定的照度、均匀度、显色性,多个被照面的局部合成一个完整的照明工程,不能简单的用功耗来比较,而是要通过综合、全面的分析进行比较。

3、常规灯具与半导体LED照明灯具的差异化

灯具是光源、电源、灯罩和其他附件等装配组合而成的照明器具,它又是用来控制光源、光线投照的方式,同时又能起到保护光源,提高照明效率的照明工具。常规路灯照明灯具主要由灯壳体、光源腔、电器室等组成。因其有足够的壳体空间及活性炭和泡沫硅橡胶的密封安装散热,保证了光源的工作条件。其光源腔的防护等级IP65、电器室的防护等级IP45。常规路灯照明只要保证此防护条件,可以做成任意形状,我国的常规道路照明灯具设计精彩纷呈,真是显现出白天观景、夜晚观灯的景象。而半导体LED路灯的面世,其光源的长寿命独特性,具有易合理配光的优越性,色温的可变性,显色指数高的优势,低电压、电流的光源供电具备了高效节能的发展趋势。对于LED应用于路灯有先天的优势,其优势在于：

(1)LED作为点光源,如果设计合理,很大程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题；

(2)对光照射面的均匀度可控,理论上可以做到在目标区域内完全均匀,这也能避免传统光源灯下亮现象中的光浪费；

(3)色温可选,这样在不同场合的应用中,也是提高效率、降低成本的一个重要途径；

(4)LED路灯的光学合理性配光 LED与传统的照明灯不同,它具有点光源、高亮度、窄光束输出等特点。做LED路灯首先要考虑把有限的光通量充分的利用到有效的照射范围,路灯要求的是路面照明效果,超出路面的空地不是路灯照明的有效范围。因此,有效的控制光线的分布范围,使发光管发出的光成为一个长条形光带沿路面方向铺展,同时也要兼顾眩光的产生,是对LED新型灯具的设计人员提出的更高要求。

三、节电效益计算

1、安装LED路灯后产生的节电效益包括下列五个方面：光源功率减少的节电效益；线路损耗减少的节电效益；变压器损耗减少的节电效益；运行维护管理费用减少的经济效益；对于新建道路由于照明功效率减少、变压器容量减少、开关设备容量减少、电缆截面减少、以及安装运输费用减少所带来的经济效益。

2、照明灯具的功率、线路损耗、变压器损耗由当地质量技术监督局测定,并作为节电效益计算的依据。

3、运行维护费用的减少包括原高压钠灯灯泡损耗减少,运行维护人员减少等,可参考历年的开支情况。

4、节电效益一般是按合同签订时的电价为计算依据,若合同期内电价若有增减变动,合同中确定的节电效益不变。有关采用半导体照明的节电效益,可参考东莞LED路灯的测试效果：

(1)按东莞市政府的规定,采用的半导体照明灯其节能必须在60% 以上,也就是照明用电至少应减少60%；若按全市的路灯10万盏计,道路照明用电超过1.5亿KWH,故每年可节约电能0.9亿KWH。

(2)由于半导体照明光源的使用寿命长,运行维护费用将大大减少,据统计资料分析,400W钠灯,改用150WLED灯后,每年可节约250元的运行维护费用,250W钠灯改用100WLED灯后,每年可节约150元的运行维护费用,10万盏路灯计仅运行费用每年节约1,500万元。

(3)若将每年节约的0.9亿KWH电能用于其它工业项目,按万元的GDP能耗为1.36吨标准煤,每度电燃烧0.35KG标准煤,则可创造2.3亿GDP。

(4)节约用电相当于电厂可减少0.9亿KWH的发电量,可减少煤的燃烧,减少二氧化碳和二氧化硫的排放,可减少对大气的污染,节电0.9亿KWH的电量,可减少3.15万吨标准煤的燃烧,可减少2,700吨二氧化硫的排放。

(5)节能指标计算(每天按12小时计算)：

每年节约电能=365天*12小时*(0.5度-0.16度)=1489.2度

每年节约电费=1489.2度*0.8元/度=1191.36元

经过LED路灯改造后,每盏灯每年节约电费1191.36元。如果整条路路面都采用LED路灯那么每年将为国家节省大量的电能,就经济效益而言,节省了大量的金钱。

四、LED技术进步空间依然很大。

LED在景观照明已得到广泛的应用,但在路灯照明领域它还是个新生事物。国际照明委员会也在制定相应的技术规范并积极研究准备出台国际标准,这项技术的成熟还有发展空间：

1、LED照明技术还需要不断完善,继续提高它的可靠性,如整流控制系统的集成化,光源散热速度提升等,2、进一步减少光衰；

3、减少让人感到不太舒服的炫光；

4、要降低制造成本；

5、组织产学研联动进行这一领域自主知识产权的研发,将上游高附加值的光源原材料及加工设备关键技术控制在手,才是我国LED广泛大规模运用春天的到来时机。

五、LED道路及隧道照明项目运行

灯具首先是严格按照国家制订的建设标准来建设,也充分考虑到高效、节能。为了深入贯彻落实科学发展观,加快建设节能型社会,促进经济又快又好发展,政府在节能降耗以及实施路灯节电改造等方面做了大量工作,也制定了很多政策和措施。目前,市政照明管理的路灯,基本上都带着照明节电器,设置到夜晚12点以后,当人流量、车流量稀少的时候,发光的亮度已经降低了30%。我们认为在LED照明的应用推广上,也应循序渐进,代表未来方向的LED路灯同传统高压钠灯结合一起使用,不失为务实的办法,建议:

1、政府应先安排在一路段更换安装LED照明,与原有路灯作三个月的对照比较测试,得出实际的节能效果。

2、然后再选择一个有代表性的地区,作为能源合同管理模式改造路人的试点镇,取得经验后再大面积推广。

3、以点带面,逐步推开

(1)将每年新增路段的路灯优先使用LED路灯；

(2)将代表城市形象的大道要道、各大高新开发区等,可优先安排更换；

(3)耗电大户的主厂区道路、(4)地铁、隧道安全系数高,可安装隧道灯。

五、huayu-power大功率LED路灯灯具

三门峡华豫新能源科技有限公司将用2.5年时间打造一个集光电科技、新能源系统研发、测试、规模制造、照明技术及风光互补智能化技术展示与产业化推广于一体的综合光电及新能源工业园区,年产100万盏单大功率LED灯具（采用自主知识产权封装的单颗大功率LED（30W－100W）作为光源，运用独特的多颗芯片集成式单模组光源设计，选用进口高亮度芯片）以及3万套风光互补太阳能系统（对日跟踪太阳能、垂直轴风力发电机、全永磁悬浮风力发电机）,年产值达7.2亿元,利税2.5亿元,带动周边产业产值10亿元以上。