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LED路灯应用浅谈

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-09-27  来源:北京市城市照的管理中心(100078)  作者:陈春光  浏览次数:2997
核心提示: LED是一种可以将电能转化为光能的电子产品(固态光源)。目前全球产业所发展出的不同种类LED能够发出从红外线到蓝之间不同波长的光线,而业界也有紫色甚至紫外线的LED。近年来LED最吸引人的发展是蓝光LED上涂上荧光粉,将蓝光转化成白光的LED产品。从显色性、寿命等方面已显现优势,其光电转化效率也在不断提升,只是价格仍较主流照明的钠灯高出许多。结合实际应用情况,本文进行了全面讨论。
    摘 要  LED是一种可以将电能转化为光能的电子产品(固态光源)。目前全球产业所发展出的不同种类LED能够发出从红外线到蓝之间不同波长的光线,而业界也有紫色甚至紫外线的LED。近年来LED最吸引人的发展是蓝光LED上涂上荧光粉,将蓝光转化成白光的LED产品。从显色性、寿命等方面已显现优势,其光电转化效率也在不断提升,只是价格仍较主流照明的钠灯高出许多。结合实际应用情况,本文进行了全面讨论。

    关键词  LED路灯 高压钠灯 显色性 性价比 一致性 维护

    LED诞生已有几十年,从最早应用于仪器、收音机等显示指示灯,到目前已应用于交通信号灯、汽车尾灯、LED背光电视机等,其已在众多领域得到了广泛应用,在城市夜间景观照明中也已有成熟应用。但作为大功率的功能照明,因为散热问题带来的一系列问题也制约了其普及,目前LED正在由不成熟走向成熟的过程中。下面我将通过性能指标的对比,从四个方面浅谈LED路灯的发展状况。
LED路灯应用浅谈


    1、LED路灯与传统比较的优缺点

    通过性能指标的对比可以得出如下结论:

    1.1 能效

    通过光电转换效率,以当前的LED路灯与传统的高压钠灯进行比较并无节能优势。但是动态来看,LED路灯的光电转化效率正在不断提高,有超越钠灯的可能性。

    1.2 寿命

    LED的寿命取决于其系统集成内所有电器元件的最短的一个,因此对其批量制造的一致性要求高,从目前我中心试点来看,几十盏LED路灯安装半年内均有个别灭灯情况发生。但就LED总体的平均寿命要长于高压钠灯。

    1.3 显色性

    LED路灯的显色指数更高,比高压钠灯的色彩还原性更好,在同等照度条件下,高显色性能提高事物的辨别能力,更能让司机看清路面情况,也让人眼主观感觉更亮。

    1.4 热启动

    LED路灯能够实现瞬间启动和支持热启动(亮灯一段时间熄灭后,即可启动)的特性,这点要优于高压钠灯。作为气体放电灯,有点亮后逐渐增亮的过程,10多分钟后才能达到平稳运行,不支持热启动,需要冷却10分钟左右才能二次点亮。

    2、影响LED路灯大规模推广使用的因素

    2.1 技术成熟度

    刚才提到了LED路灯一致性较低,使用中寿命不达标产品时有出现。另外LED路灯在使用一年后,容易发生色偏的现象(蓝光LED荧光粉发生化学反应所致)。另外由于LED路灯光衰问题有待进一步克服,其寿命长的特点需要实际应用中去考验。

    2.2 维护成本

    传统高压钠灯便于维修,其光源、镇流器、电容、触发器坏了可以单独更换,成本不高,而LED路灯是集成式,一旦灭灯就必须整体更换,成本较高。

    2.3 一次性投入高

    因为LED路灯目前市场售价约为传统路灯的3-4倍,因此一次性投入较高。但我们也感受到了LED技术进步正在较快的拉低其生产成本,但是,我们相信随着技术进步,终有一天能够做到和传统路灯同售价,甚至更低。

    2.4 标准和检测体系尚需完善。检测设备、检测方法和标准制定工作不能适应产业快速发展的要求。半导体照明产品的标准与检测体系建设亟待完善,权威检测平台尚未建立,无法对现有半导体照明产品进行质量评价或认证。对于用户最突出的问题是缺乏互换性,不具备通用性,使用了多少品牌LED路灯就必须储备一样多品牌的备品备件,增加了运行检修和物资管理的难度。

    3、LED路灯应用情况

    3.1 应用简介

    城市照明管理中心对高科技前沿产品,特别是节能环保路灯产品一直持积极的态度,但鉴于首都的特殊政治地位,中心一直按照论证、单体测试、试点试验、推广应用的程序稳步推进。2004年我中心就开始陆续对LED路灯进行了单体测试,测试地点就选在中心南侧的马路上,但早期的LED路灯的光效、均匀度、寿命均未能达标。后来的产品性能不断提高,达到了试点试验的标准。2008年12月由国家发改委出资、北京市政管委要求我中心配合试用,在辟才胡同安装了124具LED路灯(生产厂家为勤上光电),当时组织单位委托了具有资质的第三方机构进行测试。但总体来看,运行平稳,照度、均匀度能达到通用标准,节能性有所体现。(182瓦LED替换了400瓦高压钠灯,98瓦LED替换了150瓦高压钠灯)。

    3.2 应用案例

    我中心先后在四条路上进行了LED试点试验工作。为保证试点道路的典型性并兼顾可能带来的风险,特别规避了城市主干路,对目前钠灯中数量应用最多的250W进行了替换的试点试验。并进行了照度测试。数据如下:
照度测试


    3.3 数据分析

    通过实测数据分析,可以看出在降低功率后,照度也有所下降,这和性能指标两者的光电转化效率基本一致相吻合。均匀度基本相当,这里整体均匀度偏低和道路两旁树木对光的遮挡有关系。但通过对比,显色性确有提高,这带来了两方面的效果,一是主管感觉看物体更清晰,另外就是在寒冷的冬夜,LED冷光给人的感觉有点阴冷(资芳路和四方景园路在冬季测试),而在炎热的夏天,LED冷光给人清凉的感觉(三里河东路和月坛南街在夏天进行的测试)。

    3.4 推广试用

    目前,继辟才胡同之后,中心又配合发改委做了7条路LED路灯的试点工作,目前跟踪测试中,道路明细如下:
道路明细


    4、LED路灯前景展望

    4.1 总体前景

    可以预见,因LED路灯比传统光源有着许多优点,相信随着技术进步和相关政策的出台,LED路灯必将在道路照明中发挥越来越重要的作用,拥有良好的发展前景。

    4.2 发展过程突破点

    这个过程突破,首先需要行业政策的支持,制订统一标准和规范,解决客户端互换性的问题;其次要解决光效提升问题,使得LED的光效较高压钠灯高出50%以上,这样节能效果能充分显现;第三是成本控制,只有控制住成本才能体现出性价比的优势,才会使得客户有内在动力来更换;产品质量、寿命过关才有可能利用EMC(合同能源管理)的方式来促进大繁荣、大发展。只有解决了上诉四个问题,才能真正迎来LED路灯的春天,这个产业也才能从目前“僧多肉少”的惨烈竞争中走出来。

    4.3 国家关注战略点

    同时中国要注重其核心芯片产业的扶持,避免出现多年前彩电显像管的悲剧,这点也是国家战略层面非常关注的问题,如果不能掌握核心技术,则最后得到的是产业的昙花一现,而不是倡导的又好又快发展。

    5、LED路灯应用路线图

    5.1 北京市道路照明维护现状

    目前,我中心对路灯的日常维护管理实行“块块”管理,即按区域进行管理,某个划定区域由某个维护班组进行设备的综合管理,这样能够克服责任不清、交通拥堵等弊端。日常维护时,一般是维护人员以车辆为编组,一组3——4人,携带常规的备品备件进行定期巡修,同时结合客服中心接到的故障报修进行定点维修。由此,就需要按照需求携带相应的维修材料。由此就引出了刚才强调的一个大问题,LED路灯标准不统一带来的备品材料问题。即在今天巡视的范围内不应有太多品牌和型号的LED,否则即使一种带一个,车辆也会装满。同时对于定点维修需要一个数据库支撑,从数据库能够索引出该路LED路灯的品牌型号,同时物资储备供应处也能索引出对应物资的存储位置。

    5.2 应用规划建议

    要想在现况条件下,按照积极探索、稳步推进的总体思路,则不可能大批量集中采购,就不可能有多个厂家(至少满足招标条件三家以上)单独开发满足我中心统一标准要求的样式。为此建议按照目前中心划定的五大维护片区,挑选出一个相对不太敏感和重要的区域,如石景山所在的西片区。然后在该区域内参照“万米网格”的管理思路,以道路为界进行子区域划分,由此保证道路照明(色温)在一个集中区域内的统一。在一个子区域内框架性确定单一LED生产厂家,由此确保物资的通用性。但子区域不宜划分过多,LED的功率型号也不宜过多,对应常规高压钠灯70W、150W、250W和400W四种型号选定四种。这样基本上在日常备品上接近高压钠灯的维护模式,再依靠其自身长寿命的优势,即可总体上缩减维护工作量。概括起来就是分区而治、定牌定型。
 
关键词: LED照明
 
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