LED路灯照明应用推广的可行性分析
2009-09-28 09:55:26 来源：中国能源信息网
【哔哥哔特导读】LED路灯照明应用推广的可行性分析
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场。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。
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