LED路灯照明的应用探讨

LED路灯照明的应用探讨

任娟王东霞

任娟王东霞

（濮阳市城市照明管理处河南濮阳457000）

摘要：随着绿色照明理念的延伸，近年来，选择什么样的设备照明来节能减排也引起人们的重视，绿色照明一直是人们追求的一个方向。LED路灯取代传统路灯光源势在必行。本文就LED路灯应用中的一些问题谈谈个人的认识和体会。

关键词：LED；路灯照明；节能

引言

LED作为一种新光源，有着高效、节能、环保、寿命长等特点，目前有取代传统光源的趋势。到目前为止，已经研制出了在可见光波段出现的所有颜色，在背光源、显示以及信号方面得到了应用也是相当广泛的。特别是最近几年，亮度比较高的大功率LED也成功研制出来，使其在道路照明工程中的使用范围也变得越来越广泛。

1.LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择

1965年全球第1款商用发光二极管（LED）用锗材料制成；1991年业界采用MOCVD外延生长四元系材料，开发出亮度发光二极管；1994年在GaN基片上研制出第1只蓝光二极管；1997年通过蓝光激发荧光粉，做出第1只白光LED；2001年用紫外光激发荧光粉制成白光LED。目前LED因其高亮度、长寿命等优点，已成为最有优势替代传统光源的新一代节能光源。

路灯是城市照明的重要组成部分，传统路灯常用高压钠灯。当前全球环境日益恶化，各国都在积极发展清洁能源。随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，节能是亟待解决的问题。LED路灯以定向发光、光效高、驱动性好、响应速度快、抗震、使用寿命长、绿色环保等优势，逐步走入人们视野，将成为道路照明节能改造的最佳选择。

2009年科技部开始推广10城万盏LED路灯活动，但由于技术不成熟，当时LED路灯改造是不成功的。比较典型的是广东东莞和山东潍坊，LED路灯光效不高、照度均匀度不好，2010年以前安装的LED路灯基本都被拆除了。自2011年以来，LED路灯品质和技术已趋成熟，可以替代高压钠灯。LED光效100lm/W以上，色温3500K以下，1000h光衰为0、3000h光衰为1%、10000h光衰为3%、50000h光衰不大于30%，以平均每天燃点11h计，两年内光衰不大于3%，10年内光衰不大于30%。

自2011年起3年多来，随着LED技术的进步，LED照明产品价格降幅每年均超过30%，从今年开始没有大幅降价的空间，未来几年内能以5%～10%速度降低成本是个不错的预期，所以目前LED路灯已经到了大力推广的时机了。

2.LED路灯的优点和特点

（1）光效高

LED灯光效已达110～130lm/W，而且还有很大的发展空间，理论值可达250lm/W。LED路灯独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明区域，提高了光照效率，以达到节能目的。

（2）显色性好

LED灯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路灯显色指数可达75以上。

（3）易于实现智能化控制

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的情况下，最大可能地降低功率，节省电能。智能LED路灯可实现电脑调光，分时段控制，光线控制，温度控制，远程控制，自动巡检等人性化功能。

（4）安全性好

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功率均为1W，电源比使用高压更安全，特别适用于公共场所照明（路灯照明、厂矿照明、汽车照明、民用照明等）。

（5）体积小

LED芯片体积很小，可制备成各种形状的器件，适用于各类环境。

（6）寿命长

使用寿命达50000h以上（不考虑驱动电源寿命）。

（7）安装简便

无需加埋电缆，无需镇流器等，直接将路灯灯头安装于灯杆或者将光源嵌入原有灯壳。

（8）光色均匀

不加透镜，不以提高亮度而牺牲均匀光色，从而保证无光圈、光色均匀。

（9）绿色环保

LED不含有害金属汞，不像高压钠灯或金卤灯报废时会对环境造成危害。

3.采购LED路灯要注意的几个问题

LED路灯替代传统路灯势在必行，但这是个过程，不能一哄而上。国内LED光源发展相对国外起步较晚，技术方面距国际领先水平相差甚远，有些问题一定要引起路灯主管部门和使用单位的重视。

（1）LED路灯产品质量良莠不齐

为应对世界金融风暴，中央财政拿出4万亿连同地方财政的支持，预计有10多万亿的资金投入到能源交通、高新企业、基础建设上。国家科技部在全国启动“十城万盏”LED路灯半导体照明应用工程。在这股强劲东风的推动下，一贯得到政府支持的半导体照明产业，出现1个大发展的契机。很多企业看好这个朝阳产业的发展空间，在不甚了解半导体道路照明关键技术和生产工艺的情况下，沿用常规路灯规格，标准，将盲目模拟、仿造的产品推向市场，致使LED路灯产品良莠不齐。

（2）光效相差悬殊

LED照明技术日趋成熟，但光效相差悬殊。常用大功率LED光效为50～60lm/W，用国外最好的LED芯片可达到80lm/W以上。发光效率越高，意味着节能效果越好，这也是选择LED路灯最重要的指标之一。LED标准中并未对发光效率有明确规定，国内LED路灯发光效率相差悬殊，所以采购时必须仔细确认。

（3）电源系统不稳定

LED光源理论寿命可以达到100000h，LED路灯的使用寿命很多企业宣称50000h，尚无实际使用案例。因为通用铝电解电容器的寿命只有4000~5000h，而且在高温下寿命减半，远远不能满足LED照明长寿命的要求。铝电解电容器成了LED灯具驱动电源的瓶颈，从而使其实际寿命大打折扣。LED驱动电源不稳定是行业共识，驱动电源是LED路灯的重要部件，其故障将导致整灯的失效。对LED路灯这种户外高处装置来说，维修难，路灯厂家维修成本攀高。

（4）采用0.5W小功率模组LED路灯的光衰严重

有的厂商为降低成本，采用几百只0.5W小功率LED光源。这种小功率LED的光衰非常严重，作为需要长期使用的路灯绝对不允许采用这种小功率LED光源。

（5）LED路灯的散热问题

LED因为是半导体元器件，其晶片受到温度影响，光通量减少到初始时的30%就将失去照明意义，也就是寿命终结了。理论上大功率LED路灯寿命在50000～100000h，但其重要前提是有良好的散热性。值得一提的是，目前国内已有厂家采用了全球领先的针状散热技术。

（6）LED路灯光色有待改善

大功率LED路灯基本上采用5000K左右的白光。作为道路照明光源，尤其冬季在北方视觉感偏冷，远视观察能力下降。根据路灯使用单位多年的经验和体会，3000K左右的黄光或暖白光比较适合道路照明。

（7）产品维护较高压钠灯困难

高压钠灯好维护，灯具只需擦洗、不必更换，光源4年更换一次，很方便；而LED路灯涉及LED管、模组（含透镜等）、电源装置等元器件，一有损坏就可能要整体更换。而且蚊虫对LED灯某些波长的光特别喜欢，飞蛾现象较重，影响其光效。所以使用时间很短的高压钠灯不宜匆忙更换LED路灯。

4.结束语

LED道路照明灯作为低碳环保的新产品，正蔓延在千家万户，当使用率慢慢占有了市场，达到一定数量后，这种节能、环保、减碳效益将会越来越明显。中国是一个地广人多的大国家，城市的扩建，路灯总数也会随之越来越庞大，现在正在以较快的速度持续地增长着，LED照明技术也日渐成熟，未来凭借绿色环保、高效节能的优势，必将普遍应用于路灯的节能改造中，因此，LED道路照明节能改造势在必行。

参考文献：

[1]罗海荣.发光二极管的研究现状与发展趋势[J].半导体光电，1996，117（4）

[2]华豫新能源.道路照明LED路灯节能改造设计方案[N].网经新闻，2010